脉冲多普勒雷达

摘要： 针对主动导引头或机载制导雷达面临的难以分辨拖曳式干扰的问题,对拖曳式诱饵干扰机理进行详细分析,从目标与诱饵的信号分布特性和多普勒频谱特性角度出发,利用复单脉冲比和变尺度离散Chirp-Fourier变换提出一种简单有效的拖曳式诱饵检测分辨技术,实现拖曳式诱饵和目标分离。通过计算仿真对算法的有效性进行了验证,仿真结果表明在某些特定条件下利用变尺度离散Chirp-Fourier变换的时频分析处理方法对拖曳式干扰有极强的区分能力。研究结果可为跟踪制导雷达对抗拖曳式干扰提供了研究思路。

摘要： 为快速、可靠地检测低空慢速或悬停直升机的旋翼回波信号,提出一种基于时域自相关的直升机旋翼回波检测技术。利用旋翼回波信号持续时间短、突变快、周期性、自相关,且与杂波信号不相关的特点,在时域对旋翼回波信号进行自相关处理,有效滤除地杂波和目标杂波,实现稳定跟踪。仿真和实测数据处理结果表明,该技术能够稳定跟踪旋翼回波信号,且设计简单,计算量小,通用性好,易于工程实现,是一种适合于脉冲多普勒雷达系统使用的慢速或悬停直升机检测技术。

摘要： 中国交付巴基斯坦空军的歼10CE战斗机。自1998年首飞至今二十多年来,歼10结合中国空军多年使用经验进行了多次改进升级,从脉冲多普勒雷达更新到主动电子扫描相控阵雷达,采用高度综合化航电系统,配备国产高性能航空动力和多种先进机载武器,作战性能不断提升。这是歼10CE赢得巴基斯坦军方青睐的重要原因。

摘要： 为了解决线性调频脉冲多普勒雷达的距离模糊和速度模糊问题,采用了高脉冲重复频率的方式发射正交频分线性调频脉冲信号,并给出了一种用于解模糊的回波数据重排方案。这种重排方式可以解决最大无模糊距离和最大无模糊速度之间的矛盾,对重排后得到的数据矩阵进行脉冲压缩、动目标检测,最终得到的峰值可无模糊地体现目标的距离和速度。仿真结果证明了所提方法的有效性和可行性。

摘要： 为解决常规搜索雷达在强气象、地物杂波下目标检测性能下降的问题,基于目标先验信息,设计一种跟踪波束实现对特定目标的跟踪处理,对目标所在的波位采用参次中重复频率脉组的方式探测,有效扩展速度检测清晰区并抑制慢速气象杂波及强地物杂波,实现目标距离、速度双模糊的解算,提高对跟踪目标的检测性.基于先验信息实现目标距离、速度模糊解算,试验表明,通过采用基于参差中重频的脉组跟踪波束探测,能够提升搜索雷达对特定目标的检测能力,并实现重点目标的高精度测速,提高目标的航迹质量.

摘要： 低小慢目标的有效检测和跟踪是雷达领域目前的热点问题.本文是基于RFT和AMF融合聚焦的雷达弱小目标检测的续篇,重点研究脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达对典型无人机的跟踪问题.跟踪算法的实现步骤主要包括三步:首先进行点迹凝聚和帧间加速度估计的预处理;其次利用标记多伯努利(Labeled Multi-Bernoulli,LMB)平滑器实现多目标跟踪;最后在轨迹连续性判断和有效轨迹提取后输出目标的最终轨迹.LMB平滑器可以得到目标平滑后的轨迹,提高距离和速度的估计精度.轨迹连续性判断和有效轨迹提取,可以有效克服速度抖动引起的断裂轨迹和速度模糊引起的虚假轨迹问题.应用本文算法处理多个测试数据的综合得分率为96.67％,从而验证了算法的有效性和稳健性.

