应用于超宽带呼吸检测的压缩感知算法研究

超宽带雷达是最近生命探测采用的主要形式,绝对带宽不小于500 MHz的带宽对前端AD采样速率要求较高。针对超宽带系统硬件成本很高有时甚至不能实现的系统搭建问题,论文提出自适应的压缩感知(CS)呼吸检测算法。根据压缩感知欠采样的特点,首次将CS原理应用在微多普勒呼吸频率检测中,对OMP和GPSR两种恢复算法进行了测试,最终采用了OMP检测算法,并设计了自适应观测字典。应用本方法采样率可以达到0.66,大大降低了前端采样压力,节约硬件实现成本,并提高了检测效率。

基于线性调频步进信号的高速目标ISAR成像

该文讨论了一种利用线性调频步进(LMSF)雷达信号通过频域带宽合成以进行高距离分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)成像的方法。文中建立了高速目标的回波模型。为了精确估计高速运动目标运动参数,给出了利用包络对齐和多普勒中心估计拟合目标运动轨迹的方法。针对ISAR中目标回波的特点,对原始的多普勒中心估计方法进行了改进,提高了运动参数估计精度。最后给出了处理流程,并用仿真结果验证此种方法的有效性。

带限条件下雷达信号的超分辨处理方法

雷达的距离分辨率与发射信号的带宽成反比 ,要获得大的距离分辨率 ,必须发射宽带雷达信号。事实上 ,在雷达发射波形设计时 ,考虑到雷达的总体性能指标和工程上的可实现性 ,发射信号带宽是受限的。如何在有限带宽情况下提高距离分辨率是一个值得解决的技术难题。针对脉间频率步进雷达回波信号的特性 ,采用MUSIC(multiplesignalclassification)算法 ,实现了带限条件下雷达信号的超分辨处理 ,进一步提高了脉间频率步进雷达的距离分辨率。仿真实验证明了结果的正确性。

步进频率雷达信号的模糊函数

推导了步进频率脉冲串信号的模糊函数,给出了其在整个时频面上的具体表达式,为分析步进频率脉冲串信号的性能提供了理论依据。在此模糊函数表达式基础上,定性地说明了步进频率脉冲串信号具有高距离分辨率特性。定量计算了步进频率脉冲串信号的有效相关带宽,证明了步进频率脉冲串信号具有高距离分辨率特性。

机载相控阵雷达合成宽带成像技术

首先分析了机载相控阵雷达的信号回波特性和限制带宽的主要因素。结合调频步进信号进行宽带信号合成的原理,给出了详细的流程和算法。并对距离混叠抑制、重频选择、载频设计等关键问题给出了初步的解决方案。最后以X波段雷达系统为背景,对该方案进行了计算机仿真。仿真结果验证了该技术方案的可行性。

步进正负调频信号实现MIMO SAR距离高分辨

带宽合成技术通过多子带步进调频信号的数据融合实现距离向超高分辨。单相位中心顺序收发的模式对系统PRF要求较高,在星载条件下不利于实现高分大测绘带成像。文章对基于多发多收(MIMO)SAR系统的子带并发体制进行研究,详细阐述该体制下子带信号合成的方法,指出带宽合成前必须对相位中心的位置差异进行校正,针对子带串扰带来的虚像问题,首先对其出现机理进行详细分析,最后提出应用步进正负调频信号的方法,在距离压缩后进行子带合成,在实现距离高分辨的同时进一步抑制虚像峰值,仿真结果验证了方法的有效性。

相控阵雷达的线性调频步进ISAR成像分析

宽带相控阵雷达是一种新型的成像雷达,在目标识别方面呈现着重要的作用,但相控阵雷达天线对雷达信号瞬时宽带存在约束,为了得到高分辨的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)图像,选取线性调频步进信号作为发射信号,等效合成大带宽雷达回波信号。文章分析了相控阵雷达不能发射或接收宽带信号的原因,计算了瞬时带宽的取值范围,对线性调频步进ISAR信号特性及合成距离包络法的工作原理进行了分析,探讨了线性调频步进信号ISAR处理方法。最后展示了目前的研究成果,基于实测数据的理论距离分辨力为0.25 m的相控阵雷达的线性调频步进ISAR舰船目标图像。

超宽带无线电探测波合成技术研究

阐述了利用有限时宽带宽积的窄带脉冲信号(线性调频脉冲信号或线性步进频脉冲信号)作为基本信号。通过线性步进频脉冲串合成超宽带雷达波形,即通过不同重复周期采用不同的雷达载频,将瞬时窄带雷达脉冲信号合成超宽带雷达波形一步进频脉冲串,然后再对脉冲串中不同的回波脉冲进行匹配滤波,并进行相参积累,来改善雷达系统的距离分辨率。

基于稀疏约束最优化的步进频雷达成像技术

步进频雷达发射窄带脉冲,利用多个脉冲合成宽带成像,对发射、接收分系统和信号处理平台的要求相对较低,是获得目标高分辨距离像的一种有效技术手段。针对步进频雷达成像技术在工程应用中存在伪峰、假目标等问题,提出了一种基于稀疏约束最优化的步进频雷达成像技术。将步进频雷达成像处理等效为两个顺序实施的线性反问题,在反问题的最优化求解中引入目标的稀疏性这一先验约束条件,实现了超低副瓣步进频雷达成像,显著缓解了一维距离像的栅瓣问题,且一定程度提高了算法的分辨能力,理论仿真和实际数据测试验证了方法的精度与稳定性。