雷达信号处理国家级重点实验室的建设与发展

回顾了雷达信号处理国家级重点实验室40多年来的建设和发展历程,介绍了实验室在雷达信号处理领域从事基础科学研究、人才培养和学术交流等方面所取得的显著成就与贡献。实验室的前身是1974年成立的数字信号处理研究小组,其成功研制出0.2μs数字动目标显示器(MTI),开创了我国雷达数字技术的先河。1980年发展成为电子工程研究所,1991年在此基础上建立了雷达信号处理国家级重点实验室。雷达信号处理国家级重点实验室的起步与发展,不仅满足了专业基础性研究的基本要求,更为实验室的可持续发展以及建成"中国的林肯实验室"奠定了不可或缺的基础。

多载频MIMO雷达的一种新的信号处理方法

多载频MIMO雷达(Multi-Carrier MIMO radar)是指利用频率分集和空间分集的方法来实现发射信号正交的具有多个发射和多个接收天线的雷达系统,该文研究了该体制雷达基于Dechirp处理实现距离高分辨的方法,分析了IFFT相参合成法以及伪峰产生原因,提出了一种新的处理方法--空域合成带宽法,它将空域分散发射的多载频LFM信号,先做Dechirp处理,然后再将通道分离后的各路信号顺序时移拼接合成一个大带宽的LFM信号,最后再对合成后的信号做IFFT处理以获得高分辨距离信息。它实现简单,能够在不增加运算量的条件下有效的抑制伪峰,并受目标运动影响小,计算机仿真验证了这些结论。

一种新的基于GPS照射源的天基雷达信号处理算法

天基雷达 (SpaceBasedRadar SBR)由于本身所具有的覆盖面积广、抗隐身和抗摧毁性等优点而得到越来越多的研究。通过分析基于GPS照射源的天基雷达 ,提出了一种基于对Gold码进行合理划分的对空中目标进行探测的信号处理算法 ,该算法具有实时处理的优点。

弹载相控阵雷达系统设计与信号处理问题

弹载相控阵雷达的系统设计与信号处理实现低空目标探测是下一代主动雷达导引头的一项关键技术。针对这些问题,本文从技术难点、工作模式等方面对导引头雷达动目标检测进行了分析。相比机载预警雷达,弹载雷达采用前视阵列且运动速度快、工作波长短,杂波存在距离、多普勒多重模糊问题,杂波特性严重非均匀,杂波抑制难度大。本文给出了笔者在弹载雷达系统设计及空时自适应处理方面所做的工作,同时指出了目前这一领域有待改善和研究的相关问题。

FSK-FMCW雷达通信一体化信号设计与处理方法研究

在未来的智能交通系统中,车载雷达通信一体化信号可使智能车辆同时完成雷达探测和通信信息传输功能,然而现有的基于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)的车载雷达通信一体化信号的通信数据率较低,难以满足未来智能交通的需求。为了提高雷达通信一体化系统的通信数据率,本文提出了一种频移键控(Frequency-Shift Keying,FSK)FMCW雷达通信一体化信号设计方法,该方法通过在每个线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号上调制多个通信符号,以提高一体化信号的通信数据率。此外,在雷达接收端,将差拍处理和二维快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)相结合,对接收到的目标回波进行处理,以获取目标的距离与速度估计。在通信接收端,通过差拍和一维FFT处理,对接收到的FSK-FMCW雷达通信一体化信号进行通信信息解调。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。

数字多频连续波雷达信号处理中的关键算法

数字多频连续波雷达设备简单,可同时得到多个目标的运动参数、俯仰角、方位角以及距离的精确测量值。本文详细讨论了多目标环境下数字多频连续波雷达信号处理中运动参数以及相位信息分离和估计的算法,并根据实时测距的要求提出了一种新的快速解距离模糊算法。

时-空二维雷达信号处理中的复杂可编程逻辑器件

多通道时 空二维自适应滤波技术和时域 频域二维恒虚警检测技术 ,是机载相控阵雷达中的先进信号处理技术 ,在时 空二维雷达信号处理机中实现时 ,电路复杂 ,运算量大 ,特别是时 空二维自适应滤波中的数据缓冲存储电路 ,存取格式繁杂 .因此 ,在实现时 空二维自适应滤波和时域 频域二维恒虚警检测技术时 ,充分利用可编程逻辑器件 ,不仅可以提高设计的灵活性、可靠性 ,也可以缩小体积 .

