超宽带雷达波形选择

给出了超宽带雷达常用信号的时域波形和频谱 ,并对线性调频脉冲信号、频率步进信号、相位编码信号的性能及适用范围作了详细地分析     

LFM-BPSK复合调制信号识别和参数估计

雷达信号脉内调制方式识别是电子对抗的重要内容。从工程应用的角度,对滤波后的复信号利用改进的相位展开算法,计算瞬时相位、瞬时频率。判断频率跳变点的个数,对时-频曲线进行拟合,根据拟合的参数和信号的时宽带宽积确定信号是否为线性调频-二相编码复合调制信号。再对正确识别的信号进行参数估计,接着重构原线性调频信号,共轭相乘得到基带相位编码信号。最后采用小波变换法提取码速率。仿真结果表明,该算法有很好的识别率和参数估计精度。     

饱和放大对宽带线性调频信号相位的影响

随着现代电子系统对宽带线性调频信号的带宽需求越来越大，保持产生的调频信号所设计的线性度或其他特性也变得更加困难。放大器对这类信号相频、幅频特性的影响必须加以考虑。本文以数字采样结合Matlab分析的方式，对传输线性调频信号过程中必不可少的放大(饱和)环节对相位的影响进行了求证。     

一种用于机动目标的线性调频脉冲估计和逆合成孔径雷达成像的自适应滤波方法

在逆合成孔径雷达（ISAR）成像中，由于机动目标的非合作运动，散射器的多普勒频移随时间变化，而雷达回波信号通常为线性调频脉冲。线性调频脉冲会计对ISAR成像的性能起着重要作用。Li和Stoica最近提出了一种自适应FIR滤波方法，用来估计正弦信号的振幅和相位，并将这种方法应用于采用正弦信号模型的合成孔径雷达（SAR）成像。本文推广Li和Stoica的算法，用来估计线性调频脉冲信号并将其用于机动目标的ISAR成像。该推广算法已由仿真数据验证。     

双星InSAR时间同步误差对相位同步的影响

针对双星编队的InSAR雷达系统，提出了SAR与相位同步一体化的系统框架，在双星时间同步误差的基础上，提出了一种综合考虑时间同步误差、SAR和相位同步发射及接收链路时延的双星相位同步设计方法，给出了相位同步补偿后的辅星回波信号相位和双星干涉相位，推导了两种时变相位误差功率谱密度，经过理论分析和仿真试验证明：相位同步补偿后，时间同步误差不影响相位同步精度，只影响辅星目标位置。辅星回波固定相位误差较大，但不影响成像，双星干涉固定相位误差为千分之几度，对干涉测高精度影响可以忽略，辅星回波和双星干涉时变相位误差与主星相近。     

一种雷达信号脉内调制特征分析方法

以单载频、线性调频、BPSK和FSK信号为例,通过提取信号的瞬时相位,对雷达信号的脉内调制特征进行了分析。首先介绍了信号瞬时相位的提取方法,然后通过瞬时相位微商得到信号的瞬时频率,接着引出了一种基于最小二乘算法的调制类型识别方法,最后对这种方法进行了仿真分析。仿真表明,相位测频法是一种有效的雷达信号调制特征分析工具。     

一种鲁棒的毫米波雷达人体呼吸心跳测量方法

提出一种基于毫米波雷达的人体呼吸心跳测量方法，可用于检测航天员的呼吸心跳。通过发射57.5~63.5 GHz频段的线性调频连续波，采集人体胸腔表面反射的雷达回波，经过混频和低通滤波后采样，得到包含呼吸心跳微动信息的中频采样数据。通过对中频采样数据做快速傅里叶变换，确定人体胸腔相对雷达的径向距离，进一步提取胸腔位置对应的相位信号。然后采用一种改进的相位差分增强方法，抑制相位信号中呼吸谐波对心跳信号提取的干扰和低频噪声对呼吸信号提取的干扰。最后采用高斯平滑滤波方法从相位信号中提取无波形失真的呼吸信号，并采用低阶有限冲激响应(FIR)滤波器从相位信号中提取无速率失真的心跳信号。此外，对呼吸、心跳信号采用时域寻峰算法计算呼吸率和心率。实验结果表明:此方法对人体呼吸信号和心跳信号测量的准确性高、鲁棒性强。     