摘要： 针对脉冲多普勒雷达在中脉冲重复频率下同时存在距离模糊和多普勒模糊问题,提出了一种基于正交离散频率编码(discrete frequency coding,DFC)波形解二维模糊的方法.基于雷达循环发射的一组正交DFC信号,在回波脉冲压缩过程中,利用信号正交性进行距离模糊区域的分离,完成距离解模糊.通过多普勒模糊数遍历补偿以及与keystone后相参积累结果对比,确定正确的多普勒模糊数,完成多普勒解模糊.经过Keystone处理后,可以进行整个驻留时间的相参积累,提高回波在低信噪比情况下的目标检测及参数估计能力.同时考虑了 DFC信号的多普勒敏感性问题,在精确匹配滤波过程中补偿了脉内多普勒的影响.仿真实验验证了所提方法解二维模糊的有效性以及低信噪比检测能力.

摘要： 雷达信号处理算法的高性能实现是雷达系统中的关键技术.传统雷达信号处理算法的高性能加速主要依赖DSP和FPGA等专用设备,而它们具有开发周期长、调试难度大、成本高等缺点.GPU作为通用设备,特别适合处理雷达信号这种大规模数据.目前,GPU加速雷达信号处理的成果大多集中在SAR成像等应用领域,针对脉冲多普勒雷达相关研究还比较少.为了满足雷达回波数据对吞吐量和处理实时性的高要求,提出了基于网格跨步并行的细粒度并行化、基于多CUDA流的粗粒度并行化和基于并行扫描的数据预处理等优化技术.从性能测试和误差分析等多角度评估了算法的实时性和准确性,在所使用的硬件平台上相比于传统CPU实现达到了300倍以上的加速比,并优于其它已有的CUDA加速的脉冲多普勒雷达信号处理算法.

摘要： 为了提高移频干扰对脉冲多普勒(PD)雷达的干扰效果,根据目标特征调控原理,分析了移频拖引干扰应满足的条件,提出了一种基于无源目标特征调控的移频拖引干扰方法.该方法通过在目标表面涂覆或覆盖相位调制表面(PSS)材料的方式调控目标的散射特性,引起目标多普勒频率的视在漂移,使脉冲多普勒雷达产生测距误差.仿真结果表明,通过目标特征调控的方式实现的移频拖引干扰,在隐藏真实目标回波的同时,分别在真实目标前向和后向形成2个假目标,大大提高了干扰效果,验证了该方法的可靠性.

摘要： 大多数雷达系统采用前馈处理链,先对接收到的传感器数据进行低级处理,获得目标的检测信息,然后将处理后的数据传递给更高级别的处理器,例如跟踪器。认知雷达系统通过提取传感器/处理器的信息、波形设计以及信号传输等方法实现自适应处理。在本文中,我们设计了一种基于最大后验惩列函数(MAP-PF)跟踪方法的认知雷达跟踪系统,该系统使我们能够对雷达传感器和处理器进行认知控制。我们演示了脉冲多普勒雷达系统的性能,通过调整脉冲重复频率来优化跟踪性能,同时避免目标的多普勒混叠和零多普勒杂波影响。结果通过使用软件定义雷达系统实验所收集的数据来进行显示。

摘要： 高脉冲重复频率(PRF)体制广泛应用于脉冲多普勒雷达(PD)中,这能提高目标测速精度,但也导致了雷达对目标距离的测量模糊;另外,随着飞行器技术的发展,机动弱目标的大量出现为雷达检测跟踪性能带来了新的挑战.为了实现PD雷达多机动弱目标的检测与跟踪,提出了一种新的基于航迹依次消除和随机Hough变换(STC-RHT)的检测前跟踪方法(TBD).该算法借用TBD的思想精髓,对于单个时刻点的量测,既不进行目标有无的检测也不解距离模糊;而是利用目标状态在采样时间和重复频率上的相关性,对目标在所有模糊区间的扩展量测进行批处理;然后基于抛物线随机Hough变换对目标的扩展量测进行积累,在得到目标有效检测的同时实现解距离模糊;算法实现过程中,充分利用PD雷达精确的测速性能,采取3点随机采样以降低参数检测的计算复杂度,同时采用目标依次消除的方法实现多目标检测.最后通过仿真验证了算法的有效性.

