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。

超高速雷达数字信号处理技术

综述了超高速雷达数字信号处理技术的应用背景、研究内容、关键技术及解决方法．采用超高速数字信号处理技术实现了超高速数据采集、高速数字脉冲压缩、超高速雷达回波模拟等系统．

高分辨中远程激光测距机的数字信号处理研究

文中采用500MHz模数转换器解决了激光窄回波脉冲信号的数字化问题,解决了高速ADC转化的技术和实现问题。在数据处理部分,采用高速DSP(TMS320C6XXX)芯片,为采用恒虚警率检测、目标相关匹配、信号积累等复杂数字处理算法建立了硬件平台。经过测试,采用高速数字化和高速数字信号处理的激光测距机的性能有很大的改善,最小可检测信噪比降低为3,拓宽检测范围为1.3倍。

HPRF脉冲多普勒频率步进雷达信号处理与参数设计

频率步进雷达是一种距离高分辨雷达,传统的处理方法是采用频时转换(IDFT)获得目标的一维距离像,实际上其处理也可以采用时频转换(DFT)的方式进行,这时也可把频率步进雷达看作是一种载频跳变的脉冲多普勒(PD)雷达.采用这种分析方法的优点是,在高重复频率(HPRF)的情况下,可以通过雷达系统的参数设计和信号处理,同时获得不模糊的测速性能和距离高分辨性能,并解决HPRF PD雷达的距离模糊问题.本论文在分析频率步进雷达时频转换(DFT)处理的基础上,给出了HPRF PD频率步进雷达系统参数设计准则及频时耦合的解决方法,以及距离模糊问题的解决方案.理论分析和仿真结果证明,这种雷达体制可以同时获得不模糊测速和距离高分辨性能.

双基地ISAR成像平面研究及目标回波模型修正

该文分析了双基地逆合成孔径雷达的成像平面。采用基于双基地SAR成像平面分析,双基地目标旋转矢量分析两种方法,分别建立了两种不同的双基地ISAR成像平面模型。为验证模型正确性,分别将两种模型应用于双基地转台成像分析,并仿真验证。成像仿真结果表明了旋转矢量分析法建立模型的正确性。基于成像平面分析,研究了双基地转台模型的适应性,修正了常用的双基地ISAR散射点回波模型,验证了修正回波模型的正确性,并针对不同的目标运动情况,给出了成像平面的估计算法。

极低载噪比高动态信号的捕获策略研究与仿真

针对深空探测时极低载噪比下高动态信号的捕获问题,提出了分区间并行搜索的捕获策略,把一段时间内的接收信号看作LFM信号,采用一种可用于极低载噪比下LFM信号参数估计的算法,对该LFM信号的起始频率和频率变化率进行分段并行搜索,并提取搜索中得到的特征量,基于恒虚警率(CFAR)检测思想进行目标检测判决。该捕获策略充分考虑了工程可实现性,仿真结果表明它可用于极低载噪比的接收信号,在较短的时间内能完成对大多普勒动态的捕获。

基于RCS的空间目标识别技术

讨论了利用目标雷达散射截面(RCS)进行空间目标识别的问题。阐明了RCS测量机理,介绍了国内外在利用RCS测量信息进行空间目标姿态判别、尺寸估计及个体识别方面的研究进展,并提出了RCS测量信息在空间目标识别领域的应用方向。

基于地球同步轨道合成孔径雷达的双基地探测系统：概念及潜力

低空小目标容易被地物杂波和噪声淹没,影响雷达的探测性能,对国土防空具有较大威胁。星载双基地雷达因其覆盖范围广、相参积累时间长、不受地形遮挡影响等优点,在低空小目标探测方面具有独特优势。本文提出了一种基于地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)的双基地雷达探测系统;在GEO SAR卫星照射、地面(或飞艇)接收的系统配置下,研究了接收机作用距离与双基地角和接收天线面积的关系;并就长时间相参积累、多路径干扰抑制、时间同步与相位同步以及波束扫描与波束管理等关键技术进行了讨论,给出了初步的解决方案。