雷达编码信号相位抖动抗主动欺骗干扰

抗干扰雷达长期以来是雷达领域的研究热点,数字射频存储器(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)技术通过转发最大程度模拟真实目标信号的欺骗干扰信号,对传统抗干扰雷达带来挑战。本文针对脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达提出一种抗DRFM转发式干扰方法,该方法通过对发射波形相位抖动调制,在保留雷达发射的脉冲相干性的同时,使雷达接收机在DRFM干扰设备没有对雷达发射信号完全接收转发的情况下,具有一定的抗欺骗干扰能力。仿真结果表明,通过提高相位调制幅度与调制单元数,可以有效提高真假目标辨别概率,同时,相位抖动使信号的峰值旁瓣电平(peak sidelobe level,PSL)提升和雷达的杂波抑制能力降低可控。

基于SIMULINK的LFM脉冲压缩雷达信号处理及干扰仿真分析

基于SIMULINK,建立了LFM脉冲压缩雷达信号数字处理模型,并给出具体的模块搭建过程。在该模块基础上,仿真了脉冲压缩雷达中的典型干扰,进行干扰性能分析,给出影响干扰性能的主要因素。

一种通用雷达信号处理机的设计

在基于VME总线或CPCI总线的雷达信号处理机中,板与板之间的数据传输速率受限于总线的速率。针对现有的雷达信号处理机板间的数据传输速率较低的问题,本文提出了一种新的设计方法,即采用DSP和FPGA相结合的设计方法,利用FPGA提供的高速串行收发通道进行板间的数据传输,使板间的数据传输速率获得大幅度的提升,同时也有效地改善了板内DSP间的数据传输问题。

调频步进雷达信号处理机设计

研究了用步进频结合调频子脉冲信号体制实现雷达的距离高分辨率。首先讨论了该信号的形式和处理方法,然后通过仿真确定信号参数的选择并验证信号处理方法的可行性。接着分析了子脉冲带宽、频率步进量、子脉冲个数等参数之间的相互关系和对于信号处理的影响。最后介绍了信号处理机的硬件设计,该设计充分利用现代超高速、超大规模可编程器件,以DSP+FPGA为核心来设计信号处理机。

天基电子侦测中的阵列信号处理技术

随着应用需求和科学技术的发展,电子侦察卫星的星上处理能力日益增强。以微弱信号截获、同频多信号侦察、高分辨测向、高精度定位为出发点,分析了天基电子侦测中的阵列信号处理技术,并针对有效载荷的特殊要求进行专门设计。通过利用天线阵列几何结构综合、数字波束形成、空间谱估计测向、基于多次测量数据的最优化处理方法,可以实现快速侦察、目标信号提取和精确定位。

采用相关函数的OFDM雷达通信共享信号处理算法

针对脉冲体制下正交频分复用雷达-通信共享信号处理问题,提出一种基于相关函数的共享信号处理算法.首先对回波信号补偿脉间多普勒频移;然后与发射信号取相关并进行积累;最后对相关函数取模值平方,得到目标函数在距离多普勒域的二维输出.研究了通信调制对算法的影响,推导了算法的主瓣均值与旁瓣均值,并分析了多普勒对主瓣峰值均值以及旁瓣均值的影响.仿真实验验证了文中算法的正确性,并确定了算法的应用范围.

一种通用雷达信号处理系统的硬件设计

以雷达信号处理设计为背景,结合通用化需求,设计了一种以高速ADC+高性能FPGA+DSP为核心,兼顾大容量数据存储的通用化雷达信号处理硬件平台。模块集成度高,结构灵活,对算法的适应性强,可重构性好,适合产品的快速研制。

基于多DSP的雷达阵列信号处理系统

利用TS201超高性能的计算处理能力以及FPGA支持的高速接口交换能力,实现了一种对算法的适应性强、结构扩展方便的通用信号处理板,设计了一种基于该通用信号处理板的米波雷达阵列信号处理系统,并以幅相校正、自适应旁瓣相消的算法实现为例,详细介绍了该阵列信号处理系统算法的实现方法。该系统运行稳定可靠,达到了系统的设计要求。