摘要： 国外一些雷达专家历来不主张地面雷达采用高脉冲重复频率(prf)的脉冲多普勒体制(事实上也很少见有这类雷达)。对振荡源的相位噪声要求太高,是其原因之一。但随着微波电子技术的发展,国外已出现完全能达到指标要求的高prf脉冲多普勒雷达。本文将对此问题作深入剖析。

摘要： 本报告首先阐述了机载火控雷达的发展历程,分为测距机、脉冲雷达、脉冲多普勒雷达和相控阵雷达三个发展阶段.介绍了国际上典型的机载脉冲多普勒火控雷达.报告中,对相控阵雷达的优越性做了比较详细的讨论,对世界上一些国家的机载相控阵火控雷达做了介绍.最后,对机载火控雷达技术发展趋势做了论述.

摘要： 针对雷达的低截获概率(LPI)技术和应用,本文首先阐述了目前脉冲多普勒雷达常用的LPI技术和常用LPI波形,理论分析了它们的LPI性能.波形设计时用模糊函数来分析信号波形的分辨率,提出一种基于相位编码的LPI波形设计方案,仿真了一种复杂相位编码信号的波形和模糊函数图。

摘要： 脉冲多普勒雷达成像技术中，当目标存在径向运动时，经过脉冲压缩，各回波脉冲峰值的位置不同，随着慢时间变化。通过运用先验的速度信息,利用MATLAB这一工具进行仿真,对回波信号进行频域的移相处理,实现了动目标成像的距离走动的矫正，并且通过对补偿因子的DSP表格化，使该方法更加贴近应用。

摘要： 传统两点源相干干扰是基于质点模型产生与回波相位相干的干扰信号,相应地用于验证干扰效果的导引头仿真平台往往仅进行功能级仿真.然而,当被掩护目标为扩展目标时,利用质点模型无法产生与目标回波相干的信号导致干扰效果下降.针对该问题,研究了基于扩展目标的相干干扰新方法,基于被掩护目标电磁散射特性将入射信号与同频点相应姿态角下的目标散射函数进行卷积,充分保留目标特性对信号相位的调制信息,从而产生与扩展目标回波具有稳定相位关系的干扰信号.设计了PD雷达导引头相干视频仿真模型及六自由度弹道模型,以完成精确的闭环仿真试验评估.试验结果表明,通过目标距离像特性近似目标散射函数来生成PD导引头相干干扰信号时,诱偏效果相比传统干扰大幅度提高,方位、俯仰的框架误差角可达到数十度的量级.

摘要： 传统两点源相干干扰是基于质点模型产生与回波相位相干的干扰信号,相应地用于验证干扰效果的导引头仿真平台往往仅进行功能级仿真.然而,当被掩护目标为扩展目标时,利用质点模型无法产生与目标回波相干的信号导致干扰效果下降.针对该问题,研究了基于扩展目标的相干干扰新方法,基于被掩护目标电磁散射特性将入射信号与同频点相应姿态角下的目标散射函数进行卷积,充分保留目标特性对信号相位的调制信息,从而产生与扩展目标回波具有稳定相位关系的干扰信号.设计了PD雷达导引头相干视频仿真模型及六自由度弹道模型,以完成精确的闭环仿真试验评估.试验结果表明,通过目标距离像特性近似目标散射函数来生成PD导引头相干干扰信号时,诱偏效果相比传统干扰大幅度提高,方位、俯仰的框架误差角可达到数十度的量级.

摘要： 传统两点源相干干扰是基于质点模型产生与回波相位相干的干扰信号,相应地用于验证干扰效果的导引头仿真平台往往仅进行功能级仿真.然而,当被掩护目标为扩展目标时,利用质点模型无法产生与目标回波相干的信号导致干扰效果下降.针对该问题,研究了基于扩展目标的相干干扰新方法,基于被掩护目标电磁散射特性将入射信号与同频点相应姿态角下的目标散射函数进行卷积,充分保留目标特性对信号相位的调制信息,从而产生与扩展目标回波具有稳定相位关系的干扰信号.设计了PD雷达导引头相干视频仿真模型及六自由度弹道模型,以完成精确的闭环仿真试验评估.试验结果表明,通过目标距离像特性近似目标散射函数来生成PD导引头相干干扰信号时,诱偏效果相比传统干扰大幅度提高,方位、俯仰的框架误差角可达到数十度的量级.

