星载激光测距仪全波形测距技术

激光全波形测距以宽带高灵敏探测技术高保真获取、记录激光探测主回波信号,进行全数字处理和子波分析,解析其时域、空域、频域信息,获取高精度距离、目标分布特征,是提高星载测距仪测距精度、能力、空间配准精度的重要手段。文章对比分析了全波形和阈值法2种激光测距的原理,总结全波形测距的优势,梳理了其技术难点,重点对全波形回波数据处理进行了研究,给出了数据处理算法,实现了复杂多峰回波波形的高斯分解,得到光斑区域内目标相对高程分布,仿真验证了算法的可行性,通过计算不同信噪比下的高程解算误差,得到了误差随信噪比的变化趋势。     

地形跟随雷达信号处理的研究

从地形跟随（TF）雷达空地探测的几何关系和雷达方程出发，推导了回波信号的解析表达式。根据天线方向性图，绘出了仿真的回波信号波形，并由此得出了回波信号特征的一般性结论。在仿真计算的基础上，给出了TF雷达中接收机和信号处理电器的详细实施方案，最后给出了整机联试的试验结果，验证了在TF雷达中用视轴距离选通器实现空地测距的工作原理。本文所做的分析、计算、方案设计与试验，对TF雷达的工程化研制有一定的参考意义。     

空间目标小型相控阵雷达探测技术

地基探测系统受站点布局限制,难以实现全轨道空间的目标探测与跟踪。为对高价值航天器邻域空间目标进行全时探测与跟踪,提出基于伴随微纳卫星的小型化相控阵雷达技术。通过分析不同波段雷达对大范围空间目标搜索与精细跟踪的性能,并综合考虑系统复杂度与功耗等因素,最终选择C波段作为雷达工作频段。详细阐述小型化相控阵雷达的系统设计、目标搜索与跟踪的信号处理方法、测距与测角误差分析等。仿真分析证明,该小型化相控阵雷达能对25 km范围内、40°×40°的三维空间进行目标搜索,实现0.4 m的测距精度与0.03°的测角精度,满足空间目标大范围搜索与跟踪应用的需求。     

基于测距误差的雷达间电磁干扰判决方法

针对传统干扰裕量法判决雷达间电磁干扰对雷达性能影响程度的不足,提出了一种基于测距误差的判决方法。建立了矩形、高斯和线性调频三种典型脉冲信号雷达测距误差计算模型,推导了测距误差与信干比的定量关系。仿真实验结果表明:随着信干比的不断增大,信号的测距误差逐渐降低,增大信号频宽也会提高测距精度。     

宽带雷达目标特性建模与回波仿真

根据宽带雷达目标电磁散射特性,采用基于几何绕射理论的GTD(几何绕射)模型对目标电磁散射特性进行建模;在此基础上,构建宽带雷达目标回波信号模型,结合回波信号特征,提出了一种基于去斜的宽带雷达目标回波仿真方法。对宽带雷达发射信号进行去斜处理以及傅里叶变换,得到去斜后的频域发射信号,将该信号与表征目标频域散射特性的数据在频域相乘并进行逆傅里叶变换,实现时域卷积,获取去斜后的宽带雷达回波信号。经过ISAR(逆合成孔径雷达)处理,对回波数据进行成像,验证了该方法的有效性。该方法能够有效减少运算量,降低工程化实现难度,可用于ISAR回波信号模拟设备。     

一种卫星激光测高仪测距精度仿真计算方法

针对卫星激光测高仪在测绘应用中的测距精度计算问题,提出一种测距精度全链路仿真计算方法。方法包括回波仿真、回波处理与精度计算,模拟了测距结果从获取到使用的整个过程,考虑了包括回波处理算法在内的所有影响测距精度的环节。在经典回波模型的基础上,增加了对数字表面模型(DSM)采样间隔的限制条件,以避免选用采样间隔过大的DSM进行仿真导致仿真准确度下降的问题。利用对可见光遥感图像信息进行人工多次选点并取均值的方法,解决真实地形中测量点与卫星之间距离真值的确定问题。将仿真得到的回波数据及精度计算结果与"冰卫星"(ICESat)回波数据及实际测距精度进行比对,结果表明:仿真得到的回波波峰位置和测距随机误差与"冰卫星"的一致,从而验证了仿真计算方法的正确性。     

