宽带雷达

摘要： 在宽带雷达接收机中,为了降低宽带信号采样对模数转换单元性能的要求,需对接收的宽带信号进行去斜处理。传统去斜处理算法需使用数字时延滤波器,具有设计复杂、成本高的缺点,因此不适合大规模阵列应用。为了解决此问题,提出一种无数字时延滤波器的去斜处理算法,通过频率和相位补偿,使各通道数据达到一致,从而省去数字时延滤波器,简化了系统的设计复杂度。结合子阵划分技术,减少处理通道数量,降低系统硬件成本与数据处理难度。同时,还分析了所提算法中回波时延估计误差的边界条件。仿真结果表明,相比传统算法,该算法输出信噪比更高,且对回波时延估计误差的敏感度更低。

摘要： 该文针对时变海洋面雷达回波信号模拟问题,建立了一种包含电磁散射机理与雷达波形调制特征的海杂波雷达回波信号模型。该模型首先建立一组具有时变特征的海面几何样本,通过对改进双尺度面元模型的加速处理,实现各时刻海面散射数据的高效模拟,并通过与测试数据的对比证实了电磁计算方法的准确性,然后采用子脉冲形式建立宽带回波信号模型,并以各面元散射数据代替其复幅度从而完成雷达回波信号建模。通过仿真验证了模型的合理性与高效性,对海杂波数据的统计分析展示了脉冲压缩处理对杂波的抑制效果。该海杂波模型既考虑了海洋的复杂散射机理与运动特性,又具有一般宽带信号的形式,因此可同时为海洋散射现象的解释和信号处理算法的分析提供完备数据源。

摘要： 宽带雷达目标回波信号由于距离扩展和低信噪比,导致传统宽带检测器对目标分布特性先验要求较高,在目标散射分布特性未知的情况下存在检测跟踪性能快速退化问题。针对此问题提出了一种利用多检测特征融合的宽带检测方法,在无需目标散射分布先验特征的情况下,将多参数径向积累与顺序统计量检测融合判决,有效提高宽带雷达目标检测的稳健性。根据多特征融合检测结果,采用宽带包络相关测距和单脉冲测角技术实现高精度的目标跟踪处理。仿真实验验证了该方法的有效性。

摘要： 宽带雷达干扰系统对A/D器件提出了较高的要求,针对A/D器件在高采样率条件下分辨率不足的问题,提出了一种基于“多通道+串并流水线”的高速采样技术。该技术利用开关滤波器组将宽带雷达信号在频域分成多路信号,对每一路信号进行串并转换处理,使A/D转换器在低速率条件下允许使用更多的位数,从而降低干扰信号虚假分量以及存储器钟控信号的速率,可以有效提高宽带雷达的干扰效能。

摘要： 高速高精度大带宽的信号采集系统是宽带成像雷达的重要组成部分.针对单片高精度ADC的采样率无法满足大带宽成像雷达中频直接采样的问题,文中采用多路ADC芯片交替采样的方法,在保持采样精度不变的条件下提升系统采样率.设计了一种基于4片ADC12DJ3200交替采样的宽带信号采集系统,该系统中ADC单片采样率为3.4 GS·s-1,合成的总采样率为13.6 GS·s-1,量化位数12 bit.测试结果表明,在440 MHz到6140 MHz频率范围内,该系统的有效位大于7.2 bit,无杂散动态范围大于51 dB.

摘要： 利用雷达高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)实现对目标径向尺寸估计,可为目标分类识别提供重要特征判据.实际中常采用双向恒虚警(constant false alarm rate,CFAR)门限法进行目标信号支撑区和噪声区的鉴别,低信噪比条件下现有方法尺寸估计精度较低,且当目标支撑区边缘信号较弱时容易漏检.为解决上述问题,本文通过低门限多次检测对目标-噪声边界进行判决,搜索到目标-噪声边界后通过边缘优化进一步提高尺寸估计精度.实验验证和对比分析表明,本文方法平均估计误差小于10％,明显低于现有CFAR门限尺寸估计方法,且能有效避免边缘弱点漏检以及"野值"干扰,提高强噪情况下目标尺寸估计的稳健性.

摘要： 本文提出一种宽带双基地雷达高速多目标检测算法.针对目标高速运动产生的尺度因子和脉内多普勒,本文设计出一种新的匹配滤波器,避免了脉压失配现象的产生,然后根据匹配滤波结果提出改进的广义Radon傅里叶变换算法,对运动参数的多维搜索同时补偿脉内多普勒,从而获得相参积累峰值,不同峰值所对应的各阶参数即为不同目标的等效运动参数估计值,最后对补偿后的相参积累结果进行恒虚警检测处理,实现对高速目标的检测与参数估计.仿真结果表明,本文方法可有效消除脉内多普勒带来的匹配滤波损失,实现宽带雷达体制下高速目标的相参积累,从而验证了所提算法的有效性.