摘要： 传统两点源相干干扰是基于质点模型产生与回波相位相干的干扰信号,相应地用于验证干扰效果的导引头仿真平台往往仅进行功能级仿真.然而,当被掩护目标为扩展目标时,利用质点模型无法产生与目标回波相干的信号导致干扰效果下降.针对该问题,研究了基于扩展目标的相干干扰新方法,基于被掩护目标电磁散射特性将入射信号与同频点相应姿态角下的目标散射函数进行卷积,充分保留目标特性对信号相位的调制信息,从而产生与扩展目标回波具有稳定相位关系的干扰信号.设计了PD雷达导引头相干视频仿真模型及六自由度弹道模型,以完成精确的闭环仿真试验评估.试验结果表明,通过目标距离像特性近似目标散射函数来生成PD导引头相干干扰信号时,诱偏效果相比传统干扰大幅度提高,方位、俯仰的框架误差角可达到数十度的量级.

摘要： 根据传统PD雷达的设计原则,在相参积累时间内,目标的跨距离单元走动不能超过半个距离分辨单元.当相干积累时间较长、信号带宽较大或目标进行高速运动时,这一要求很难满足.本文提出一种基于修正Keystone变换的多目标高阶运动校正方法,以校正各目标的不同阶相位耦合,消除距离走动,达到成像聚焦的目的.仿真结果证明了该算法的有效性.

摘要： 本发明提供一种脉冲多普勒激光雷达测速测距外标定装置及方法，其特征在于，所述装置包括：镜头组、定位所述镜头组的调节结构模块、光纤衰减器、光纤延迟线、光纤耦合器和转台，所述装置安装架设方便，使得标定不受特殊标定场地和参照目标物的限制，外标定装置体积小巧，适用场景广泛。可同时进行测距和测速标定，标定效率较高。

摘要： 本发明公开的一种基于多普勒域超分辨处理的单脉冲雷达前视成像方法，采用和差通道接收数据，对两通道的信号进行距离向脉冲压缩，并对其分帧；利用基于最小均方误差(MMSE)的迭代自适应方法对脉冲压缩后的和通道数据的每个子帧做超分辨处理，将数据变到距离多普勒域；利用和通道数据自适应迭代估计的最佳权系数对差通道数据做同样的处理；逐距离‑多普勒单元对超分辨后的和差通道数据做单脉冲测角处理，将和波束能量投影到对应的距离‑方位单元，获得距离‑方位图像；再将图像投影到地面直角坐标，得到最终输出。本发明解决了同一波束内多目标测角导致的单脉冲成像分辨率下降问题，提高了雷达前视成像的质量。

摘要： 本发明公开了一种基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度‑多普勒成像的方法，包括下述步骤：S1：基于雷达体制，获得空时压缩采样数据；S2：对所述空时压缩采样数据中的多普勒频率空间和空间频率分别进行空间离散化处理，并获得空时导向词典；S3：根据所述空时导向词典估计空时功率谱，并获得包含杂波与目标的角度‑多普勒像。本发明有效解决了目标、杂波多普勒模糊问题，提高杂波抑制与目标检测性能；降低了雷达系统发射的脉冲数量，能在相同的脉冲相干处理间隔内发射其它雷达波形或者同时观测多个角度，从而有效地提高了雷达时间维的复用能力；在相同的脉冲数量下，能有效提高多普勒分辨能力；雷达波形的低截获能力，抗干扰能力更强。

摘要： 一种用于消除脉冲多普勒雷达系统中多普勒频移模糊的方法和设备，提供用周期性波形(13)调制的辐射信号(11)，所述波形的一个周期中具有多个脉冲，脉冲间的间隔不相等.把雷达目标回波用多个延迟时间进行自相关(31)。展开(35)算得的(33)自相关函数的辐角θci。对于每个k值展开的相位角和点(O，O)是相位角对延迟时间的直线的平均最小二乘拟合。确定偏离每条直线的相位角均方根误差(39)，选中具最小RMS误差的直线的斜率作为从中提取目标速度的多普勒频移。