星载聚束式SAR回波信号快速仿真研究

基于Chialinwu提出的SAR的回波信号模型㈨，提出了一种星载聚束式SAR回波的快速仿真方法。该方法应用FFT快速产生dechirp处理前的雷达回波信号，再进行dechirp处理，并通过距离谱滤波，以避免成像处理时出现距离谱混迭现象，然后进行欠采样，产生聚束式SAR回波信号。与常规的直接仿真方法相比，该方法计算量很小且点目标数量对计算量影响很小，适用于高分辨率星载聚束式多点目标或面目标回波信号的仿真。最后，通过计算机仿真，给出了成像处理结果，并验证了该仿真方法的有效性。     

基于雷达相位测距的微动特征获取

针对微动目标的雷达回波特征信号一般较小难以提取的特点,提出了一种基于雷达相位测距的微动特征获取方法。相参雷达工作在宽窄交替模式下,宽带信号形式为线性调频（Linear Frequency Modulation,简称LFM）。首先,通过窄带相位测距（游标测距）测量目标质心的平动轨迹;其次,通过宽带相位测距测量目标上各个散射中心的运动轨迹;最后,从散射中心运动轨迹中除去质心平动轨迹,获得散射中心相对于质心的微动轨迹。相位测距精度极高,已知微动模型,可以估计微动参数,获取微动特征。仿真结果表明,该方法可以有效获取目标的微动特征。     

天基毫米波空间碎片观测雷达系统分析与设计

介绍了天基毫米波空间碎片观测雷达的难点和关键技术,提出了解决问题的思路。将同时多波束天线引入到高速目标探测中,分析了雷达天线和发射机的形式,采用多频信号处理方法解决多普勒模糊问题。给出了空间站载天基毫米波雷达的系统参数,分析了测距、测角、测速精度。在天球坐标系下建立了雷达平台坐标系,通过速度分解和坐标转换,结合雷达成像的方法分析了雷达和碎片间的相对速度、位置的几何关系,在此基础上对空间站载天基毫米波雷达系统空间碎片轨道预测性能进行了分析。
     

导引头遮挡预判与效果研究

针对脉冲多普勒导引头存在遮挡导致在遮挡期和半遮挡期导引头接收通道易受镜像目标影响,且雷达误差受到恶化的问题,根据遮挡机理及其影响,提出了一种包括不依赖于精确测距的基于目标回波峰值获取、弹目距离获取和精确测速3步骤的遮挡预判方法,并对遮挡预判效果进行了仿真。结果表明通过遮挡预判后,可提前关闭导引头接收通道,减少遮挡条件下镜像目标能量进入,以及低信噪比时的雷达误差输出。研究可为制导控制系统的抗遮挡研究提供理论依据。     

基于测角信息的测量数据折射误差修正方法研究

光学设备测量数据因精度高而一般成为雷达精度校飞、实测数据固定偏差估计的比较标准。然而，受各种因素干扰，光测数据同样地包含一定误差，其中光、电波折射误差是其最主要误差之一。因此，如何精确修正测量信号的大气折射误差，往往成为影响数据处理精度的主要因素。首先给出了利用测角信息交会计算目标坐标的方法，并从大气模型入手，针对光学测量数据的特点，建立了精确的光波折射误差修正模型，并给出了在线算法。仿真证明，该方法在保证计算速度前提下，可极大地提高数据处理的精度。     

雷达测距和测速的互耦卡尔曼滤波器的性能分析

在同时要求测距和测速的雷达跟踪系统中,应用互耦卡尔曼滤波进行数据处理,与单测距和单测速的卡尔曼滤波性能相比,距离跟踪精度能有显著的改善和提高。本文重点剖析测距和测速两个通道之间的互耦信息,证明了互耦卡尔曼滤波中距离和速度估值精度的改善程度,取决于测量信患的信噪比,尤其是测速通道的信噪比更为重要,并由计算机模拟试验得到了证实。     

星载聚束式SAR回波信号快速仿真研究

基于Chialin Wu提出的SAR的回波信号模型[4],提出了一种星载聚束式SAR回波的快速仿真方法.该方法应用FFT快速产生dechirp处理前的雷达回波信号,再进行dechirp处理,并通过距离谱滤波,以避免成像处理时出现距离谱混迭现象,然后进行欠采样,产生聚束式SAR回波信号.与常规的直接仿真方法相比,该方法计算量很小且点目标数量对计算量影响很小,适用于高分辨率星载聚束式多点目标或面目标回波信号的仿真.最后,通过计算机仿真,给出了成像处理结果,并验证了该仿真方法的有效性.     

