面向子带分解的非均匀抽取均衡算法

宽带数字阵列雷达通道失配严重的情况下,带宽分割法相比逆傅里叶变换法均衡效果更好,但其在不完全分解时重建误差较大且占用硬件资源过多;针对上述问题,提出一种延长带宽非均匀抽取均衡算法;该方法设定需要划分的子带数目,根据阻带截止频率的位置合并不参与均衡的子带;依据待均衡子带的频率特性对其非均匀抽取,并进行子带内均衡;均衡后各子带经过插值和合并操作,完成整个均衡过程;实验结果表明,在均衡子带个数和重建误差相等的情况下,相比带宽分割法,提出方法的幅度改善因子和相位改善因子分别提高5.39 dB和7.48 dB,降低了运算复杂度和硬件资源占用率。

非均匀子带划分的宽带数字阵通道均衡算法

针对通道严重失配情况下,(加权)最小二乘法的频域均衡性能恶化和均匀子带分解的频域均衡占用过多硬件资源的问题,提出一种根据均衡滤波器的幅频特性非均匀划分频带实现均衡的方法。首先,根据幅度改善因子的大小来调整幅度划分的区间;然后,合并频点数小于滤波器阶数的相邻幅度区间,并求出对应的频带;最后,在非均匀划分的频带上实现信号的滤波补偿、合成。仿真结果表明,在通道严重失配情况下,相比均匀子带划分频域均衡方法,所提方法在幅度和相位改善因子上分别提高了8.68 dB和8.58 dB,在滤波器组数和阶数上分别降低了6组和8阶,可以提高子带频域均衡算法的硬件可实现性,改善宽带数字阵列雷达中脉冲压缩和数字波束形成的性能,增强雷达探测能力。

超宽带在智能汽车中的研究进展

超宽带技术具有精度高、干扰低、穿透强等优点,其在环境复杂的室内定位中已经引起了人们极大的兴趣。同时近年来超宽带硬件在智能手机中的普遍安装,带动了超宽带在汽车行业的发展,超宽带数字钥匙已经成为手机和汽车等个人终端互通的重要通道。本文首先介绍了超宽带的原理及优点,然后阐述了数字钥匙、脚踢雷达、非接触式活体检测的应用现状亟待改进之处,最后展望了超宽带在车辆中未来的发展方向。

空间监视能力的技术驱动力发展现状及启示

空间监视能力是空间资源开发、保护国家空间资源和掌握空间实际控制权的关键保障之一,其水平直接制约着空间对抗能力的发挥.首先详细分析和梳理了美国空间监视系统的发展历程、体制变化以及关键技术,然后对美国空间监视系统普遍采用的大阵列、数字技术、宽带技术、网络化探测和分布式操作等关键技术进行了深度剖析,最后为我国的空间监视系统发展给出几点启示.

宽带相控阵雷达数字波束形成及干扰置零方法

宽带相控阵波束形成通常使用模拟延时线,但量化误差及硬件的高代价阻碍了它的应用。该文在基于子阵和发射为线性调频信号的前提下,提出一种宽带子阵数字波束形成方法。该方法首先对接收信号拉伸处理和低通滤波,然后在子阵间加权实现宽带子阵数字波束形成。低通滤波后的数字采样和信号处理均可在低的速率下进行,大大降低了运算量且容易实现。此外,宽带干扰的存在会严重影响一维距离像的性能,为了抑制宽带强干扰信号,在上述数字波束形成的基础上,提出了一种宽带干扰置零方法。该方法在强宽带干扰功率的情况下仍可很好地工作。最后,对测距误差和子阵栅瓣的影响进行分析并仿真证实了该方法的有效性。

机载预警雷达技术及信号处理方法综述

机载预警雷达及其信号处理技术经历了巨大的发展,但也面临着隐身目标、非均匀杂波、复杂电磁环境、目标的识别和多种作战任务的严峻挑战。该文回顾了机载预警雷达及其信号处理技术的发展历程,分析了机载预警雷达面临的反隐身、反干扰、反杂波和目标识别方面的挑战,在此基础上提出了机载预警雷达体制正向数字化、宽带化、协同化、智能化和多功能一体化演变的趋势,最后分析了3D-STAP,MIMO-STAP、宽带检测、认知抗干扰等关键技术,有望对下一代机载预警雷达的研制发挥一定的指导意义。

