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修正的星载PD雷达杂波仿真模型王之立;于泽【摘要】针对星载PD雷达的仿真问题,提出了杂波仿真模型.分析了在星载条件下传统的机载PD雷达杂波仿真模型存在的距离一多普勒域二维展宽问题,对原始的杂波仿真模型进行了新的简化,兼顾仿真的精确度和效率提出了一种修正的星载PD 雷达杂波模型.仿真结果表明,修正模型较传统模型提高了PD雷达杂波仿真的精确度,且兼顾了仿真效率.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2018(048)009【总页数】4页(P752-755)【关键词】杂波仿真;网格映像法;星载雷达;脉冲多普勒雷达【作者】王之立;于泽【作者单位】北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TN955+.10 引言杂波仿真在雷达仿真中占有重要地位，尤其对于一些目标检测的算法验证、雷达性能指标的验证都需要有较为精确的杂波仿真。
早在20世纪60年代，国外就出现了对于机载脉冲多普勒(PD)雷达杂波仿真的相关研究[1]。
随着技术和国际形势的发展，机载雷达探测范围小、留空时间短等弊端逐渐暴露。
星载PD雷达成为世界各国研究的新方向，文献[2-4]阐述了各国的研究现状。
文献[5-7]介绍了PD雷达杂波仿真的相关方法，由于PD雷达仿真需要模拟杂波在距离—多普勒域对目标的遮盖，往往需要考虑距离向和方位向的混叠，因此仿真覆盖区域很大，数据量往往很大。
如文献[8-9]中所述，为了尽可能地降低运算量，通常杂波仿真模型在机载条件下做了如下简化：忽略载机与杂波单元在同一个相干处理时间中的空间相对运动，只保留相对运动导致的多普勒相位。
杂波划分方法通常有矩形网格映像法和等距离—多普勒网格映像法，将地面划分成网格，每个网格中的杂波等效为一个杂波单元。
机载雷达平台运动速度慢，在一个相干处理时间内载机与杂波单元的相对运动往往不会超过一个最小分辨单元，因此简化的机载PD杂波模型广泛适用。
雷达信号检测中解模糊的改进算法韩红波【摘要】模糊问题是脉冲多普勒雷达在信号检测时存在的固有问题,为了解决模糊问题,雷达一般采用多重脉冲重复频率（PRF）的工作方式。
对于这种体制的雷达,目前常用的解模糊算法有孙子定理方法、一维集算法和查表法。
主要阐述了一种基于一维集算法的改进算法及其实现步骤,并给出了利用该算法解距离模糊的仿真结果。
%The ambiguity problem is the inherent matter in signal detection of pulse Doppler radars.For resolving the ambiguity problem,a multiple pulse repetition frequency（PRF） mode is usually used in the radar,and several methods have been proposed including the China Remainder Theory,the cluster algorithm and the lookup table method.This paper describes an improved method based on the cluster algorithm and its implementation steps,then the simulation results are given.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2011(034)006【总页数】4页(P68-70,78)【关键词】距离模糊;一维集算法;多重脉冲重复频率【作者】韩红波【作者单位】海能达通信股份有限公司,深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TN957.510 引言脉冲多普勒雷达发射的脉冲频率有一定的范围，它的测量数据会有一定的限制，所以总会存在着模糊问题。
局部熵算法在机载PD雷达杂波跟踪中的应用