FMCW体制毫米波SAR实时信号处理方法研究

与脉冲体制合成孔径雷达(SAR)相比,调频连续波(FMCW)体制SAR具有体积小、重量轻、分辨率高、功耗低和低截获等一系列优点,目前小型或微小型SAR普遍采用FMCW工作体制。FMCW SAR在整个脉冲重复周期内都发射信号,其信号占空比达到了100%,为了减小数字接收机采样带宽,降低数据率,FMCW体制毫米波SAR一般采取解线频调接收的方式,但其数据量依然很大,而且机载平台受到气流的影响,运动误差很大,需要迭代估计与补偿,给实时处理模块带来了很大压力。为了提高整个机载FMCW SAR系统的信号实时处理性能,需要在算法层面进行改进。提出了一种两次子孔径误差估计和全孔径误差拼接补偿的FMCW SAR实时成像算法,使用相位梯度自聚焦(PGA)算法和图像偏置(MD)算法级联提取子孔径误差;然后进行子孔径误差拼接成全孔径误差补偿原数据,两维脉冲压缩后完成图像聚焦,提高了FMCW体制毫米波SAR成像算法的效率;最后使用机载Ka波段FMCW SAR实测数据,验证了该算法的有效性。     

一种基于共轭的发射码字的多普勒补偿方法

在相位编码信号脉冲压缩技术中,存在着多普勒频率敏感性问题,需要对多普勒频率进行补偿。在分析多普勒敏感性原因的基础上,提出了一种基于共轭的发射码字的补偿算法,可以从根本上解决相位编码信号对多普勒频率的敏感性问题,MATLAB仿真证明了该算法的正确性与可行性。     

用于低截获概率雷达的混合波形研究

设计了一种用三相编码与线性步进调频相结合的混合雷达波形。该方法从根本上解决了相位编码对多普勒频移的敏感性 ,与传统方法相比有较大的多普勒容限带宽 ,同时 ,混合波形设计的灵活性还可降低信号的截获概率     

基于GNSS的通信星座系统的时间同步研究

为近地通信卫星星座系统提出一个将星座各星上时钟同步到地面系统时钟的新技术方案,以GNSS导航系统时钟作为高精度、高稳定的时间基准,利用地面站和星座星上的GNSS接收机基于定位原理测得各自时钟相对于GNSS系统时钟的时差量（秒脉冲相位差）,进一步得出各星时钟相对于地面系统时钟的时差观测量。每个星上时间管理单元利用一个Kalman滤波器估计星地时差模型参数,周期性更新星上时差预报,并据此估计秒脉冲调相时机,以及按照最小调相残差原则估算的调相幅值,并令PPS发生器完成相关调相操作。还设计了上述时统方案在一个典型Walker（24/3/1）星座中的应用研究,并开展了数学仿真和半物理仿真。文章还设计了一个半实物仿真方案,通过数学仿真和半物理仿真,表明该时统方法可将星地秒脉冲相位差自动控制在指定误差范围内,证实其在近地通信卫星星座系统全网时间同步任务中应用的可能性和有效性。     

一种改进的Link16信号的频率估计算法

针对Link16信号的特点,可采用类似雷达脉冲参数估计的方法测量信号的特征参数。由于受MSK调制信号中符号0和1不平衡的影响,此方法对Link16信号载频和频偏的估计具有很大的偏差。为此提出了一种改进的载频和频偏估计的方法。仿真实验表明,这种改进的算法具有更高的参数估计精度。     

基于FPGA的S模式询问信号的侦收解码

S模式询问信号包括前同步脉冲和有效数据两个部分,且通过PAM和DPSK调制方式发送出去。针对其信号特点,从时域和频域考虑,给出两种解码方法,并对其计算机仿真结果进行了对比,得出互谱分析法抗干扰能力优于基于DFT解调法的结论。在ISE开发软件环境下,采用硬件编程语言VHDL,实现了基于FPGA的互谱分析解码设计。     

基于相位差测量的脉冲星时间相对导航方法

针对传统脉冲星导航方法在相位估计时依赖脉冲星信号轮廓,存在整周模糊及不确定星历参数引起的系统共模误差问题,提出基于相位差测量的脉冲星时间相对导航方法。该方法通过对脉冲星光子到达时间序列进行相位估计,以相邻时刻的相位差作为观测量,建立航天器位置增量与相位差的关系,采用广义卡尔曼滤波器处理系统噪声相关问题进行导航,可有效减小系统误差,实现脉冲星导航的应用。通过对导航系统初始定位方法、可观性分析,及基于罗西X射线时变探测器（RXTE）观测的Crab脉冲星的在轨实测数据试验分析,证明了该方法的自主性与可行性。最后,对基于相位差测量的脉冲星时间相对导航系统进行导航滤波仿真,试验结果表明,导航系统完全可观,噪声不累积,位置估计精度可满足实际应用。     