非理想检测下多雷达网络节点选择与辐射资源联合优化分配算法

该文针对分布式相控阵多雷达网络的多目标跟踪场景,研究非理想检测条件下的节点选择与辐射资源联合优化分配算法。首先,根据分布式相控阵多雷达网络构成、目标运动模型、雷达量测模型以及雷达节点检测情况,推导非理想检测下以雷达节点选择、辐射功率和信号带宽为变量的贝叶斯克拉默-拉奥下界(BCRLB)闭式解析表达式,并以此作为多目标跟踪精度衡量指标。在此基础上,以最小化系统各雷达节点对所有目标的总辐射功率为优化目标,以满足目标跟踪精度门限以及给定的系统射频辐射资源限制为约束条件,建立非理想检测条件下多雷达网络节点选择与辐射资源联合优化分配模型,对各时刻雷达节点选择、辐射功率和信号带宽等参数进行联合优化设计,以提升多雷达网络的射频隐身性能。最后,针对上述非线性、非凸优化问题,采用基于障碍函数法和循环最小化算法的4步分解算法进行求解。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法能在满足给定多目标跟踪精度的条件下有效降低分布式相控阵多雷达网络的总辐射功率,至少降低了约32.3%,从而提升其射频隐身性能。

机载宽带雷达的数据重组空时自适应处理方法

机载宽带雷达具有更高的距离分辨率,有利于目标成像或识别。但是,提高分辨率也使目标信号和杂波信号在脉冲间和(或)阵元间距离走动量增加。若采用窄带空时自适应处理方法,则会导致输出信杂噪比严重下降。针对上述问题,提出了一种数据重组空时自适应处理方法。首先,针对待检测速度-角度重组回波数据,使不同脉冲及阵元的目标信号包络对齐;然后,进行距离维数据重组空时处理,并将输出信号作为检验统计量;最后,给出目标角度和速度搜索方法。所提方法降低了相干积累后的目标能量损失,提高了目标检测和杂波抑制性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。

利用SPW软件进行雷达信号处理系统的仿真

SignalProcessingWorksystem(SPW)软件是进行各种信号处理系统设计的集成软件包,对于雷达系统的建模与仿真的研究来说,使用SPW可以大幅度地缩短研制周期,提高效率。文章在SPW软件平台上,建立了某脉冲多卜勒雷达信号处理系统的模型,并在此基础上进行了仿真。

弹载雷达信号处理SoC的设计与实现

为满足系统实时性要求,给出了一种弹载雷达信号处理系统的可编程SoC设计方案.它以SoC技术为基础,将雷达信号处理所需的专用功能模块尽可能地集成到一块芯片中,提高了芯片的通用性.将A/D采样、数字下变频、脉冲压缩、动目标检测、求模和恒虚警等功能模块集成到一片内嵌CPU硬核的FPGA芯片上进行测试验证,同时通过性能改善策略,提高了片上系统性能,满足了信号处理实时性要求.测试分析表明:该芯片具有快速的处理能力、较大的数据存储容量以及功耗较小的优点,且芯片中各模块间具有很高的通信速度.

针对回波数据异常时的雷达前视超分辨快速成像方法

机载扫描雷达前视成像可广泛应用于态势感知、自主导航和地形跟随。在雷达扫描过程中受到不经意的电磁脉冲干扰或设备性能异常等影响时,雷达回波数据出现异常值。已有的超分辨方法可以抑制回波中的异常值、提高角度分辨率,但没有考虑计算实时性问题。针对上述问题,该文提出了一种机载雷达超分辨方法实现回波数据异常时的快速前视成像。为了更好地拟合回波噪声,引入对异常值更加鲁棒的学生t分布,并采用期望最大化方法对成像参数进行估计。受截断奇异值分解方法的启发,将截断的酉矩阵引入目标散射系数的估计公式中。通过矩阵变换降低了求逆矩阵的尺寸,从而降低了参数估计的计算复杂度。仿真结果表明该文提出加速方法可以用更短的时间提高前视成像的角度分辨率,抑制回波数据中的异常值。