张弓;朱兆达;周亦南
【期刊名称】《电子学报》
【年(卷),期】2003(031)009
【摘要】本文介绍一种用于机载PD雷达的杂波跟踪技术,结合机载PD雷达杂波分布特征和局部熵算法的特点,将局部熵算法用于杂波跟踪,提出一种最大局部熵相似性判决准则对经过局部熵滤波后的仿真数据进行分割处理;将局部熵滤波与K邻域滤波结合,构成混合型滤波器,经仿真实验,得到了满意的杂波边缘提取结果.【总页数】4页(P1295-1298)
【作者】张弓;朱兆达;周亦南
【作者单位】南京航空航天大学信息科学与技术学院,江苏南京,210016;南京航空航天大学信息科学与技术学院,江苏南京,210016;南京航空航天大学信息科学与技术学院,江苏南京,210016
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
1.模糊C均值算法在机载PD雷达杂波跟踪中的应用 [J], 张弓;朱兆达
2.图像处理方法在PD雷达杂波跟踪中的应用 [J], 吴大珩;张弓
3.一种机载PD雷达实时地杂波功率谱仿真算法 [J], 杨俭;宋强;宛清;靳小超
4.任意姿态机载PD雷达三维地杂波算法研究 [J], 康士峰;罗贤云;葛德彪;张忠治
5.一种简捷的机载PD雷达杂波仿真算法研究 [J], 张弓;朱兆达
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低分辨雷达的一维横向成像及提高分辨率的方法
邢孟道;保铮
【期刊名称】《西安电子科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2000(027)006
【摘要】对飞机一类准平面目标,其一维图像能在很大程度上显示目标的特征,用作目标识别是可取的.低分辨率的常规雷达,对飞机一类目标不能作纵向分辨,但可以从回波序列得到一维的横向图像.其所成图像的分辨率不高,甚至成像不正确,其主要原因有二:其一是平动补偿不正确;其二是未考虑目标的非平面、非均匀转动.文中针对这两方面的问题,提出了新的一维横向成像算法,通过仿真数据和实测数据处理,表明新算法是合理的.
【总页数】5页(P700-704)
【作者】邢孟道;保铮
【作者单位】西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.2
【相关文献】
1.基于高分辨一维距离像的雷达目标三维成像方法研究 [J], 鹿浩
2.子波高分辨谱估计方法及其在毫米波雷达目标一维距离成像中的应用 [J], 马莉波;张亮;侯紫峰;沈振康
3.采用RELAX算法提高单脉冲三维成像横向分辨率 [J], 张超峰;刘丹;程臻
4.低信噪比下双基地ISAR一维距离成像分辨率增强方法 [J], 陈文峰;吕明久;夏赛强;向龙;杨军;马晓岩
5.一种提升汽车雷达方位角分辨率的成像处理方法 [J], 王同军;吴锋;徐伟
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一种用于PD体制频率捷变雷达的解模糊方法作者：张森来源：《科技资讯》 2015年第6期张森( 中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽合肥 2 3 0 0 8 8 )摘要:基于目标的径向速度不随雷达工作频率的变化而改变这一特性,提出了一种适用于PD 体制频率捷变雷达的滑窗查表搜索解模糊方法,仿真试验结果表明该方法能在存在较大视在距离和视在速度测量误差的条件下保证较高的解模糊正确率和较低的解模糊虚警率,且能适应波束内同时含有多个目标的情况,其运算量相对固定,具有较高的工程实用价值。
关键词: 频率捷变距离解模糊速度解模糊中图分类号: T N 9 5 8 . 6 文献标识码: A 文章编号:1672-3791(2015)02(c)-0004-02现代的 PD 雷达所采用的脉冲重复频率( PRF )范围从几百赫兹到几十千赫兹,甚至更高,这将导致 PD 雷达经常出现距离模糊、速度模糊或距离和速度同时模糊,因此, 要获得目标的距离和速度就要进行距离和速度双解模糊。
而 PD 雷达为应对频域上的瞄准式窄带干扰或宽带阻塞式干扰,往往会采用脉组间随机或自适应的频率捷变工作模式, 这将导致常用的在多普勒频域内进行速度解模糊的算法失效[ 1 ]。
