调频连续波毫米波雷达信号处理软件分析

雷达在其发展前期,连续波雷达由于收发隔离等问题不易解决,应用受限制。但是随着技术的发展,这些问题得到改善,连续波雷达越来越受到人们的关注。文章针对现有调频连续波雷达平台,通过分析研究雷达平台,介绍信号处理软件的设计思路与系统结构,设计与开发了信号处理软件。在此基础上,对雷达功能设计实现进行分析,对软件各模式功能进行实验测试,验证了其功能实现及测量精度,并进一步研究调频连续波雷达毫米波雷达用于导弹近程制导的可行性,介绍了调频连续波毫米波雷达的性能,指出其用于末端制导的缺陷并给出改善方法。     

一种瞬时大带宽DRFM系统的信道化设计

为实现宽带雷达回波信号的模拟生成,通常采用基于信道化技术的射频存储(DRFM)系统。在信道化DRFM系统中,不合理的信道划分方案和多相滤波器设计会导致频谱混叠、频谱分量缺失和幅度失真。文章提出了一种相邻信道频谱有50%交叠的信道划分方法,并对信道化滤波器组进行了优化设计。在此基础上,给出了一种瞬时大带宽DRFM系统的实现方案。仿真结果表明,文章提出的设计方案可以实现Nyquist采样带宽内雷达信号的射频存储和模拟转发,且具有较小的幅度失真,可以满足瞬时大带宽雷达回波信号的模拟需求。     

基于多相结构的直接中频采样接收机设计及实现

直接中频采样的设计通常采用类似模拟接收机的结构,而基于多相结构的数字正交变换无需正交本振,结构上更适用于实时处理系统。本文对基于多相结构的数字正交变换原理进行了分析,并根据多抽样率信号处理理论,提出了一种内插时延滤波器、半带抽取滤波器实现方法。试验结果表明,使用该方法设计的系统切实可行。     

雷达中频信号数据录取与回放系统研制可行性分析

主要对雷达中频信号数据录取和回放分系统研制可行性进行了分析,把系统分为录取和回放两部分,对初步实现方案和工程可行性进行了论证。     

一种捷变频雷达本振跟踪方法的探讨

介绍了一种基于计算机技术的捷变频雷达本振跟踪的方法,该法采用中频计数器和数字信号处理技术,实现了非相参捷变频雷达本振频率的自动跟踪,与传统的本振跟踪方法相比较,该法具有系统组成简单、设备成本低和工作稳定可靠等特点,值得在工程中推广、应用.     

连续波测速技术述评

速度是弹道和轨道的重要测量参数之一。过去和现在,在弹道的精密测量中,广泛地使用连续波雷达进行速度测量。在航天器轨道测量中,五十年代末期到六十年代初期,主要采用了单向无线电测速系统。到六十年代中后期,美国着手研制和使用连续波雷达进行双向测速。典型的有阿波罗统一S波段系统和哥达德距离和距离变化率测量系统等。各连续波系统在技术实施方案上各有不同,体制上也各有差别。这些体制各有利弊,下面试图对各种连续波测速技术及有关问题作一些粗浅的评述。具体而言,将从单向和双向测速系统;双向测速系统;终端和数据处理方法等几个方面进行叙述。     

关于准连续波体制雷达最大熵方法的算法选择

准连续波体制作为一种新型雷达体制以其固有的优越性引起雷达界广泛的关注。其数字信号处理系统的开发是进一步完善该体制雷达的关键。本文针对数字信号处理系统中最大熵谱外推电路的算法选择进行了研究。     

GPS软件接收机的捕获与跟踪算法

研究了GPS软件接收机的捕获与跟踪算法。分析了时域串行滑动相关捕获算法和频域基于FFT的并行相关捕获算法,设计了适合GPS软件接收机的并行算法,实现了对空中可见卫星的捕获。针对GPS信号的特点,设计了基于DLL与PLL相结合方法的GPS跟踪算法。利用实测中频信号对上述捕获与跟踪算法进行了验证分析,测试结果表明,基于FFT的并行相关捕获算法能够有效增强软件接收机的捕获能力,采用DLL与PLL相结合的方法能够实现对GPS信号的有效跟踪。     