摘要： 本发明公开了一种快速检测和估计脉冲多普勒雷达脉冲抖动的方法，包括以下步骤：采集静止目标的回波信号数据或经处理的回波信号数据；对数据进行加窗、距离向傅立叶变换得到频域数据矩阵；对频域矩阵数据进行多普勒滤波，并求模，得到多普勒谱；比较所得的多普勒谱的零多普勒频率幅值与非零多普勒频率最大幅值的比值，根据比值评估抖动幅度。本发明可以评估强静止目标信号在进行多普勒处理时的残留杂波强度，从而评估雷达系统检测微动目标的能力。

摘要： 本发明公开了一种基于压缩感知的随机脉冲多普勒雷达角度‑多普勒成像的方法，包括下述步骤：S1：基于雷达体制，获得空时压缩采样数据；S2：对所述空时压缩采样数据中的多普勒频率空间和空间频率分别进行空间离散化处理，并获得空时导向词典；S3：根据所述空时导向词典估计空时功率谱，并获得包含杂波与目标的角度‑多普勒像。本发明有效解决了目标、杂波多普勒模糊问题，提高杂波抑制与目标检测性能；降低了雷达系统发射的脉冲数量，能在相同的脉冲相干处理间隔内发射其它雷达波形或者同时观测多个角度，从而有效地提高了雷达时间维的复用能力；在相同的脉冲数量下，能有效提高多普勒分辨能力；雷达波形的低截获能力，抗干扰能力更强。

摘要： 一种用于消除脉冲多普勒雷达系统中多普勒频移模糊的方法和设备，提供用周期性波形(13)调制的辐射信号(11)，所述波形的一个周期中具有多个脉冲，脉冲间的间隔不相等。把雷达目标回波用多个延迟时间进行自相关(31)。展开(35)算得的(33)自相关函数的辐角θci。对于每个k值展开的相位角和点(0，0)是相位角对延迟时间的直线的平均最小二乘拟合。确定偏离每条直线的相位角均方根误差(39)，选中具最小RMS误差的直线的斜率作为从中提取目标速度的多普勒频移。

摘要： 本发明公开了一种快速检测和估计脉冲多普勒雷达脉冲抖动的方法，包括以下步骤：采集静止目标的回波信号数据或经处理的回波信号数据；对数据进行加窗、距离向傅立叶变换得到频域数据矩阵；对频域矩阵数据进行多普勒滤波，并求模，得到多普勒谱；比较所得的多普勒谱的零多普勒频率幅值与非零多普勒频率最大幅值的比值，根据比值评估抖动幅度。本发明可以评估强静止目标信号在进行多普勒处理时的残留杂波强度，从而评估雷达系统检测微动目标的能力。

摘要： 脉冲多普勒雷达是现代雷达的一种重要体制，广泛应用于检测地面、海上、空中、空间甚至地下的目标，在军事、遥感、空中交通管制、舰船安全和天文等领域均发挥着重要的作用。为了提高探测威力，脉冲多普勒雷达往往设计为多脉冲重复频率（PRF）模式，不同PRF的帧具有不同的距离盲区，这就导致目标可能并不会被连续的帧观测到，此时若使用质心法进行测量，可能会造成较大的误差。另外，当两个目标在距离与方位上接近时，使用质心法进行角度测量也会有较大的误差。本发明对目标幅度的比值与角度偏差建立精确一一对应的表格，并提出查表角度计算的方法，针对应用中的常见问题提出对应的策略，可以获得更小的误差，提高脉冲多普勒雷达的角度测量精度。

摘要： 本发明提出一种基于LSTM模型的脉冲多普勒雷达低慢小目标的识别方法，所述方法包括如下步骤：接收已经采集脉冲多普勒雷达低慢小类目标航迹的集合，对航迹集合信息进行拆分、归一化预处理；初始化基于初始化参数与当前训练单次目标个数的数据集执行选择LSTM前向传播，并计算当前系数对应损失函数值；如果所述损失函数值大于预设阈值，执行输入门系数、输出门系数和遗忘门状态系数的更新；如果所述损失函数值小于阈值，基于当前神经网络权系数进行下一训练单次目标个数训练；完成当前周期所有训练单次目标个数训练后，将当前周期损失函数值与所述停止迭代损失函数的预设阈值进行比较；基于最终状态神经网络参数在验证集数据验证识别正确率并进行输出。