相参脉冲信号识别方法和性能分析
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基于随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换的相参积累陈潜;付朝伟;刘俊豪;吴嗣亮【摘要】针对远程隐身目标微弱回波的低信噪比检测和多普勒模糊下的参数测量问题,该文采用随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换(RPRI-RFT)实现回波脉冲的长时间相参积累和盲速旁瓣(BSSL)抑制.通过分析PRI随机抖动量与多普勒模糊旁瓣均值、随机调制噪声谱方差的定量关系,表明增加积累脉冲数量可以降低调制噪声的影响,并针对脉冲数增加导致的回波跨距离单元的问题,提出RPRI-RFT实现回波脉冲的有效相参积累.理论分析和仿真结果表明,RPRI-RFT能够降低随机调制噪声,同时可以抑制盲速旁瓣,从而有效提高低重复频率雷达对远程、微弱高速多目标的检测和测量能力.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2015(037)005【总页数】6页(P1085-1090)【关键词】雷达信号处理;目标检测;随机脉冲重复间隔;Radon-Fourier变换;相参积累;盲速旁瓣抑制【作者】陈潜;付朝伟;刘俊豪;吴嗣亮【作者单位】北京理工大学信息与电子学院北京 100081;上海无线电设备研究所上海200090;上海无线电设备研究所上海200090;上海无线电设备研究所上海200090;北京理工大学信息与电子学院北京 100081【正文语种】中文【中图分类】TN957.51随着空中运动目标雷达隐身技术的发展与应用,对雷达的探测性能提出了更加苛刻的要求。
隐身目标的雷达散射截面积较常规目标大大降低,严重影响雷达的远程探测与监视能力[13]-。
另一方面,空中运动目标的远程探测通常采用低重复频率脉冲多普勒(Pulse Doppler, PD)雷达体制,此时存在速度模糊而影响目标速度信息的准确获取。
因此,低信噪比的微弱目标检测和解速度模糊是对隐身目标远程探测的一项关键技术。
增加信号相参积累时间是提高微弱目标检测信噪比的重要手段,但目标运动引起的回波包络跨距离单元走动会严重影响积累增益[24]-。
雷达常见抗干扰措施的抗相参干扰性能分析李宏;薛冰;赵艳丽【摘要】经典的雷达抗干扰措施是针对传统的噪声压制干扰、杂乱脉冲干扰、同步脉冲干扰等人为干扰以及各种自然干扰而提出来的,在目前相参干扰已经基本替代传统人为干扰的情况下,分析了旁瓣对消、旁瓣匿影、动目标显示、动目标检测、频率捷变、重频捷变、射频掩护、恒虚警等经典雷达抗干扰措施在相参干扰情况下的抗干扰性能,得出了大部分经典抗干扰措施对抗相参干扰时性能下降甚至有的失效的结论.【期刊名称】《航天电子对抗》【年(卷),期】2018(034)001【总页数】5页(P1-4,30)【关键词】抗干扰措施;相参干扰;抗干扰性能;抗干扰效果【作者】李宏;薛冰;赵艳丽【作者单位】中国洛阳电子装备试验中心 ,河南洛阳 471003;中国洛阳电子装备试验中心 ,河南洛阳 471003;中国洛阳电子装备试验中心 ,河南洛阳 471003【正文语种】中文【中图分类】TN9720 引言雷达干扰和抗干扰是一对永恒的矛盾。
自从雷达诞生以来,雷达干扰和抗干扰之间的矛盾对抗就从来没有停止过,正是这种矛盾对抗,促进了雷达干扰技术和雷达抗干扰技术的发展。
根据干扰的目的不同,可以将对雷达的干扰分为压制干扰和欺骗干扰两大类[1]。
压制干扰包括传统的噪声压制干扰和目前广泛采用的相参压制干扰。
欺骗干扰又包括对窄带雷达的点迹/航迹欺骗干扰和对宽带雷达的成像欺骗干扰,均是采用相参干扰技术。
针对各种干扰,雷达可以采取的抗干扰措施也很多,比较常见的主要有:旁瓣对消(SLC)/旁瓣匿影(SLB)、动目标显示(MTI)/动目标检测(MTD)、频率捷变(包括脉间捷变、脉组捷变)、重频捷变(包括参差、抖动、滑变)、射频掩护、恒虚警(CFAR)等。
在这些抗干扰措施中,大部分是针对传统噪声压制干扰、杂乱脉冲干扰和各种地物/自然杂波干扰的,在目前广泛采用的相参干扰技术情况下,其抗干扰性能如何呢?还能起到较好的抗干扰效果吗?由于技术成熟度所限,目前对雷达的干扰仍然以压制干扰为主[2],所以本文主要以相参压制干扰为例,来分析不同抗干扰措施对其抗干扰性能。
任务书雷达进行PD测速主要是利用了目标回波中携带的多普勒信息,在频域实现目标和杂波的分离,它可以把位于特定距离上、具有特定多普勒频移的目标回波检测出来,而把其他的杂波和干扰滤除。
因此要求雷达必须具备很强的抑制杂波的能力,能在较强的杂波背景中分辨出运动目标的回波。