昆虫雷达散射截面积特性分析

昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具。研究昆虫的雷达散射截面积(RCS)特性对于昆虫雷达目标识别有着重要意义。该文将分析昆虫的静态RCS特性和动态RCS特性。首先,基于实测的X波段全极化昆虫RCS数据,分析昆虫的静态RCS特性,包括水平和垂直极化RCS随体重变化规律以及昆虫极化方向图随体重的变化规律。其次,总结当前通过电磁仿真研究昆虫RCS特性所用到的介质和几何形状模型,并对比了水、脊髓、干皮肤和壳质与血淋巴混合物4种介质和等体型扁长椭球体、等质量扁长椭球体和三轴椭球体3种几何模型组成的12种介质模型,经过电磁仿真结果与实测数据相对比发现脊髓介质等质量扁长椭球体模型与实测昆虫RCS特性最接近。然后,基于Ku波段高分辨昆虫雷达外场实测昆虫回波数据,分析了昆虫动态RCS的起伏特性,将实测昆虫动态RCS起伏数据与4种经典的RCS起伏分布模型χ2,Log-normal,Weibull和Gamma分布分别进行了拟合分析,从最小二乘拟合误差和拟合优度检验结果可以看出,相比于其他3种模型,Gamma分布可以较好地描述昆虫目标RCS起伏的统计特性。最后,综述了昆虫RCS特性在昆虫雷达测量昆虫朝向、体重等参数测量的应用。

一种新的雷达引信多门限频域恒虚警率检测算法

提出了一种新的雷达引信多门限频域恒虚警率检测算法。该算法根据雷达引信目标的运动特征,在传统的时域双门限检测基础上,增加了时域和频域门限判别条件,即采用多门限检测技术抑制引信工作的虚警率。仿真及实测结果表明,采用上述检测算法的引信实现了低信噪比条件下对目标的可靠检测,虚警率低。算法设计还充分考虑了检测的实时性,且具有易于工程实现的优点。

低空多路径下目标特性参数对PD导引头影响研究

为了得到低空多路径下目标特性参数对脉冲多普勒(pulse Doppler,PD)导引头目标检测的影响,根据导引头、目标空间几何关系,推导了考虑存在多条路径情况下的导引头测量单脉冲比表达式,并指出多普勒频差小于导引头速度门带宽是多径效应对PD导引头产生影响的前提。通过对相位差求取微分的方法,得到了多径回波和目标回波的多普勒频差,给出了多普勒频差与弹目飞行高度、弹目速度、弹目距离关系的解析式,解析式能为导引头末制导阶段的弹道设计提供参考和帮助。

卫星导航接收机定点环路跟踪精度研究

针对浮点与普通定点环路控制在运算量和资源占用方面的问题,基于对卫星导航接收机传统信号跟踪方法及精度的研究,提出了一种改进的定点环路控制方法,并分别从鉴相器量化误差、滤波器系数近似以及滤波器运算误差3方面,对其相对于浮点环路控制的跟踪精度损失进行了理论分析和实测验证.实测结果验证了误差分析的正确性.

空间目标双基地ISAR成像的速度补偿研究

以空间目标双基地ISAR成像为背景,研究了空间目标双基地速度估计与速度补偿问题。首先推导了高速空间目标宽带LFM信号双基地回波表达式,针对中频直接采样匹配滤波非相参双基地ISAR,研究了高速运动对二维成像的影响,通过目标双基地速度估计,构造补偿相位项,实现高速目标双基地回波速度补偿。在分析双基地测速误差对速度补偿及二维成像影响的基础上,提出了窄带测距粗测速度解模糊与窄带回波时频分析精测速度相结合的空间目标双基地径向速度估计方法。仿真表明了分析的正确性。

星载合成孔径雷达实时快视成像系统

给出了一种基于多数字信号处理(DSP)并行处理技术的星载合成孔径雷达(SAR)快视成像系统设计,比较了多种星载SAR成像算法.针对某星载SAR参数提出了优化的实时算法流程,系统实现了对L波段星载SAR距离向1/4降分辨率和方位向四视实时成像处理.通过仿真和实测数据,分析和验证了系统成像结果.