摘要： 针对宽带成像雷达模拟教学系统中存在的较大通道失真问题,提出了一种基于多脉冲自聚焦积累的通道失真补偿方法.该方法首先通过非相参的方式在时域将单点目标的各回波延时值直接补偿为定值;接着采用自聚焦的方式对补偿后的回波信号进行积累;然后将多脉冲积累结果进行傅里叶变换至频域,此时转化为传统的相参积累方法,从而获得高信噪比的通道失真标校系数,可在雷达模拟教学系统相参性较差的情况下用于雷达系统的宽带通道失真补偿.实测结果表明,该方法在不同雷达参数下均能消除宽带成像雷达模拟教学系统的通道失真引入的主瓣展宽和旁瓣抬升问题.

摘要： 利用具有通用接口的商用服务器、射频设备和信号转换与传输模块板卡搭建了一套空间目标宽带成像雷达回波模拟与实时成像处理平台,实现了包括空间目标宽带回波信号数字模拟、信号数模转换、模拟雷达信号的上下变频、宽带回波信号采集以及实时信号处理与存储在内的整个空间目标实时回波模拟和成像处理流程.根据空间目标宽带回波模拟以及实时ISAR成像处理的功能和指标要求,测试了包括回波模拟实时性、射频信号带内平坦度及相噪、信号杂散以及成像处理实时性等系统关键功能和指标,验证了该平台的有效性.

摘要： 窄带电子侦察接收机具有稀释信号和实现对信号数字化处理的优点,通过对宽带信号在窄带接收机过滤过程的分析发现宽带信号在经过窄带系统的时候能够被有效保存,基于信号能够被保存的设定应用 MUSIC 算法实现对方位信息的精准获取和计算。

摘要： 线性调频信号(LFM)是宽带雷达在射频仿真系统中通常采用的信号形式.为了提高雷达距离分辨率,其带宽可达1GHz,甚至更高.基于宽带雷达回波信号模型,验证了宽带雷达线性调频回波信号多普勒色散及展宽现象的存在,分析了传统窄带雷达回波多普勒模拟方法用于宽带雷达射频仿真的局限性,给出了较为准确的宽带雷达回波多普勒模拟方法,并进行了验证.对射频仿真系统中提高宽带雷达回波的模拟精度有一定的指导意义.

摘要： 交叉采样是提升雷达接收机采样率的有效方法,但该方法会引入通道失配,通道失配将严重降低系统的性能.本文首先介绍基于OpenVPX平台的四通道交叉采样宽带雷达接收机的硬件设计;其次对采集系统通道失配误差及其估计方法进行分析;最后针对传统的通道失配校正方法耗费大量时间的问题,提出一种在线校正系统通道失配的方法,该方法提高了通道失配校正的效率.测试结果表明,该设计可实现以采样率9.6Gsps、精度10bit对频带为1GHz～4GHz的中频信号直接采集,能够满足宽带雷达接收机脉冲压缩处理的要求,已成功应用于某宽带雷达.

摘要： 通过对宽带雷达信号目标回波的分析,总结了其目标回波的主要特性.在传统的先验模板相关检测和相邻脉冲相关检测的基础上,提出了一种分段积累相关检测方法.分别提出了时域相关和频域相关两种实现方法.实测数据处理表明,该方法效果良好,比现有方法检测性能改善约5dB.

摘要： 由于双曲线调频信号(hyperbolic frequency- modulation,HFM)具备良好的多普勒不变性,相比于线性调频信号,更有利于高速运动目标的探测和成像.但是对于复杂电大尺寸目标,在发射大时宽带宽积信号时,直接采用高频电磁散射理论生成宽带回波计算量非常庞大.为研究HFM信号在宽带雷达成像中的应用,本文提出一种利用目标静态电磁计算数据的HFM信号回波快速生成方法,并详细分析了目标高速运动对HFM信号匹配滤波的影响.本文提出的回波生成框架同时适用于线性调频信号的宽带回波仿真.仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.

摘要： 自相关性能是雷达发射波形的重要指标之一,直接影响目标参数的估计精度.为了解决波形设计中优化波形自相关性能的严重退化问题,提高雷达对目标的估计与检测性能,本文提出了一种基于多准则的宽带雷达波形设计方法.该方法以最大化信噪比和最小化均方误差为准则建立优化函数,并通过循环迭代求解最优波形.雷达可通过不断的优化发射波形,逐步改善对目标的认知与检测性能.仿真结果证明了该方法的有效性.

