具有多重PRF的雷达回波脉冲视频仿真电路的实现

在目标回波仿真原理的基础上 ,给出了一种新颖的脉冲多普勒雷达目标回波视频脉冲仿真电路。通过计数分频和计数延时技术 ,该电路获得了大范围可变的脉冲重复频率和高精度的脉冲时延 ,能对距离不断变化的动目标进行实时模拟。给出了电路的结构框图 。

聚束式合成孔径雷达系统设计中PRF的优化选取

在聚束式合成孔径雷达系统设计中,脉冲重复频率PRF的选择至关重要。在论述SAR系统设计中PRF的限制条件的基础上进一步指出,由于聚束式SAR和条带式SAR在工作模式上存在着本质的区别,两者的方位模糊度的计算方法也有所不同。文中详细地介绍了聚束式SAR的方位模糊度计算函数,阐述了聚束式合成孔径雷达PRF的选取在满足基本限制条件的基础上,可以利用其方位模糊度计算曲线进行进一步的优化。仿真结果表明,这一优化在聚束式SAR系统设计中具有重要意义。

H-PRF方式地面情报雷达杂波抑制性能分析

针对提高地面情报雷达杂波抑制性能的问题,在阐述PD体制信号处理的基础上,主要结合与传统的L-PRF方式对比,对应用H-PRF方式PD体制信号处理的改善因子进行了分析论证。

基于调制谱超分辨重构的微多普勒参数估计

调制谱间隔是气动目标识别的重要特征,在雷达波形资源受限的情况下存在估计精度差且噪声鲁棒性弱的问题。针对此问题,利用稀疏迭代协方差谱估计方法进行调制谱超分辨,根据调制谱谱线等间隔的原理提出用基频组功率累积占比表征基频谱,进而实现基频的超分辨估计。基于甚高频波段雷达的仿真和实测数据分析证明了该方法抗噪能力强,且在相参积累时间大于1.5倍微动周期、调制谱折叠、重频参差等场景下均可有效提高调制谱间隔参数估计准确率。

基于LVD变换的参差重频解模糊

在实际工程中,搜索转跟踪雷达在搜索模式下通常采用参差重频技术来解算目标的多普勒频率,但如果是带有高加速度的目标,单个脉冲波束驻留时间内会造成多普勒维的扩展,导致无法准确得出模糊频率,从而导致解不出或者解出的多普勒频率与实际值偏差较大。通过在搜索模式下使用吕氏分布(Lv’s Distribution,LVD)变换估计目标的加速度,以此对回波信号进行多普勒维的补偿,再通过参差重频法解算多普勒频率,即可解算出真实的多普勒频率。通过仿真验证了所提方法的有效性。

民用脉冲功率源的进展与展望

民用脉冲功率技术的发展一直比较缓慢,其根本原因是脉冲功率源有待于进一步多样化、小型化、重频化、长寿命和高性价比。电容器储能和开关技术是制约民用脉冲功率源发展的瓶颈。为此,简介了民用脉冲功率源在多样化、开关固态化、电容器储能和功率高密度化等方面的发展现状以及对它今后发展的思考。只有依靠多学科的大协作和政府的大投入,民用脉冲功率源才有望在不久的将来得到较大的发展。

弹载平台聚束SAR成像脉冲重复频率设计

针对弹载平台高速、非水平非匀速直线运动和对目标区域大斜视角观测的特点,对影响脉冲重复频率(pulse repetition frequency,PRF)设计的模糊性限制、发射脉冲的遮掩、天底回波干扰等主要因素进行了详细分析,推导了平台非理想运动和视角状态下最大瞬时多普勒带宽和天底回波可忽略的速度俯仰角范围的简单表达式。提出了一种基于穷举法的聚束合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像导引头PRF设计方法,该方法在同时满足距离和方位上不模糊的情况下,发射最少个数的PRF实现对雷达波束覆盖区域无距离遮挡观测。通过仿真产生的聚束SAR成像导引头弹道,验证了分析的正确性和设计方法的有效性。