针对这一情况, 该文基于目标的径向速度不随雷达工作频率的变化而改变提出了一种在速度域上进行解模糊的方法。
1 解距离模糊PD 雷达目标回波因受到发射脉冲的遮挡,会产生距离遮挡,同时由于地杂波的影响需要将回波多普勒零频附近的信号挖除,会产生速度遮挡。
为了避免模糊并消除由距离和速度遮挡而产生的盲区, 一般采用多重 PRF 的工作方式[ 2]。
假设雷达共有 N 重 PRF ,一旦 PRF 选定, 由此确定的非模糊距离单元为:式(1)中 ?R 为由系统带宽确定的距离单元, int??? 代表向下取整运算。
假设第 i 重PRF 上测量的视在距离单元为ri , 则所有可能的目标距离单元为:述的解模糊方法为 M / N 准则的滑窗查表搜索法,具体做法是先在1至 max R 之间以各重PRF 的非模糊距离单元 Ruai 建立距离模糊表,如表1所示。
基于冗余思想的ＰＤ雷达解距离模糊算法作者：戚甫峰李淑华来源：《现代电子技术》2008年第01期摘要：为了解决距离模糊的问题,脉冲多普勒(PD)雷达采用多重脉冲重复频率(PRF)的工作方式,解模糊最常用的算法是中国余数定理法,但在有测量误差时,解模糊的结果误差会很大。
本文阐述了基于冗余思想的一种解模糊算法,由于只计算各重视在距离与基准视在距离间的方差,使参照值相应增多,可能错解的表值组合大大减少,从而提高了目标识别的精度。
关键词：PD雷达;解模糊;算法;冗余中图分类号：TN95 文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)0109902Algorithm of Range Ambiguity Resolution for PD Radar Based on RedundancyQI Fufeng,LI Shuhua(Qingdao Branch,Naval Aeronautical Engineering Academy,Qingdao,266041,China)Abstract：A multiple Pulse Repetition Frequency(PRF) mode is used in Pulse Doppler(PD) radar for range ambiguity resolution.An algorithm of ambiguity resolution is usually Chinese Remainder Theory.But the error of ambiguity resolution in the presence of measurement error is very big.This paper describes algorithm of range ambiguity resolution based on redundancy.Because it calulates variance betwen PRT and datum PRT,increases reference value and decreases worng table value to improve the precise of target recognition.Keywords：PD radar;ambiguity resolution;algorithm;redundancy在脉冲多普勒(PD)雷达中常常会遇到解速度模糊和距离模糊的问题。
任意平面阵干涉仪二维测向方法张敏;刘金彦;郭福成【摘要】针对以往干涉仪测向方法对布阵要求高、测向精度受基线选择影响等问题,提出了一种适用于任意平面阵干涉仪的多假设T ay lo r级数二维测向方法.该方法首先利用相位差选取多组初始值,然后对每组初值采用T ay lo r级数进行迭代计算,最后通过代价函数检测确定来估计值.该方法对干涉仪几何构型无特殊要求,无需事先解相位差模糊.数字仿真实验表明,该方法运算量适中,测向精度可接近理论误差.【期刊名称】《航天电子对抗》【年(卷),期】2018(034)001【总页数】6页(P12-16,39)【关键词】测向;干涉仪;Taylor级数;相位差【作者】张敏;刘金彦;郭福成【作者单位】国防科技大学电子科学学院 ,湖南长沙410073;武警警官学院,四川成都610200;国防科技大学电子科学学院 ,湖南长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TN971+.50 引言估计信号来波方向(AOA)，又称之为测向，在电子侦察、监视、预警、通信等领域受到广泛关注和研究[1-4]。