星载聚束SAR频域极坐标算法研究

介绍了一种与经典时域极坐标成像算法基本思路及实现步骤类似的频域极坐标算法。首先说明了频域极坐标算法原理及实现步骤。然后分析了时域极坐标算法存在残余视频相位误差的原因及其对成像结果的影响。经推导得出频域极坐标算法从根本上避免了该误差。又对两算法带宽进行研究,指出在高精度的星载聚束SAR成像时,频域极坐标算法不存在时域极坐标算法的距离带宽展宽效应。最后利用星载聚束SAR参数进行仿真,证实了该算法较时域极坐标算法的优势。

新体制雷达教学实验平台构建

为满足雷达专业的实验教学改革和创新需要,筹建了新体制雷达教学实验平台。该实验平台是由二维成像雷达、频率步进雷达、相控阵和分布式雷达等4个新体制雷达教学实验子平台组成。可以加深学生对各种新体制雷达的基本工作原理的理解,增强学生的动手能力、解决问题能力和创新意识;学生还可以利用该模块化的实验平台进行创新性实验,为学生课题研究、发表高水平学术论文和申请专利提供数据支撑。

高重频频率步进雷达的杂波抑制和高分辨处理

充分利用多个频率步进周期的回波,提出一种类似MTD原理的同频去杂波方法,从频域上有效分离杂波并加以剔除,再反变换恢复时域波形。运动补偿后相参积累,最后脉压得到一维高分辨距离像。文中给出了关键参数的设计原则,仿真并分析了慢时间内目标运动对成像的影响及所需的速度补偿精度。研究表明,该方法不受限脉宽频率步进阶梯积的取值,即使目标和杂波在距离像上混叠,它仍能在强杂波、低信噪比情况下取得很好的检测性能和成像效果。

极低载噪比高动态信号的载波跟踪锁频环研究

为提高极低载噪比下锁频环对含较大多普勒变化率成份的高动态回波信号的频率跟踪能力,提出了一种改进的锁频环结构,在传统锁频环基础上,增加1个环专门用于跟踪回波信号的多普勒变化率。鉴别器采用2种频率估计算法相互配合获得了宽鉴频范围和高鉴别精度,对鉴别结果采用野值剔除技术,保证了极低载噪比条件下环路的工作稳定,环路滤波器采用多级带宽逐级切换策略,兼顾了频率跟踪精度和环路收敛速度,仿真结果表明:改进锁频环能对载噪比低至16 dBHz的高动态回波信号进行稳定可靠、高精度的频率跟踪。

基于FPGA实现的高速串行交换模块实现方法研究

采用Xlinx公司的Virtex5系列FPGA设计了一个用于多种高速串行协议的数据交换模块,并解决了该模块实现中的关键问题。该交换模块实现4X模式RapidIO协议与4X模式PCI Express协议之间的数据交换,以及自定义光纤协议与4X模式PCIExpress协议之间的数据交换,实现了单字读写以及DMA操作,并提供高速稳定的传输带宽。

调频步进频雷达中距离起点误差分析

调频步进频雷达通过宽带合成实现距离向高分辨,合成过程中精确的距离采样起点是保证合成性能的重要因素。该文指出了距离起点误差会在宽带合成信号中引入阶梯相位,从线性系统单位冲激响应的角度证明了该阶梯相位会导致宽带合成信号脉冲压缩后产生栅瓣,并就误差对栅瓣的包络、高度、分布情况和主瓣偏移的影响进行了定量分析。