一种高脉冲重复频率雷达微弱目标检测跟踪方法

针对高脉冲重复频率(PRF)雷达对微弱目标的检测跟踪问题,该文提出一种雷达测距模糊条件下基于检测前跟踪(TBD)的微弱目标跟踪方法。该算法借用TBD的思想精髓,对于每一时刻的量测,既不进行目标有无的检测也不解距离模糊,而是将目标检测和解距离模糊统一在目标真实航迹的获取中。首先通过批处理把目标的模糊量测在所有模糊区间进行多假设扩展,从而提取量测的时空相关信息;然后基于目标真实航迹在时空上的连续性和不同PRF量测之间的相关性,通过TBD方法得到目标航迹,同时实现解距离模糊。与同类研究相比,该方法将微弱目标解距离模糊问题统一到目标航迹的检测确认过程中,避免了低信噪比(SNR)造成的航迹漏检,为实现高脉冲重复频率雷达微弱目标的检测跟踪提供了一种新的思路。最后,通过仿真验证了该算法的有效性。

基于概率假设密度滤波和数据关联的脉冲多普勒雷达多目标跟踪算法

为了解决杂波环境下脉冲多普勒(PD)雷达的多目标跟踪问题,提出一种距离模糊情况下基于概率假设密度滤波(PHDF)和数据关联(DA)的联合解距离模糊和多目标跟踪方法。该方法使雷达采用一组脉冲重复频率(PRF)交替变换的工作模式,并对雷达生成的模糊量测进行多假设,得到扩展量测集;然后,利用PHDF可以有效滤除杂波和避免"目标-量测"数据关联的突出优点,对扩展量测集进行滤波,得到粗略的目标状态估计;最后,对PHDF的滤波结果进行"航迹-估计值"关联,给出多目标航迹信息。仿真结果表明,该算法可以同时给出目标个数和各目标状态估计,实现杂波环境和距离模糊条件下对多目标的有效跟踪。

逆合成孔径成像激光雷达实包络成像算法

逆合成孔径激光成像雷达受激光调制技术以及回波相位信息易受大气湍流破坏的限制,采用常规的相位相干积累类方法得到目标二维高分辨图像很困难.针对这一情况,提出了一种基于逆Radon变换的实包络成像算法.利用回波距离脉冲压缩后的实包络信息,实现方位向的非相干积累,最终得到二维高分辨图像.通过该算法,成像系统可以使用非相干激光信号,在脉冲重复频率较低且存在大气湍流的情况下,也可以获得高质量的成像结果.仿真实验验证了此算法的有效性和优越性.

宽带雷达中消除“盲速”的动显方法研究

动目标显示雷达中通常存在多普勒频率所引起的“盲速”现象,常采用参差脉冲重复频率的方法来克服这种不利影响。在宽带雷达中,也可采用一种通过雷达回波信号的瞬时位移来检测运动目标的非相干动目标显示方法,在完全克服“盲速”影响并简化系统设计的同时,亦能够实现对包括低速目标在内的不同速度目标的有效检测。该文分别对这两种杂波抑制方法进行了研究,最后得出了宽带高分辨雷达进行杂波抑制的有效实现方法。

雷达脉冲编码理论方法及应用

该文提出了基于脉冲组合编码的雷达探测模式,建立了脉冲编码雷达的基本概念和理论模型。利用多脉冲组合及其时间、频率、相位参量的调制,实现脉冲信号在时间域、频率域、或者时频域结合的编码,为解决传统的脉冲及连续波雷达系统参数相互耦合约束、及其对雷达性能的限制问题,提供了基于多脉冲组合探测的新方法及理论基础。该文着重介绍了多脉冲组合探测的编码、目标信号恢复方法,以及结合研制的合成孔径雷达开展的编码方法、性能评估等实验研究。研究及实验表明,通过采用分频带脉冲编码方法,可使雷达信号采样率突破奈奎斯特采样定理限制,降低系统的实现难度,实验系统中实现了4.8 GHz采样率对5 GHz带宽信号的采样及无失真恢复,成像分辨率达到0.03×0.03 m;通过采用增加占空比的时域脉冲编码方法,实现了信噪比改善超过20 d B的大幅度提高;通过针对合成孔径雷达的成像特性进行2维编码,去除了信号模糊问题,实现了成像幅宽超过90 km等先进性能指标。理论及实验结果验证了脉冲编码方法在提高雷达核心性能方面的显著优势,为高性能雷达系统的实现建立了新的技术途径。

弹载下降段大前斜聚束SAR成像时序设计

提出了一种基于场景点遍历的多普勒带宽计算方法,该方法能得到准确的脉冲重复频率(pulse repetition frequency,PRF)下限值,解决了传统计算方法存在的发射脉冲数过多及PRF参数无法设计的问题,同时解决了雷达方位与俯仰波束宽度不一致时,PRF下限值较难准确计算的问题。构建了基于雷达系统参数和弹载高动态运动特征的PRF参数设计模型,在此基础上提出了通过减小等效斜视角和雷达平台速度的发射脉冲数最小的弹道优化方法。弹道仿真验证了本文方法能较好地满足工程应用中弹载下降段大前斜聚束SAR成像时序设计需要。