其中基于相位干涉仪的测向技术，由于其原理简单、测向精度高，应用越来越广泛[3 ]。
当基线长度大于信号半倍波长时，相位差测量可能会出现2π模糊。
解相位差的2π模糊是干涉仪测向研究中的主要问题[4]之一。
一种常用的方法是采用长短基线干涉仪形成多基线实现解模糊。
如文献[5]基于长短组合基线、文献[6]基于剩余定理互质基线和文献[7]虚拟基线的解模糊方法，但这都要求多组基线之间有一定的几何约束关系，因此限制了干涉仪基线的布阵，且通常仅适用于线阵，较难推广到任意平面阵。
文献[8]的无模糊长基线解模糊方法，仅适用于特定的平面阵型，且该方法中对相位差的多次代数运算造成了较大的测向误差。
文献[9]聚类法和文献[10]立体基线解模糊方法通常可适用于任意平面阵，但此类方法仅由特定的几组基线得到多个待定的角度估计，利用剩余基线在此待定角度中选取一个值作为估计值，不能达到测向理论精度。
基于剩余定理和一维集法的PD雷达解模糊处理刘志英【摘要】The problems of range ambiguity and velocity ambiguity are common issues in pulse Doppler radar, At present, the mature algorithms of ambiguity resolution for PD radar include residues' difference look-up table method, remainder theorem and one-dimensional set algorithm. Each of these algorithms has merits and shortcomings, and it is suitable for different situations of ambiguity resolution. According to the characteristics of range ambiguity and velocity ambiguity, and combining with merits and shortcomings of ambiguity resolving algorithms, the method for the resolution of range ambiguity using remainder theorem is discussed, and the method for the resolution of velocity ambiguity using one-dimensional set algorithm is also presented.%脉冲多普勒雷达在目标检测时常常存在距离和速度模糊问题,目前比较成熟的解模糊算法有余差查表法、剩余定理和一维集法.这几种算法各有优点和不足,适合不同的解模糊情况.根据距离、速度模糊的特点结合算法的优缺点,这里利用剩余定理解距离模糊,一维集法解速度模糊.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)009【总页数】3页(P28-30)【关键词】距离模糊;速度模糊;剩余定理;一维集法【作者】刘志英【作者单位】中国电子科技集团第38研究所,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN957.51-340 引言脉冲多普勒(PD)技术具有良好的杂波抑制性能,在雷达上尤其在机载雷达上得到了越来越广泛的应用。
解模糊技术是PD雷达的关键技术,采用合理而快速的算法对保证目标的检测概率和降低虚警率都有重要意义。
解模糊的过程实际上是从多维空间到一维空间的信号映射,而模糊(视在)信号的实际形成过程是一维空间到多维空间的映射,解模糊只是其逆变换而已。