测距误差的群时延特性分析法及其在深空测控中的应用

分析了连续波雷达测距系统中群时延特性对测距精度的影响,采用公式和图解2种方法得到测距误差的估算方法,并结合深空测距信号进行了分析。     

基于通用微机的雷达终端系统设计

雷达终端是雷达系统的核心组成部分,有必要采用当前先进的软硬件技术来设计.考虑到雷达终端发展现状,着重分析了雷达的功能要求和系统中的信息流,构建了基于通用微机的模块化、软件化的雷达终端系统,并详细讨论了系统的结构及硬件和软件的设计.系统由通用微机和雷达信号处理板sD754lA来实现,在运行过程中稳定可靠,满足雷达信号数据实时处理和显示的需求.     

MIMO雷达射频隐身性能优化的目标跟踪算法

随着现代战场中电子对抗的日益激烈,雷达的生存环境受到了严重的威胁。射频（RF）隐身技术是一种提高雷达及其运载平台战场生存能力的重要途径。为提高雷达射频隐身性能,针对具有MIMO探测模式的新体制雷达提出了隐身性能优化的目标跟踪算法。该算法基于射频隐身性能优化模型,通过自适应控制系统的子阵划分个数、平均发射功率、波束驻留时间以及采样周期,在满足系统跟踪性能要求的前提下优化系统射频隐身性能,其中的射频隐身性能综合考虑了截获因子及采样周期。仿真结果表明,与传统相控阵雷达相比,本文所提出的目标跟踪算法使MIMO雷达具有更好的射频隐身性能。     

基于周期Wigner-Hough变换多相编码连续波雷达信号检测算法

为提高雷达侦察截获接收机对多相编码连续波弱信号截获能力,提出了一种基于周期Wigner-Hough变换（Periodic Wigner-Hough Transform,PWHT）的多相编码连续波信号检测算法。研究了线性调频连续波信号的PWHT及性质;分析了多相编码连续波信号时频主脊线的类似线性调频连续波特征;推导了高斯白噪声在PWHT域的统计分布特征,根据多相编码连续波信号与线性调频连续波的相似性,提出了基于PWHT的多相编码连续波信号检测算法,给出了实现流程,并计算出其检测性能和参数估计性能仿真的仿真结果。仿真结果表明：该算法较已有的其他多相编码信号检测算法有更好的弱信号检测能力,最小可检测信噪比至少可以降低3dB,并随着观测时间延长而进一步降低;其参数估计精度具有渐进最优的性质。     

典型雷达信号对瞬时测频接收机的影响

瞬时测频接收机通常工作在复杂的电磁环境中,宽带的接收特性使其极易受到影响。针对瞬时测频接收机的工作机理,选取了连续波信号、高占空比信号、同时到达信号、低截获概率雷达信号等典型雷达信号样式,对瞬时测频接收机产生的影响,分析引起工作性能下降的原因和现象,并对部分结论进行了仿真实验验证,得到了与分析结论一致的实验结果。对雷达侦察装备研制和使用具有一定的借鉴意义。     

基于嵌入式GPU的三天线GNSS基带信号处理加速技术

GNSS软件接收机因其可移植性及灵活性等优点,持续受到业内关注。但传统的软件接收机存在计算量大、耗时长的捕获和跟踪基带信号处理过程,使得软件接收机往往跟踪通道较少,且难以在嵌入式系统上运行。利用嵌入式图形处理器(GPU)的高浮点性能和并行运算能力,对GNSS软件接收机中耗时长且并行性明显的模块进行加速,实现采用CUDA流的数据读取,以及多采样点并行的捕获和多采样点、多卫星并行的跟踪。采用嵌入式GPU进行加速后,可将数据读取速度提高3.43倍,卫星搜捕速度提高16.83倍,卫星跟踪速度提高11.28倍。实验结果表明,在嵌入式Jetson TX2平台上可以支持超过90个62MHz采样的GNSS卫星信号处理。研制了三天线GNSS信号的定位和测姿接收机,为未来小型嵌入式PNT系统的研制提供新思路。     