大孔径宽带数字阵列时域波束形成方法

对线性调频信号进行拉伸处理已成功应用于宽带数字阵列雷达接收波束形成,但在大阵列孔径条件下,实现任意宽带雷达信号的收发数字波束形成目前仍是难点。文中根据宽带数字阵列雷达的特点和当今数字信号处理器件的发展,通过分析阵列处理误差,综合考虑工程实现复杂度和方法性能,给出了两种基于数字移相与数字延时的时域宽带数字波束形成方法。上述两种方法具有较好的工程可行性,且能够有效克服孔径效应实现任意宽带脉冲信号的收发数字波束形成。通过计算机仿真验证了方法的有效性,并讨论了对方法性能有重要影响的一些因素。

基于ADF4360-7的宽带雷达信号源设计

通过分析数字直接合成技术(DDS)和锁相环技术(PLL)的各自性能特点,介绍了一种采用DDS输出的低频段线性调频信号作为PLL激励源的方案来产生高频段线性调频信号,并指出了设计中需要注意的事项。在该系统中采用AD I公司新推出的芯片ADF4360-7芯片设计锁相环路,ADF4360系列芯片内部集成了VCO,这是ADF4360的一大新的特点。通过该系统实现的宽带雷达信号作为UHF雷达的信号源,其输出频率范围为590.769 MHz^609.231 MHz。

基于Dechirping技术的宽带全数字阵列雷达时延测量方法研究

该文基于Dechirping技术,提出了一种测量宽带数字阵列中不同T/R组件间相对时延的新方法。为了提高雷达系统的灵活性、可扩展性及减低硬件成本,该方法可全部通过软件实现,利用抽取技术和FFT算法,不仅能有效地降低数据率和提高计算效率,而且有较好的测量精度及实时性,并能在一次测量过程中对多个T/R组件间的相对时延进行同时测量。文中从理论角度分析了影响测量方法性能的各个因素及其特点,并在此基础上确定出测量系统的各项最佳参数。仿真实验结果验证了该方法的有效性。

一种基于DRFM和数字信道化技术的宽带雷达目标干扰模拟器设计

提出了一种DRFM和数字信道化技术的宽带雷达目标干扰模拟器设计方案,详细讨论了宽带雷达信号的数字信道化接收算法和基于DRFM的扩展目标/干扰生成方法。仿真分析结果表明,该方案可以实现1 GHz带宽的雷达导引头目标干扰信号模拟,并可推广用于宽带雷达导引头干扰机和宽带雷达导引头数据采集系统设计。

基于宽带时空Radon-Fourier变换的高速微弱目标检测方法

宽带数字阵列雷达(DAR)中跨距离单元走动(ARU)、匹配滤波器失配以及孔径渡越问题降低了高速微弱目标的检测性能。为此,该文给出一种宽带时空Radon-Fourier变换(WST-RFT)相参积累方法。该方法基于DAR 3维回波模型给出了宽带匹配滤波器系统响应函数,并通过联合搜索目标3维参数空间,同时解决ARU、匹配滤波器失配和孔径渡越问题。给出了基于WST-RFT检测器的最优性证明。针对WST-RFT 3维参数空间遍历搜索运算量大的问题,该文进一步给出了基于Chirp-Z变换(CZT)的WST-RFT快速算法。最后,数值实验结果验证了该文所提方法的有效性。

基于分数时延的宽带数字阵列波束形成

对于宽带数字阵列雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束扫描不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形成实现结构。仿真结果表明了该方法的有效性,与传统波束形成方法相比,其性能与理想延时更接近。

基于射频采样的宽带DAR实时处理系统

针对某数字阵列雷达具有射频采样和包含宽带信号的特点,分析了宽带数字波束形成实现方法,设计了宽带信号的实时处理平台,并对平台进行了功能验证。处理平台采用CPC I总线结构,所设计的FPGA阵列处理板实时完成宽带信号的数字波束形成,DSP阵列信号处理板进行高分辨特征提取和成像,采用多通道光纤传输实现板间数据的高速实时交互。该信号处理平台具有可扩展、可重构的特点,可实现用户在同一硬件平台上通过开发不同的应用软件来适应不同功能的需求。