为使解出的结果不出现二义性,应保证在关心的范围内从多维空间到一维空间是一一映射的。
通常,PD雷达由于重复频率较高，需要进行距离解模糊。
而对于中重复频率的PD雷达则存在距离和速度双重模糊,因此,要获得目标的距离和速度两个参数就要进行距离和速度双解模糊。
双解过程通常是串行进行的,即先解距离模糊,然后在此基础上再解速度模糊。
目前常用的解模糊方法有剩余定理(孙子定理)法、余差查表法和一维集算法。
这几种算法各有优点和不足,适合不同的解模糊情况。
文中利用剩余定理来解距离模糊，一维集法解速度模糊。
1 多重频解模糊1.1 距离和速度模糊的解算为了提高检测性能，PD雷达常采用中高PRF信号，以便在频域上获得足够宽的无杂波区。
当脉冲重复频率很高时，对应一个发射脉冲产生的回波可能经过几个周期以后才能被接收到，如图1所示。
图1 距离模糊示意图上述这种由于目标回波的延迟时间可能大于脉冲重复周期，使收、发脉冲的对应关系发生混乱，同一视在距离可能对应几个目标真实距离的现象叫距离模糊。
速度模糊的原理同距离模糊，当脉冲重复频率不够高时，目标回波的多普勒频移可能超过脉冲重复频率，使回波谱线与发射信号谱线的对应关系发生混乱。
相差nfr 的目标多普勒频移会读作同样的多普勒频移，测量出的一个速度可能对应几种真实速度，这种现象叫做测速模糊。
多重频解模糊,即顺序发射多个重复频率的脉冲信号,在每个重频上都能得到一系列目标的观测值,而根据所有重频从发射到真实目标,再返回到接收机所需的时间是相同的,因而这个时间所对应的距离即为所测目标的真实距离值,所以由视在距离求解目标真实距离的过程的本质是解同余方程组,以下是几种常用的解模糊方法。
1.2 余差查表法余差查表法是利用目标在各重PRT上的余数(视在距离)之差进行解模糊。
此方法是选择目标在某一重PRT上的余数作为基准,将其他各重PRT上的余数与基准相减,所得之差作为查找表中的查找项。
然后与所测得的目标的视在距离值进行相减,与余差表进行匹配,在满足一定测量误差的情况下,可以快速地得到目标的真实距离值。
1.3 剩余定理(孙子定理)法为了消除模糊,雷达系统成组的改变PRF,并得到了一组相关测量值,它们满足如下关系:Ri=R(mod Ti)(1)式中:Ri是第i组重频的视在距离;R是目标的真实距离;Ti是第i组重频对应的工作周期,它们的单位都是距离门单元。
式(1)中i依次取1,2,…,n,得到一个同余方程组。
根据剩余定理,在Ti两两互素的情况下,此方程组有惟一解,具体解法参照文献[1]。
1.4 一维集算法一维集算法是对于每一个测量值Fi,列出它所对应的全部可能的频率:Fki=Fi+Fui, k=0,1,…,INT(Fmax/Fui)(2)式中:Fi是第i个PRF对应的视在频率;Fui是第i重PRF对应的最大不模糊频率;Fmax是雷达的最大作用频率。
由m(m是重频数)个模糊的测量值产生的全部速度自小到大排队,并用式Foi表示。
每m个频率值一组求均值和方差:(3)式中是m个有序距离的均值。
在CR(j) 为最小的j值点上有最佳集出现。
它可将目标可能的不模糊距离值正确解出。
1.5 方法比较分析余差查表法主要优点是在测距范围不大时,能够由视在距离之差通过查表快速匹配出目标的真实距离。
但随着目标的测距范围增大,存储空间需求快速膨胀,并且在查表过程中会根据距离单元的划分程度,可能会浪费大量时间在不必要的距离值上,难以达到实时信号处理要求。
一维集法可以准确地求得目标的真实距离值,但由于涉及求均值和方差,在数据量大的时候,尤其当目标的模糊度大时,计算量相当大,在工程中难以满足实时信号处理的要求。
剩余定理法在不存在测距误差时,能得出正确的结果。
但当存在误差时,求解时就会出错。
在实际工程中对于一个重频周期，由于PD模式的特点使得整个周期都被污染了，所以会有多个目标存在。
对于解模糊的回波数据只经过了A/D采样，所以目标的距离误差就是目标的运动和采样带来的。
而且目标在距离上不可能只占一个距离单元，所以利用剩余定理来求解距离模糊。
对于解距离模糊后的数据量大幅度降低了，为了提高目标速度的精度，所以采用一维集法求解速度模糊。
