随机噪声连续波SAR的性能分析

随机噪声连续波合成孔径雷达具有十分优良的低截获特性、抗干扰特性和电磁兼容性等,因此受到越来越广泛的关注。介绍了一种功率谱为高斯型的随机噪声连续波SAR的信号形式。通过理论分析和计算机仿真,给出了这种信号的距离分辨率、距离向峰值旁瓣比、积分旁瓣比及抗干扰等性能。仿真结果表明:在相同的条件下,这种随机噪声连续波SAR比LFMCW SAR具有更低的峰值旁瓣比、更好的距离分辨能力和抗干扰性能。

机载MIMO虚拟阵LFMCW雷达杂波距离旁瓣性能分析

线性调频连续波(LFMCW)信号应用于机载虚拟阵多输入多输出(MIMO)雷达体制。二者的结合,一方面,可在较少阵元条件下,获得虚拟的宽口径,改善雷达的测角性能;另一方面,采用连续波体制,在相同峰值发射功率的条件下,可增大雷达的探测距离,弥补MIMO雷达宽波束发射导致的威力下降。LFMCW信号的匹配滤波输出拖尾较长,文中对由此产生的杂波距离旁瓣泄漏问题进行了建模与分析,结果表明:LFMCW雷达系统与线性调频脉冲雷达系统具有相似的杂波距离旁瓣泄漏特性,数值仿真验证了此结果的正确性。另外,非自适应处理的仿真结果也表明对高速、小RCS的目标,LFMCW信号具有更高的输出信杂噪比。

脉宽调频极性捷变波形相参处理能力分析

脉间捷变波形的匹配滤波响应存在差异,对地/海杂波等效为距离旁瓣调制(range sidelobe modulation,RSM),导致杂波抑制能力下降,甚至无法进行相参处理。针对线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号在带宽恒定前提下,改变脉宽和调频极性后具有主瓣宽度相同、旁瓣幅度起伏小的特点,对其模糊函数、峰值增益损失、单通道运动目标显示(moving target indicator,MTI)处理和空时处理性能进行分析。仿真结果表明,在时宽带宽积大于1000、归一化脉宽变化小于0.4条件下,目标积累损失小于1 dB,脉宽滑变时单通道时域杂波抑制能力优于29 dB,空时杂波抑制处理在杂噪比(clutter to noise ratio,CNR)低于40 dB时损失小于1 dB。

基于脉冲压缩的距离超分辨技术

利用高分辨阵列处理算法实现重叠回波时延超分辨是扩展雷达距离分辨率的有效方法,而降低这类算法适用的信噪比(SNR)门限是其能否实用的关键。本文针对大时宽带宽积(TB)信号压缩后能量集中,峰值SNR提高的特点,提出了一种低SNR下大TB信号距离超分辨新方法.即利用脉压和旁瓣抑制技术对大TB信号进行预处理,结合噪声的预白化,对截取的脉压输出主瓣进行超分辨处理。计算机模拟表明该方法可以在低SNR下实现多目标的距离超分辨估计,并大大降低数据存储量和计算量.

非线性调频信号设计中的组合窗优化法

在雷达领域 ,非线性调频 (NLFM )信号正被越来越广泛的应用。本文对NLFM的设计与优化方法进行了分析 ,提出一种对窗函数进行组合的设计与优化思路 ,并给出一示例。结果表明 ,该方法能快速灵活地设计出所需信号。

一种线性调频信号超低旁瓣脉冲压缩方法

雷达脉冲压缩希望具有超低距离旁瓣的特征,线性调频信号采用加窗方式可达到约-35 d B的距离旁瓣电平。基于超低旁瓣电平信号设计方法,在不考虑信噪比损失条件下,提出了一种新的超低旁瓣的脉冲压缩方法,基本思想是针对给定线性调频信号,频率滤波权值采用超低频旁瓣频域信号与线性调频信号频域的比值,可以将接收端旁瓣电平输出最低到-120 d B。同时,从理论上和数值结果中分析了信噪比损失、延迟敏感性等问题。

基于线性约束最小方差原则的稳健快速自适应脉冲压缩方法

针对线性调频信号在距离单元内的回波采样点与目标点失配,即采样失配的情况下,自适应脉冲压缩性能下降的问题,对快速自适应脉冲压缩(fast adaptive pulse compression,FAPC)方法进行改进,提出一种基于线性约束最小方差(linearly constrained minimum variance,LCMV)原则的连续分块FAPC(contiguous block FAPC,CFAPC)方法。该方法将自适应波束形成方法类比到自适应脉冲压缩滤波方法中,首先在最小方差无畸变响应(minimum variance distortionless response,MVDR)原则保持增益的前提下增加零点约束条件,加宽零点凹口的宽度;而后对分块的协方差矩阵设置置零条件,抑制旁瓣能量,实现在采样失配情况下保持稳健的目的。实验结果表明,在脉内多普勒频移和采样失配同时存在的情况下,所提方法可以更好地抑制目标的距离旁瓣,具有较好的稳健性。

基于多普勒中心频率估计值的RFrFT-RD成像算法研究

针对多普勒中心频率估计值对合成孔径雷达(SAR)成像信号能量聚焦性能的影响,文中首先确立距离向分数阶傅里叶变换(FrFT)域能量聚焦轴,然后推导分析距离向分数阶傅里叶变换域能量聚焦轴与多普勒中心频率的关系式,接着构建距离向FrFT域成像算法(RFrFT-RD),最后利用星载SAR实测数据进行地物目标成像。实验结果表明,当多普勒中心频率估计值误差由0逐步增大到5%时,所提RFrFT-RD算法具有较好的成像性能稳定性。与传统的距离多普勒(RD)算法相比,所提算法距离向分辨率绝对值平均提高约7.69 m,而距离向峰值旁瓣比(PSLR)平均降低约1.88 dB,距离向积分旁瓣比(ISLR)平均降低约2.89 dB。

针对距离采样失配的多波形自适应脉冲压缩

针对距离单元内调频信号的回波采样点与目标点失配(即距离采样失配)时,引发回波采样波形与参考信号波形之间相位失配以及自适应脉冲压缩性能下降等问题,提出了一种针对距离采样失配的多波形自适应脉冲压缩(multi-waveform adaptive pulse compression,MWAPC)方法。所提方法将多基地自适应脉冲压缩(multistatic adaptive pulse compression,MAPC)方法应用到单基地雷达,首先将单基地雷达的原始发射信号过采样得到多个采样版本的发射信号,并将各种采样版本视为不同的波形;然后借助于自适应脉冲压缩对相位失配的敏感性,依次用不同采样版本的发射信号对回波信号做多波形自适应脉冲压缩构建距离维与采样维的二维输出,得到在距离单元内目标点与采样点的相对位置关系。实验证明,所提方法可根据多个采样版本的采样时序将自适应脉冲压缩的二维输出延展成一维。相比于常规脉压方法,所提方法不仅能抑制因采样失配而产生的距离旁瓣,还可获得超出传统脉压方法的分辨能力,在同一距离单元内区分出不同位置的目标。

脉冲多普勒引信距离副瓣问题分析

在超低空攻击巡航导弹的场景中,由于脉冲多普勒引信存在距离模糊,可能会出现虚警的现象。本文对脉冲多普勒引信的模糊图及海面回波特性进行分析,提出了随机脉位调制、随机二相码调制和重复频率跳变三种距离副瓣解决措施,并进行了对比分析。结果表明重复频率跳变具有良好的抗距离副瓣性能。