分布式小卫星SAR回波信号精确仿真方法研究

针对分布式小卫星SAR回波信号仿真，建立丁回波信号的数学模型，并基于空间坐标变换建立了分布式小卫星SAR回波信号仿真模型。通过计算机仿真，生成了一组Cartwheel构型的主星带伴随星群的分布式小卫星SAR回波信号，并通过成像及干涉处理，得到干涉相位图，验证了模型的有效性。仿真结果证明，本文提出的仿真模型能够精确的模拟分布式小卫星SAR回波信号，并能够灵活地注入各种误差，生成有效的回波仿真数据。     

一种基于独立分量分析的雷达抗干扰技术研究

雷达抗干扰技术研究一直是雷达领域的研究重点和热点。本文提出了一种基于独立分量分析的改进算法，应用于主、被动雷达抗干扰处理过程中．通过从观测信号中将目标回波信号与干扰信号分离开来，提取目标回波信号，并抑制干扰信号，达到雷达抗干扰的目的。通过仿真实验表明，应用这种方法分离目标回波信号与干扰信号取得了较好的效果，证明其应用在主、被动雷达抗干扰处理中是可行的和有效的．     

分布式小卫星雷达系统误差估计的新方法

相干联合处理小卫星编队雷达接收的地面回波可在获得大的成像测绘带的同时获得较高的方位分辨力，具有非常重要的军事应用前景。然而复杂的分布式小卫星雷达系统误差尤其是三维基线误差和多通道幅相误差，严重影响了联合处理各卫星回波数据的效果，甚至使其失败。针对这一问题，提出了一种新的分布式小卫星系统误差补偿方法，该方法不需要迭代运算，可在基线误差控制在分米数量级的基础上对回波信号的空间导向矢量进行准确估计。计算机仿真验证了方法的有效性。     

一种新的无人机运动目标测速技术

为了满足无人机对运动目标的测速需求,提出一种基于机载光电侦察平台的目标测速算法。建立包括飞机速度、飞机姿态角速率、摄像机指向角速率等15个变量的测速数学模型,并分析测速误差的形成,推导了误差计算公式。仿真结果表明,在无人机目标测速过程中,角速率测量误差对目标测速精度影响较大,尤其是飞机的俯仰角速率误差、横滚角速率误差、摄像机的高低角速率误差对测速精度的影响更为明显,这为提高目标测速精度指明了方向。     

基于盲源分离的相参干扰研究

针对盲源分离抗主瓣干扰的问题,提出多目标雷达回波和多干扰样式的盲源分离模型,并基于快速独立分量分析算法仿真分析雷达目标回波与相参干扰的盲源分离效果,仿真结果表明:盲源分离能够实现干扰信号和雷达回波信号的分离,间歇采样类干扰在盲源分离后容易被鉴别,但是经过匹配滤波处理后难以鉴别区分;全脉冲存储假目标调制转发干扰具有与真实目标回波近似的运动特性和电磁散射特性难以进行鉴别区分。     

正方形三面角反射器近场电磁散射理论模型

为了建立整机近场电磁雷达散射截面（RCS）的理论模型，以三角形三面角反射器回波响应图为参考，拟合正方形三面角反射器的电磁散射RCS数学模型。同时以正方形三面角反射器方向图曲线的数值对理论模型进行验证。其精度为：算术平均误差d=1.3dB,标准偏差S＝1．5dB，从而说明本模型可以参与整机理论模型的建模。     

螺旋桨目标的雷达回波信号相位解缠技术

建立了螺旋桨的雷达回波信号模型。对模型回波信号的相位混叠效应进行了理论分析,讨论了回波相位混叠效应出现的原因,通过模型改进获得了螺旋桨的雷达回波相位的理论表达式。提出插值与可调门限相结合的算法和自适应数值积分算法两种相位解缠方法,分别用于桨叶数为偶数和奇数时的相位解缠。仿真结果表明:两种算法有较高的精度。