如今,不管是在军用还是民用上,雷达都在发挥着它很早重要的作用,与早期雷达采用距离微分方法测速相比,基于脉冲多普勒理论的雷达测速技术具有实时性好、精度高等优点。
特别是现代相控阵技术在雷达领域的应用,实现了波束的无惯性扫描和工作方式的快速切换,更便于应用脉冲多普勒技术进行雷达测速。
本篇课程设计目的在于介绍脉冲多普勒雷达测速的原理,并对这种技术进行介绍和仿真。
摘要脉冲多普勒(PD)雷达以其卓越的杂波抑制性能受到世人瞩目。
现代飞行器性能的改进和导航手段的加强,使其能在低空和超低空飞行,因此防御低空入侵己成重要问题,由此要求机载雷达,包括预警机雷达和机载火控雷达具有下视能力,即要求能在强的地杂波背景中发现微弱的目标信号,所以现代的预警机雷达和机载火控雷达皆采用PD体制。
脉冲多普勒雷达包含了连续波雷达和脉冲雷达两方面的优点,它具有较高的速度分辨能力,从而可以更有效地解决抑制极强的地杂波干扰问题;此外,脉冲多普勒雷达能够同时敏感地测定距离和速度信息;能够利用多普勒处理技术实现高分辨率的合成孔径图像;而且亦具有良好的抗消极干扰能力和抗积极干扰能力。
本文介绍了脉冲多普勒雷达测速的原理,信号处理。
并用matlab简单的仿真了雷达系统对信号的处理.关键词:脉冲多普勒雷达恒虚警脉冲压缩线性调频AbstactPulse Doppler (PD) radar is famous for it`s outsdanding clutter suppression.Modern aircraft`s function and GPS has been strengthen.now.it makes the aircraft can fly lower and lower.So.nowadays,Defensing.Low altitude invasion has been an important problem.so we require airborne radar. Early warning radar and airborne fire control radar have the ability to look down.That is to say.The radar is be required the ability to find Weak target signal in the strong Groung clutter.So .The modern airborne early warning radar and airborne fire control radar use the PD system.Pulse Doppler (PD) radar concludes two adervantages of Continuous wave radar and impulse radar.It has a higher velocity resolution.thus it can effectively.soveing the problem of strong ground clutter.what`s more.Pulse Dppler (PD) radar can Sensitive text the Distance and speed on the same time.Itcan use Doppler processing technology to realise Synthetic aperture images with high resolution.This article sinply introduced principle of pulse Doppler radar and signaling matlab to simulation The signal processing of radar system.Linear frequency modulation.Keywords:Pulse Doppler (PD) radar.Constant false alarm rate .pulse compression.目录一.脉冲多普雷达简介 (1)1,多普勒效应 (1)二、多普勒测速原理 (2)三、多普勒雷达简介 (4)四、多普勒雷达工作原理 (6)五、PD雷达信号处理仿真 (8)5.1、正交双通道处理 (9)5.2、脉冲压缩 (10)5.3、线性调频信号的脉冲压缩 (12)5.4、巴克码信号的脉冲压缩 (14)5.5、恒虚警处理 (14)5.5.1、单元平均恒虚警处理(CA-CFAR) (16)5.5.2、平均选大恒虚警处理(GO-CFAR) (16)5.6、动目标检测(MTD)模型 (19)六、总结与展望 (20)参考文献 (21)二、脉冲多普雷达简介1,多普勒效应多普勒效应是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时,接收到的信号将发生变化。