一种雷达测试中通道误差自适应补偿技术

文章针对多模式、多带宽脉宽组合的雷达系统调试测试时通道误差提取与补偿效率低的问题,提出了一种通道误差随参数变化的自适应补偿技术。该方法可在通道误差模型的基础上,根据各工作模式所设定的带宽、脉宽组合自适应生成幅相误差补偿曲线,并以回波模拟器通道误差自适应补偿为例给出了误差模型获取与自动生成的具体步骤。通过某雷达系统测试过程中的试验验证,所提出的方法幅度误差提取结果相比逐次提取结果偏差小于0.02dB,相位误差提取偏差小于0.2度,满足通道误差补偿的需求,不仅适用雷达系统调试测试,还可应用于其他通道特性稳定系统的通道误差补偿,避免繁杂的手动操作,提高测试效率。     

一种改进的频率步进雷达信号性能分析

在分析目标运动对频率步进信号一维距离像影响的基础上,提出了一种改进的频率步进信号,即参差脉冲重复间隔频率步进信号,研究了这种信号的数学模型和处理方法。理论分析和仿真结果表明,与频率步进信号相比,参差脉冲重复间隔频率步进信号的多普勒性能有了很明显的改善,一维距离像不会随目标的运动而产生失真。另外,根据参差脉冲重复间隔频率步进信号的特点,提出了利用距离微分法实现速度粗补偿和利用脉组误差函数法实现速度精补偿的方法和步骤,仿真结果证明,这两种方法是有效、稳健、可靠的。     

一种改进的激光星间链路终端指向误差在轨标定方法

提出一种改进的激光星间链路终端(LCT)指向误差在轨标定方法，对激光星间链路终端指向误差模型和观测数据获取方法进行改进。针对现有的终端指向误差参数模型误差因素考虑不足的问题，引入相应的误差项描述误差因素影响。针对链路观测法中存在的激励信号受限，不能充分激励误差参数的问题，以捕获过程中指向机构主动摆动时的入射光信号作为激励信号，以系统误差参数的可观测度最大为目标优化设计激励信号。仿真结果表明：经过本方法标定的误差参数经修正后， 激光星间链路终端的最大指向误差（方位向）由改进前的867.8 μrad下降到改进后的112.1 μrad；最大指向误差（俯仰向）由改进前的62.1 μrad下降到改进后的51.5 μrad，有效地提高了激光星间链路终端指向精度。     

一种基于有限记忆算法的干涉仪解模糊纠错方法

针对在通道相位误差较大时常规干涉仪测角解模糊算法频繁出错的问题,提出了一种基于有限记忆算法的干涉仪解模糊检测与纠错方法。利用干涉仪逐次递推测角算法解模糊的结果估计出角度和整周模糊值的初始值,在此基础上进行角度和整周模糊值的有限记忆递推,识别并纠正逐次递推测角算法中出错的解模糊测角数据,期望得到正确的解模糊结果,以保证后续角度数据的处理精度。仿真结果表明,有限记忆纠错算法能够有效地识别并纠正逐次递推解模糊测角算法中存在的模糊值出错问题,降低干涉仪解模糊的出错概率。此方法对其它体制的相位干涉仪测角解模糊纠错也具有一定指导意义。     

W波段UAV MISAR实时成像运动补偿方法

建立了实时成像正侧视合成孔径雷达(SAR)运动误差模型,采用了一种基于惯导和相位梯度自聚焦(PGA)运动误差估计的中心波束平面运动补偿算法。该算法对回波包络和相位进行分开补偿,利用惯导数据把带有运动误差的回波包络拉直,再利用相位梯度自聚焦算法对回波进行相位误差估计并补偿。针对实时成像的时间少、运算量大、运算资源受限等特点,该算法取消了距离徙动校正的步骤,将运动误差矢量在斜距平面投影并完成包络校正和相位误差估计。该方法运算量小,同时能满足分辨率要求。仿真结果表明:该方法能够得到质量较高的SAR图像。     

FPGA多模式高效脉冲压缩工程应用

针对现代雷达系统功能需求多样化、处理数据量大的特点，提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）处理平台的多模式高效频域脉冲压缩方法。其快速傅里叶变换（FFT）模块采用复式FFT结构，其运算能力比基-4 Burst I/O结构提高了一倍；参考函数模块采用实时查表法，根据发射信号基本参数对参考信号进行实时生成；脉冲压缩模块进行了知识产权（IP）核封装处理，使其既能通过灵活配置适应多工作模式实用需求，又能够便利地移植和复用。采用此方法在基于Virtex-7 FPGA硬件平台上进行试验验证，结果表明，该方法能够高效地实现8192点至32768点脉冲压缩处理，处理点数多，实时性高，且处理结果满足航天工程应用要求。