2 实现步骤设利用4组重频32点解模糊,各重频对应的最大模糊距离为Ru1，Ru2，Ru3,Ru4;最大模糊频率为Fu1，Fu2，Fu3，Fu4。
(1) 首先经过滤波处理后得到一组32频道的视在频率、视在距离的数据。
对这组数据先做频道处理。
在视在频道内可能会出现多目标。
对多目标的选择，根据硬件资源和处理能力选取多个峰值。
有了频道信息，利用频道直接求频率，误差比较大。
为了能精确测量频率值，可以采用内插、测角等方法求解。
这里采用测角方法求频率。
频道落在“0”频道和“31”频道时，用两频道测频，落到其他频道时用三个频道测频。
三频道关系如图2所示。
图2 三频道测频频道关系三频道测角公式：(4)式中:αi为中频道指向；ΔAD1为中频道与低频道幅度差；ΔAD2为高、中两频道幅度差值；Q为高、中两频道指向之差；k′为指向角差值比。
两频道测角公式：(5)式中:α1为高频道归一化指向；α0为低频道归一化指向;ΔAD1为高频道与低频道幅度差；q为高、低两频道指向差；λ为频道3 dB宽度。
在做频道处理过程中，为了后面处理方便对目标存在的距离单元做标志。
(2) 通过测角的方法得到了视在频率，下面来求解距离模糊,见表1。
解模糊需要多个重频解同于方程。
工程上采用剩余定理的方法来实现。
利用目标的实际距离反推视在距离的方法来实现解模糊的过程。
假设真实距离RZ在各重频上求得的所有视在距离值依次为R1,R2,…,Rn,然后去查询各重频视在距离数据在该距离上有没有数据，利用2/4准则确认该真实距离上是否存在目标。
从雷达最小探测距离按照上述方法向雷达的最大探测距离为Rmax搜索目标。
表1 距离模糊表距离单元号CPI1CPI2…CPIMRxmod(Rx,R1)mod(Rx,R2)…mod(Rx,RM)(3) 距离解算完成后，对距离上存在的目标开始求解速度。
通过步骤(1)测得了视在频率，下面通过一维集法求解速度模糊。
选定一个重复频率作为基准重频,这里选定第一重频。
将基准重频的各个频率值列出:X=[x1,x2,…,xn](6)式中:xi=F1+iFu1,i=1,2,…,m;m=INT(Fmax/Fu1)为最大模糊度。
可以确定,基频中最接近目标真实速度的那个频率包含于其中。
对于基准重频每一个频率值,在其他重频对应的频率中对应的视在频率可以通过求余依次算出。
将计算的该频率的视在频率与该频率上的视在频率求差值，如果差值满足频率门限值，认为有解，分别计算n-1个差值求方差。
形成一组频率方差值,共形成m组，并找到最小方差的那一组数所对应的频率值,即为目标的真实频率。
(4) 利用公式fd=2v/λ求出速度值。
3 结论文中阐述了模糊产生的原因及解模糊的方法。
提出利用剩余定理求解多目标距离模糊算法,一维集法解算速度模糊算法。
很好地利用了余数查表快速匹配出目标的真实距离、实时运算的优点和一维集算法较强的解模糊能力来解速度模糊，提高了解速度的精度。
该方法在某雷达上得到了应用，取得了令人满意的效果。
参考文献[1]潘承洞,潘承彪.初等数论[M].北京：北京大学出版社,1992.[2]张明友,汪学刚.雷达系统[M].北京：电子工业出版社，2000.[3]TRUNK G,BROCKETT S. Range and velocity ambiguity resolution[C]//IEEE Radar Conference. Lynnfield, MA, USA: IEEE, 1993: 146-149.[4]雷文,龙腾,曾涛.一种脉冲多普勒雷达解距离模糊的新算法[J].北京理工大学学报,1999,19(3):57-60.[5]蒋凯,李明.一种PD雷达解距离模糊的新算法[J].火控雷达技术,2008(6):25-28.[6]周闰，高梅国，韩月秋.余差查表法解单目标距离模糊的分析和仿真[J].系统工程与电子技术，2006(5)：30-31.[7]戴文琪，王家隆，曾建瑜.余数法解距离模糊的检错、纠错条件[J].电子学报，1988,16(6):93-98.[8]何劲.脉冲多普勒雷达速度模糊的求解[J].电讯技术,1999(4):1-4.[9]洪一.脉冲多普勒雷达的速度模糊求解[J].雷达科学与技术，1995(1):19-22.[10]张代忠，洪一，邱炜.脉冲多普勒雷达中的解模糊算法及实现[J].雷达科学与技术，2004(5):293-296.。