相参FMCW导航雷达方案设计与信号仿真朱江;董健;王雪松【摘要】相比于脉冲模式工作的雷达系统,调频连续波(FMCW)系统具有高距离分辨率、低成本、低功耗和无近距离盲区等优点。
根据导航雷达的研制需求,讨论并设计了一套切实可行的基于相参FMCW体制的导航雷达实现方案。
该方案深入分析了FMCW雷达目标探测原理,合理设计了系统结构和信号处理流程,并完成了系统的指标参数解算、雷达系统建模与信号处理仿真。
经过论证,该导航雷达设计方案具有可行性和有效性。
%Compared with impulse radar,frequency modulated continuous wave(FMCW)system has advantages of higher range resolution,lower cost,lower power dissipation and no blind region at short range. According to actual demands on naviga-tion radar,an implementation scheme of the feasible navigation radar based on coherent FMCW form is analyzed and designed in this paper. The operating principle of FMCW radar is analyzed deeply in the scheme. The system′s total structure and the flow of signal processing are designed reasonably. Parameter calculation,radar modeling and signal simulation of the system were ful-filled. The verification results show the feasibility and effectiveness of the system.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(000)019【总页数】5页(P1-5)【关键词】相参FMCW系统;导航雷达;信号处理;建模仿真【作者】朱江;董健;王雪松【作者单位】国防科学技术大学电子科学与工程学院,湖南长沙 410073;国防科学技术大学电子科学与工程学院,湖南长沙 410073;国防科学技术大学电子科学与工程学院,湖南长沙 410073【正文语种】中文【中图分类】TN957.51-34导航雷达作为当代雷达技术的一项重要应用领域,继20世纪40年代问世以来一直受到各国的重视,不论是在军事上的反恐作战、敌情预警、还是民用上的防撞规避、灾害救援等方面,均有广泛的应用前景。
线性调频信号产⽣⽅法Value Engineering 0引⾔为了能够探测远距离⽬标,同时⼜具备较⾼的距离分辨⼒,脉冲压缩雷达通常发射较宽脉冲的线性调频(LFM )信号,⽽在接收时进⾏脉冲压缩。
因⽽,如何产⽣良好的线性调频信号,对于脉冲压缩雷达的⼯作性能⾄关重要。
⽽对脉冲压缩雷达接收机进⾏测试时,线性调频信号则是最为关键的激励信号之⼀。
传统的模拟⽅法通常采⽤表⾯波器件、压控振荡器等器件产⽣LFM 信号,具有设计难度⼤、开发周期长等问题,已不能满⾜雷达技术快速发展的需要。
本⽂以某雷达接收机性能测试为背景,研究了⼀种基于FPGA 与DAC5686的线性调频信号产⽣⽅法。
该⽅法降低了系统软硬件设计的难度,缩短了开发周期,并提⾼了设计的可靠性,能够较好地满⾜测试需求。
1线性调频信号线性调频信号指持续期间频率连续线性变化的信号,是⼀种常⽤的雷达信号。
尤其是相参、宽带线性调频信号,因具有良好的脉冲压缩特性,在⾼分辨⼒雷达中得到了⼴泛应⽤。
线性调频信号可以采⽤如下数学表达式表⽰:s (t )=a (t )cos[2πf 0t+πkt 2]t ∈[-τ/2,τ/2](1)其中:f 0为中⼼频率;k=B/τ为调频频率;B 为频率变化范围;τ为脉冲宽度;a (t )为线性调频脉冲的包络。
可以计算得出,式(1)中信号的最⾼频率为f 0+B/2。
根据采样定理,直接对其采样所需的采样率应满⾜f s 叟2(f 0+B/2)。
当信号的中⼼频率频较⾼、且带宽较⼤时,采样频率将会很⾼。