新型超宽带探地雷达数字采样接收机设计

基于探地雷达应用,结合等效时间采样技术和实时采样技术的优点,提出了一种新的超宽带等效数字采样技术。该采样技术不需要采用集成模数转换(A/D),而是通过对模拟信号进行1比特并行时间交替采样和均匀量化来实现模数转换的功能。基于该技术思想,利用一片现场可编程门阵列(FPGA)研制出具有等效4.096GHz采样率、7位精度模数转换功能的超带宽探地雷达数字采样接收机。电路结构紧凑,功耗低于1.5W.实测结果表明:该接收机的模拟带宽达500MHz,具有很低的量化噪声,能很好的重构输入信号。同时,该接收机具有很好的性能,能满足超宽带探地雷达的要求。

宽频带相控阵雷达子阵数字调制新技术

针对探测远距离空间目标群的大口径宽频带相控阵雷达系统设计,提出了宽频带相控阵雷达子阵数字调制新技术,采用子阵频率调制和数字去斜,替代模拟延迟线,以解决宽频带相控阵雷达宽角扫描波束发散难题,实现宽频带相控阵雷达大成像窗口、脉间相参;并可支持宽带数字多波束、零点形成以及检测前聚焦处理,提高复杂电磁环境下的抗干扰能力。通过宽频带雷达和差三通道精确校正技术,可以采用宽频带进行检测、跟踪,提高雷达时间资源利用率。

宽带相控阵雷达孔径渡越现象研究

研究了宽带相控阵雷达电扫描时的孔径渡越现象,分析了该现象的产生机理,指出了其对脉压成像的影响,提出了使用数字信号处理进行补偿的方法及其适用条件,并进行了仿真验证。最后就孔径渡越现象对宽带相控阵成像雷达脉压影响的补偿方法作了探讨。

基于AWG超宽带雷达信号测试系统的实现

传统的雷达信号测试系统常采用基带正交调制实现,但此类系统对幅相偏差所产生镜频的抑制能力比较有限(一般为-35dBc),且带内平坦度仅±3dBc。为了提高雷达信号的品质,提出一种超宽带雷达信号测试系统方案。系统使用泰克的AWG7082C任意波形发生器(简称AWG)中内嵌的RFXpress软件编辑生成中频信号,经超宽带数字上变频输出后给高速数字示波器进行采样、分析并校准,可得到复杂环境下的多种体制高品质雷达信号。经实验证明:该系统避免了基带正交调制的弊端,对镜频抑制可达-50dBc,经校准后的信号带内平坦度小于±1dBc,适应了多数超宽带雷达系统测试的需要。

宽带相控阵雷达孔径渡越时间补偿

基于宽带相控阵雷达孔径渡越时间对一维距离像影响的分析,提出了一种孔径渡越时间数字补偿的方法。根据线性调频(LFM)信号的解线性调频处理特点,采用时间补偿处理。在子天线阵实现实时延迟补偿。实验与仿真结果表明:该法可对孔径渡越时间进行有效补偿,具一定的参考价值。

宽带相控阵子阵划分及自适应干扰对消技术

针对宽带相控阵雷达中的关键技术如子阵划分、数字波束形成以及宽带自适应干扰对消等展开研究,给出了宽带阵列划分的准则和方法并以线性调频信号为例提出了一种数字波束形成方法和宽带自适应干扰对消算法。该方法应用数字时变相位补偿方法代替传统的时间延时单元形成主波束,降低了系统的复杂度并提高了波束形成的性能。基于拉伸处理的宽带自适应干扰对消算法对宽带旁瓣干扰和主瓣干扰都有较好的抑制作用,在强的宽带干扰下仍然可以很好地对目标进行高分辨成像。

基于子阵时延的数字阵列宽带波束形成

数字阵列雷达是雷达发展的重要方向之一。在宽带信号下,由于孔径效应影响,传统的波束形成方法会导致天线波束指向不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。文中以均匀线阵为模型,分析了瞬时带宽理论,并引入了分数时延滤波器的时延方法,实现数字阵列收发传输时延的精确补偿。仿真结果表明:在线阵中,对每个子阵采用分数时延滤波器进行数字波束形成,有效地解决了宽带信号波束图指向偏移,主瓣展宽的问题。