双基地宽带成像雷达时间及调频率同步方法

双基地宽带成像雷达由于不同源会产生时间同步误差和调频率同步误差。针对这一问题,面向低成本、小型化雷达接收机设计同步方法。针对时间同步问题,提出了直达波触发的收发脉宽非一致时间同步方案,通过使用直达波触发接收窗启用时刻,同时增加接收窗长度和低通匹配滤波,以完成时间同步。针对调频率同步问题,提出了采用吕氏分布对调频率误差进行估计,进而进行补偿,以完成调频率同步。该时间及调频率同步方法基本不需要增加接收机硬件成本,可以适应小型化接收雷达需求。基于小型宽带雷达搭建室内的双基宽带雷达模型,实验实现了双基雷达同步以及数据采集、成像。实验结果验证了所提方法的有效性。

宽带Chirp雷达回波相干积累方法

宽带Chirp雷达经去线性调频处理后的回波特性表明,运动目标回波脉间频率变化率与脉内剩余调频斜率一致。利用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)处理Chirp信号的能量集聚性,提出基于FrFT的运动目标宽带Chirp雷达多周期回波相干积累方法。仿真结果表明该方法能实现匀速运动目标宽带雷达多次回波相干积累,并对机动目标的脉间能量相干积累具有较好的适应性。

步进频率线性调频脉冲信号的子孔径处理方法

针对步进频率线性调频脉冲信号的压缩处理提出频域子孔径处理方法。该方法首先将每个子脉冲的回波信号在频域进行匹配滤波,经频谱搬移和相干合成后,得到距离时间函数的频域响应,最后进行逆FFT从而得到一维距离像,实现脉冲压缩。介绍了频域-时域混合的子孔径处理法,即首先将子脉冲在频域进行匹配滤波并变换到时域,经过时域上变频,然后在时域进行相干合成。针对不同孔径的加权方法作了计算,并进行比较和分析。计算表明,孔径加权的效果与Chirp信号的基带带宽以及步进频率大小有关,在实际中应该针对不同情况采用不同的加权方法。所提方法对频率线性步进和非线性步进的情况都适用。

基于非均匀FFT的超宽带合成孔径雷达高效成像算法

超宽带合成孔径雷达(ultra-wideband synthetic aperture radar,UWB-SAR)成像算法中后向投影算法(back-projection algorithm,BPA)和可扩展的Omega-K算法成像精度很高,但成像处理中的复数插值操作带来了较大的运算负担。非线性调频变标算法(nonlinear chirp scaling algorithm,NCSA)不存在复数插值处理,成像效率较高,由于级数展开处理存在近似,SAR图像存在一定的距离方位耦合副瓣。提出了一种新的UWB-SAR成像算法,通过对SAR距离脉压后的距离时域数据进行非均匀傅里叶变换,去除距离方位的耦合。图像消除了距离方位耦合副瓣,具有较好的质量。随着成像点数的增多,本文算法成像效率接近NCSA成像效率。仿真结果验证了该算法的正确性。

宽带线性调频雷达信号多普勒效应分析与处理

宽带线性调频信号是地基宽带成像雷达的一种常用波形。先推导了目标运动时宽带线性调频信号Stretch处理的雷达回波数学模型,利用宽带模糊函数(WBAF)分析了目标运动对该信号的影响,得出了该信号形式的多普勒容限,同时也分析了目标加速度对目标距离像的影响,并提出了该信号的多普勒处理补偿的方法与不需要加速度补偿的条件。模拟实验表明。

宽带线性调频信号Stretch处理误差获取与补偿

宽带线性调频信号是宽带高分辨率雷达的一种信号形式,在实际应用中可采用Stretch处理来降低A/D采样速率的要求。先推导了系统有误差时线性调频信号Stretch处理的雷达接收回波数学模型,提出误差估计的方法,并针对Stretch处理的时变特性提出了线性调频信号Stretch处理的误差补偿方法。仿真实验表明该方法对宽带线性调频信号误差的估计与补偿是有效的。

宽带阵列雷达发射波束形成方法

针对目前宽带阵列雷达普遍面临的由孔径渡越带来的波束指向漂移和主瓣宽度抖动的问题,以线性调频信号作为发射信号,从信号基础理论和阵列处理技术出发推导了波束指向漂移和波束宽度抖动的成因,并分析了它们在不同相对带宽下对雷达波束指向和波束宽度的影响程度。根据理论分析,提出了阵元载频微调和时域重采样法相结合的宽带波束形成方法。理论分析与仿真结果表明,宽带阵列雷达波束可以在一个脉冲持续时间内保持波束指向和主瓣宽度的稳定;同时,该方法具有结构简单、运算量小、速度快的特点,可应用于实时雷达系统并便于工程实现。

宽带相控阵雷达中合成宽带技术的研究

宽带相控阵雷达具有宽带雷达和相控阵雷达的技术优势,通过合成宽带技术可将发射的步进调频信号的回波经由数字信号处理技术合成为宽带信号,从而得到探测目标的高分辨距离像。论文基于步进调频信号的回波模型,讨论了频域带宽合成处理方法,最后通过仿真实验,对比了直接发射线性调频信号与频域带宽合成法所成的距离像,并对仿真结果进行了分析,从而验证了此方法的有效性。

基于解线性调频处理的步进调频信号合成方法

目前广泛应用的宽带信号实现与处理方法主要包含宽带信号解线性调频和步进调频信号合成2种。对这2种方法的优缺点进行了分析,提出了一种基于解线性调频处理的步进频宽带信号合成方法,该方法可以实现高分辨率系统中射频前端与信号处理设计难度的相互转化,根据系统资源进行指标的最优化分配。利用仿真数据对该方法进行了验证,表明了方法的有效性和优越性。

对去斜体制雷达的间歇采样转发干扰

间歇采样转发是一种新型的干扰样式,原则上适用于匹配滤波脉压雷达,文中提出了采用这一干扰样式实现对去斜处理体制宽带雷达干扰的方法.在阐述了间歇采样转发干扰的基本原理后,分析了干扰信号经雷达去斜处理后形成假目标的基本原理,描述了假目标时域特性和频域特性;分析了假目标的幅度特性,由此提出了对干扰机功率的要求;着重针对干扰延时带来的频域混叠现象,分析了假目标的空间分布特性及真假目标的空间分布关系,指出决定假目标空间分布的关键因素.进行了相应的仿真实验,分析了仿真结果.文中研究成果对于间歇采样转发干扰机的原理设计及使用具有指导意义.

空间自旋目标宽带雷达干涉三维成像方法

空间目标三维成像可为目标的特征提取、分类与识别提供重要依据。基于L型三天线干涉成像原理,提出了一种宽带雷达条件下空间自旋目标干涉三维成像方法。首先,分析了雷达发射线性调频(LFM)信号条件下,空间自旋目标在距离-慢时间平面上的成像特点,建立了基于距离-慢时间平面的空间自旋目标干涉三维成像模型;其次,针对建立的干涉三维成像模型中,不同散射点的回波在距离-慢时间平面上会相互交叠的问题,对回波曲线分离、交叉点处理以及一维距离旁瓣的影响等进行了讨论,并给出了解决方法,从而获得目标三维图像。与已有方法相比,该方法可有效克服单基雷达三维成像无法获得目标各散射点真实三维位置以及在双/多基雷达三维成像时多部雷达回波联合处理较困难的问题。最后,仿真实验结果验证了所提方法的有效性。