逆合成孔径雷达多普勒质心跟踪法性能分析

目标强散射中心的转动相位成分(RPC)是限制逆合成孔径雷达多普勒质心跟踪(DCT)法自聚焦性能的主要因素.基于统一的目标散射信号模型,本文提出扰动角的概念以衡量RPC的影响,并分析了决定扰动角的若干因素.据此,本文证明了提高雷达脉冲重复频率可改善DCT法的自聚焦性能,并证明了圆移位DCT(CS-DCT)和图像均衡DCT(IE-DCT)两类改进方法的原理等效性.最后,数值实验结果验证了本文性能分析的正确性.

参差重复频率分析和设计

雷达工作于脉冲工作状态时不可避免的会出现盲速现象。可通过参差重频的方法减少盲速带来的影响。在推导频率响应的基础上,该文采用最优化设计的方法进行参差周期的设计,详细考虑并推导得到了最优化搜索中几个重要参数,给出了其解析表达式。仿真结果和频率响应图表明,该方法得到的参差周期能将慢速扩大到原来盲速的数倍以上,有效地减少了盲速的影响。

重频参差相参脉冲串频率估计算法

研究了重频参差相参脉冲串的频率估计算法。通过脉内相关积累,提高了新序列的信噪比。对新序列的相位差按参差重数抽样平均,减小了等效的相位噪声方差,利用重频参差比解相位模糊,扩大了频偏允许范围,降低了算法的信噪比门限。分析了本算法实现相参频率估计的条件,推导了相应信噪比门限的解析表达式,指出了信噪比门限与信号样本总数、参差重数、参差比之间的关系。仿真结果表明:上述结论是正确的,在满足信噪比门限条件下,频率估计的精度接近相参脉冲串频率估计的克拉美-罗限(CRLB)。

基于多普勒频谱特征的空中目标识别

分析了直升机和固定翼飞机两类空中目标的多普勒频谱测量能力,并在测量能力得到满足的前提下,对其目标的多普勒频谱特征进行了分析,找出了它们之间的不同之处,提出了对其目标进行分类识别的方法,通过对18种直升机和固定翼飞机的仿真数据以及现场实测数据的检验,证明该方法是有效的,并且适用于悬停直升机的探测与识别。

SAR成像系统重频抖动的影响及补偿

合成孔径雷达(SAR)系统要求时间严格同步,从而可利用脉冲间的相干性进行方位处理。推导了重频抖动造成的时间同步误差对SAR成像方位聚焦的影响以及其极限值,并给出了补偿方法。采用实际系统参数进行了仿真验证,并分析了存在重频抖动误差的实际SAR成像雷达系统,实测数据处理和补偿结果验证了理论的有效性。所提方法对实际雷达系统的设计、问题分析和SAR成像处理误差补偿有指导意义,具有较高的实用价值。

基于直方图和脉冲关联的抖动信号分选算法

针对传统抖动信号分选算法在当前高密度信号环境下进行分选时,存在实时性差、分选精度低的问题,提出了一种基于直方图和脉冲关联的抖动信号分选算法。该算法首先通过直方图得到PRI(脉冲重复间隔)的统计值;然后利用累积判别判断是否进行下一级累积,对于不需要再进行累积的利用联通加权策略求得该PRI值;最后通过脉冲关联算法来抽取出该抖动信号的脉冲序列。仿真结果表明,利用该方法分选脉冲丢失2%、干扰脉冲占10%的抖动脉冲序列的平均准确率在90%左右,平均漏选率低于9.8%,并且具备较好的实时性。

储能电容器在大电流脉冲系统中的应用

储能电容器是一种容纳大容量电荷的电子器件。脉冲工作时,储能电容器作为储能器件,可提供超大的电流能力;利用储能电容器的充放电特性,可以将电子系统中脉冲电流滤波成为较为平滑的直流电,大大降低低压大电流脉冲电子系统对电源的要求。本文给出了低压脉冲系统中储能电容器使用原则和高分三号卫星中应用实例,通过对卫星供电系统建模仿真,得出了系统最优的电容使用参数。文中的设计方法对其他电子系统设计具有一定的借鉴意义。