如果信号中⼼频率为0,即采⽤基带(零中频)信号,式(1)中信号的最⾼频率变为B/2,此时对采样率的要求变为f s 叟B ,显然⼤⼤降低了采样速度的要求。
再将基带信号调制到⼀定的中⼼频率,便可得到所需的线性调频信号,⽽且降低了信号产⽣的难度。
如果采⽤数字⽅法,可以⾸先产⽣I 、Q 正交的线性调频基带数字信号,然后再将其正交调制到所需特定中频。
对基带信号进⾏正交调制后的线性调频信号的实信号可以表⽰为:Re[µi (t)]=Acos[2πf 0t+πkt 2]=i (t )cos2πf 0t-q (t )sin2πf 0t (2)式(2)中,A 为常数,i (t )和q (t )分别为同相分量和正交分量。
雷达信号处理方法综述雷达是一种广泛应用于军事、民用等领域的无线电测量技术,其本质是利用电磁波与物体相互作用的原理,通过测量反射回来的信号来确定目标的距离、速度和方位等信息。
然而,由于雷达应用的复杂性和环境的多样性,雷达信号处理一直是一个极具挑战性的研究领域。
本文将就雷达信号处理方法进行综述。
1. 脉冲压缩处理脉冲压缩是一种常用的雷达信号处理方法,其本质是通过合理的信号设计和处理使得雷达信号带宽变窄,达到更好的距离分辨率。
脉冲压缩技术主要包括线性调频信号、窄带信号、压缩滤波器等方法。
其中,线性调频信号是最常用的一种方法。
它通过在单个脉冲内改变信号频率,使得所产生的信号包含了多个频率分量。
通过对这些分量信号进行相位累积处理,就可以实现脉冲压缩。
此外,窄带信号则是在设计信号时选择一个窄带频率,通过窄化带宽提高距离分辨率。
压缩滤波器则是在接收端对信号进行滤波,去除绝大部分带外干扰信号。
然而,脉冲压缩技术也存在一些缺陷,比如会带来相干处理的问题,直接影响目标的信噪比等。
因此,在实际应用中,通常需要结合其他信号处理技术进行综合应用。
2. 相控阵信号处理相控阵技术是一种基于阵列天线的信号处理方法,它在空间领域实现对目标信号的精确定位、较高灵敏度和干扰抑制能力等优点。
相控阵技术的信号处理方法包括平衡传输子阵列、权重调整和波束形成等。
平衡传输子阵列是一种常用的相控阵信号处理方法,它通过对每个阵元的接收信号进行平衡处理,保证每个天线之间的插入损耗差异相同,从而消除了阵列天线的失配影响。
权重调整则是在信号接收过程中对每个天线的信号进行加权,以达到方向剖面控制和干扰抑制的目的。
波束形成是指通过迭代算法对参数进行优化,从而实现波束指向和形成的过程。
3. 非相参信号处理非相参信号处理技术是近年来迅速发展的一种信号处理方法,它不需要相位信息,只利用信号幅度和功率等信息来获取目标信息。
非相参信号处理技术主要包括多普勒谱分析、阵列信号处理和小波变换等方法。
全相参雷达的应用场景1. 应用背景全相参雷达(Fully Coherent Radar)是一种高精度的雷达系统,通过同时接收雷达回波的相位和幅度信息,实现了对目标的高分辨率成像和精确测距。
相比传统的脉冲雷达和连续波雷达,全相参雷达具有更高的分辨率、更好的抗干扰能力和更广泛的应用领域。
全相参雷达的应用场景非常广泛,包括军事、航空航天、气象、地质勘探、交通管理等领域。
2. 应用过程全相参雷达的应用过程主要包括信号发射、接收与处理三个步骤。
2.1 信号发射全相参雷达通过发射一定频率和波形的电磁信号,将信号传播到目标区域。
信号发射可以采用脉冲压缩技术,通过发射一系列窄脉冲并对其进行压缩,从而获得较高的测距精度。
同时,全相参雷达还可以采用调频连续波(FMCW)技术,通过改变发射信号的频率,实现对目标的距离和速度测量。
2.2 信号接收目标区域中的目标物体会对发射的信号进行反射,形成回波信号。
全相参雷达通过接收回波信号,并记录下其相位和幅度信息。
相位信息可以用来测量目标的方位角和距离,幅度信息可以用来判断目标的反射强度。
全相参雷达采用多通道接收技术,可以同时接收多个回波信号,从而实现对多个目标的检测和跟踪。
2.3 信号处理接收到的回波信号经过采样和数字化处理后,可以通过信号处理算法进行成像和分析。
全相参雷达可以利用相位信息进行波前重建,实现对目标的高分辨率成像。
同时,全相参雷达还可以通过对回波信号的相位差进行处理,实现对目标的运动参数(速度、加速度等)的测量。
通过对多个回波信号的处理和融合,全相参雷达可以实现对多个目标的跟踪和识别。
3. 应用效果全相参雷达的应用效果非常显著,具有以下几个方面的优势:3.1 高分辨率成像全相参雷达通过波前重建技术,可以实现对目标的高分辨率成像。
相比传统的脉冲雷达和连续波雷达,全相参雷达可以获得更细致、更清晰的目标图像,有助于对目标的形状、结构和材料进行更精确的分析和识别。
3.2 精确测距全相参雷达通过测量回波信号的相位差,可以实现对目标的精确测距。