摘要： 高精度的距离估计对雷达目标跟踪和微动特征提取具有重要意义.在一定条件下,利用目标回波的相位信息可以比传统的基于包络延时测量的方法获得更高的距离测量精度.本文针对宽带雷达相位测距问题,分析了相位测距性能优于包络延时测距的条件，研究了采用相位测距方法时正确解相位模糊的概率与相对带宽和信噪比的关系.针对存在多散射中心的情况提出了一种综合利用稀疏优化算法和幅度相位估计算法(APES)完成宽带回波相位测距的方法.最后通过仿真实验验证了本文性能分析的正确性和所提方法的有效性。

摘要： 在分析了宽带雷达对抗系统收发隔离难点与收发宽带对消耦合信道模型的基础上,给出了一种基于信道辨识提高对抗系统收发隔离度的方法,方法采用自适应信道辨识算法对收发耦合信道进行精确估计,仿真与实验测试结果表明,实现了对抗系统收发数字对消,120MHz瞬时带宽内,提高系统收发隔离度23dB.

摘要： 多载波相位编码(multicarrier phase-coded,MCPC)信号作为一种宽带雷达信号,由于具有高频谱利用率,良好的抗干扰能力和调制解调简单等优势而在近几年备受瞩目.但MCPC信号具有较大的包络起伏,这对雷达内部功率放大器的线性动态范围提出极高要求.本文首先针对MCPC信号包络起伏大这一主要缺点,对MCPC雷达信号进行建模并分析信号特点,使用遗传算法,对MCPC雷达信号子载波权重进行调节,该算法在满足功率约束前提下,可得到具有较低包络峰均功率比(peak-to-mean envelope power ratio,PMEPR)的优化信号;然后进一步将满足要求的低PMEPR值设为约束,对MCPC信号自相关旁瓣进行抑制.仿真实验结果表明该方法能在有效降低MCPC的包络峰均比的同时,使发射信号具有良好的自相关特性,优化方法具有实际应用价值.

摘要： 空中目标识别可以为战场态势感知提供重要的信息,对国土防空具有重要的意义.随着雷达分辨能力的不断提高,基于宽带回波的空中目标的识别方法,已成为雷达信号处理的重要研究内容.针对当前识别需求,本文提出了一种基于一维像自相关序列的空中目标识别方法,该方法可以有效解决一维像的偏移敏感性问题,结合角域划分与模板匹配,实现目标的有效识别.最后,通过某宽带雷达的实测数据对算法进行了有效性验证.

摘要： 散射中心提取是雷达目标特性研究中的关键内容,滑动型散射中心的提取尤其重要.本文提出一种基于典型体散射中心参数化模型的提取方法,通过二次Hough变换得到散射中心的位置和滑动半径参数,在此基础上得到散射中心在雷达视线上的距离,并从一维距离像历程图中获取有用的信息,进而估算出散射中心的尺寸参数,并对散射中心进行信号重建.在此方法既能解决点散射中心的提取问题,又能很好地解决滑动型散射中心的提取问题.仿真实例采用了Slicy模型,不仅验证了该方法的正确性,而且证明了重建模型在散射特性分析、数据重建方面的适用性.

摘要： 本发明涉及一种超宽带脉冲信号发射装置及超宽带脉冲雷达系统，所述超宽带脉冲信号发射装置包括脉冲信号产生模块，用于产生具有一定单脉冲数目的超宽带脉冲信号；驱动模块，用于对所述超宽带脉冲信号进行信号放大；功率放大模块，用于对经信号放大的所述超宽带脉冲信号进行功率放大，以产生发射信号；开关控制模块，用于控制所述驱动模块和所述功率放大模块在预设时段内关断。该超宽带脉冲信号发射装置采用全数字逻辑电路实现的超宽带脉冲信号产生电路，其只在工作过程中产生瞬态功耗，无直流功耗，能够显著降低系统功耗。

摘要： 本发明提供一种基于宽带相控阵雷达差通道宽带回波的低信噪比检测方法，根据宽带相控阵雷达接收的不同通道的回波的波程差进行相位补偿以达到距离像对齐的目的，再利用能量聚焦的方法对对齐后的距离像进行能量积累，从而有效的提高了在宽带相控阵雷达在低信噪比情况下的检测概率。