基于FPGA＋DSP＋DDS芯片的雷达信号发生器设计

现代高科技战争对雷达系统设备的功能与性能提出了越来越高的要求，信号发生器作为雷达系统的重要组成部分也面临着更高的挑战，尤其是在体积、重量、功耗以及性能等方面要求越来越严格。分析了目前信号发生器的设计方法及其优缺点，并提出了一种基于FPGA＋DSP＋DDS芯片的雷达信号发生器设计方法，信号发生器具有频率分辨率高、噪声低、体积小、功耗低和控制简单等特点，且在某型产品中成功应用。     

噪声调制连续波雷达信号波形射频隐身特性

雷达信号波形的射频(RF)隐身性能是雷达系统能否适应现代战场环境的重要因素,雷达射频隐身信号波形设计是现代雷达系统设计中的重要课题.首先,在介绍随机噪声信号雷达原理的基础上,基于Schleher截获因子阐述了噪声调制连续波雷达信号波形的射频隐身特性.然后,分析了高斯噪声相位和频率调制连续波雷达输出自相关函数和高斯噪声相...     

Analysis of foliage-induced synthetic pattern distortions

Phase and amplitude fluctuations induced by wave propagation through foliage limit the ability of a synthetic aperture radar (SAR) system to image a target under foliage. One-way measurements of these fluctuations were done at C-, L-, UHF band during the July 1990 Foliage Penetration Experiment using single frequency CW signal sources and the NASA/JPL SAR receiver. The phase and amplitude data are coherently integrated to create the synthetic azimuthal patterns that would result when attempting to image a point target obscured by foliage. The effect of synthetic aperture length frequency, and polarization on the attenuation and azimuthal response of foliage obscured targets is investigated     

Radar sensor using low probability of interception SS-FH signals

One of the best known weakness of radar sensors in defense and security applications is the necessity to radiate a signal, which can be detected by the target, so being possible (easy in fact) that the target is alerted about the presence of a radar before the radar is alerted about the presence of a target. In this context, Low Probability of Interception (LPI) Radars try to use signals that are difficult to intercept and/or identify. Spread spectrum signals are strong candidates for this application, and systems using special frequency or polyphase modulation schemes are being exploited. Frequency hopping, however, has not received much attention. The typical LPI radar at this moment of the technology is a CW-LFM radar. The simplicity of the technology is its best point. Polyphase codes, on the other hand have the inherent advantage of high instantaneous bandwidth regardless of observation time. But the complexity of the hardware is also higher. FH signals have traditionally been considered of lower performance but higher complexity, due to the difficulties to compensate the individual dopplers for the individual range cells in the receiver. One important point is that an FH radar must be clearly distinguished from an agile frequency radar. In the latter, a pulsed signal is transmitted using different frequencies from pulse to pulse. In an FH radar the frequency changes must be during the pulse. In fact, in an LPI FH radar, a CW frequency hopped signal is used. A radar system concept is proposed in which it shows how these problems can be overcome in a tracking application. Also, the signal format is analyzed under the scope of future decade digital interceptors, showing that, in fact, this kind of signal exhibits improvement in some performances and requires a hardware that is only slightly more complex than that needed for CW-LFM systems     

有源对消隐身系统设计研究

针对有源对消隐身要求的系统延时短、反应速度快、信号参数测量和对消波幅相控制精度高的特点,设计了一个基于相控阵技术、数字射频存储器(DRFM)和现场可编程门阵列(FPGA)的有源对消系统。为了解决目标雷达散射截面计算量太大、不能有流水线延迟和难以实现实时计算等问题,采用离线计算的方法,预先建立目标的全向雷达散射截面(RCS)数据库、杂波数据库和噪声数据库,由FPGA根据测得的雷达信号参数在数据库中查找到相应的目标回波数据,实时调整对消波的幅度和相位,使对方的雷达接收机始终处于合成方向图的零点。最后通过仿真计算验证了该设计方案的有效性。     

Principle and Design of a Vernier FM Radar System

This paper describes the principle and the signal design of a proposed new FM radar system. In order to measure the surface characteristics of a small target at a long distance, or to discriminate among multiple targets, very accurate range or Doppler resolutions are necessary [1]. The proposed system satisfies the range resolution requirement by detecting the target with two different resolutions: coarse resolution for measuring range, and fine resolution for measuring the target details. The principal advantage of the system is in the vernier scale for the measurement of a distance. The system is just as easily realizable as conventional FM radar, requires no special filters in the receiver, and represents a saving in the required bandwidth for the same range resolution.