摘要： 本发明涉及一种超宽带脉冲信号发射装置及超宽带脉冲雷达系统，所述超宽带脉冲信号发射装置包括脉冲信号产生模块，用于产生具有一定单脉冲数目的超宽带脉冲信号；驱动模块，用于对所述超宽带脉冲信号进行信号放大；功率放大模块，用于对经信号放大的所述超宽带脉冲信号进行功率放大，以产生发射信号；开关控制模块，用于控制所述驱动模块和所述功率放大模块在预设时段内关断。该超宽带脉冲信号发射装置采用全数字逻辑电路实现的超宽带脉冲信号产生电路，其只在工作过程中产生瞬态功耗，无直流功耗，能够显著降低系统功耗。

摘要： 本实用新型提供一种毫米波雷达平面寄生宽带天线阵、雷达天线和雷达，包括辐射单元、馈线，所述辐射单元设于板体内，相邻辐射单元通过馈线串联相接，还包括寄生单元，所述寄生单元与辐射单元设置在同一平面上且辐射单元与寄生单元耦接相连。本实用新型可以有效的减少表面工艺对天线的影响，可以使得天线的带宽增加两倍甚至更多，通过平面贴片耦合的结构使得天线的频率带宽得到拓展，从而可以有效的适用通讯和雷达系统，同时可以降低成本。本实用新型不使用底部直接耦合的方式，通过波导缝隙辐射的结构实现信号的上下层传输，以屏蔽外部电路对天线带来的不同程度的影响，使整个链路损耗减小，天线系统整个辐射在加大带宽的情况之下，实现最大的辐射效率。

摘要： 本发明提供一种超宽带雷达散射截面减缩超材料及超宽带雷达。所述超材料由M×N个有限非周期结构单元构成；所述有限非周期结构单元包括金属地板、介质板以及设置在所述介质板上的金属贴片；所述金属贴片包括十字金属贴片和金属环贴片。

摘要： 本发明提出一种基于超宽带雷达散射截面减缩棋盘结构及具有该结构的超宽带雷达。所述棋盘结构由金属地板，固定于所述金属地板上的M×N个有限非周期瓦片单元构成；所述有限非周期瓦片单元包括电介质板以及设置在所述介质板上的金属贴片；所述金属贴片包括呈阵列式排布的金属环贴片。

摘要： 本发明公开了一种用于超宽带雷达馈电网络中的超宽带功分器，包括一块介质板、位于正面的三条微带线和一个扇形微带线枝节、位于背面的一条槽线和两个扇形槽线枝节，一条微带线作为输入微带线，一端用于输入一路输入信号，另一端与扇形微带线枝节相连；另外两条微带线分别作为输出微带线用于输出四路输出信号；三条微带线相互平行，输入微带线位于两条输出微带线的中间；槽线位于输入微带线与扇形微带线枝节连接处的正下方，并且与输入微带线垂直，槽线的两端各连接一个扇形槽线枝节。本发明的功分器采用了三条微带线和一个扇形微带线枝节，以及一条槽线和两个扇形槽线枝节，结构简单；并且利用扇形枝节，拓宽了功分器的工作频带，使其工作频带变为超宽带。

摘要： 本发明提出一种基于超宽带雷达散射截面减缩棋盘结构及具有该结构的超宽带雷达。所述棋盘结构由金属地板，固定于所述金属地板上的M×N个有限非周期瓦片单元构成；所述有限非周期瓦片单元包括电介质板以及设置在所述介质板上的金属贴片；所述金属贴片包括呈阵列式排布的金属环贴片。

摘要： 本发明提供一种超宽带雷达散射截面减缩超材料及超宽带雷达。所述超材料由M×N个有限非周期结构单元构成；所述有限非周期结构单元包括金属地板、介质板以及设置在所述介质板上的金属贴片；所述金属贴片包括十字金属贴片和金属环贴片。

摘要： 本实用新型提出一种用于超宽带雷达系统的多通道超宽带脉冲源，包括依次连接的频率源、放大器、脉冲产生单元、调节电路、电路切换单元和微分电路组，所述微分电路组包括零阶微分电路，一阶微分电路，二阶微分电路和三阶微分电路，所述零阶微分电路，一阶微分电路，二阶微分电路和三阶微分电路的输入端分别和电路切换单元的对应输出端连接，所述零阶微分电路，一阶微分电路，二阶微分电路和三阶微分电路的输出端分别设有对应的射频信号输出端子。本实用新型提供四通道超宽带脉冲源，可以根据不同的应用场合选择超宽带脉冲源不同的输出通道，保证时域脉冲在皮秒级范围内的精确性，获得更好的测量结果。