多调频广播外辐射源雷达目标探测实验研究

该文针对单调频广播外辐射源雷达面临的带宽时变及RCS闪烁等问题,研究了多调频信号联合探测的实验方案,并利用武汉大学研制的多调频外辐射源雷达系统开展了外场实验验证。首先,阐述了多调频广播外辐射源雷达的工作原理。然后,分析了多调频广播信号特性,论证了利用多调频信号联合探测的必要性和优越性。最后,重点展示了实测数据的处理结果。研究表明：多调频探测方案能大幅提高目标检测概率,提升调频外辐射源雷达探测稳健性,外场实验验证了该方案的可行性。     

基于总体最小二乘的外辐射源雷达相消算法

提出一种基于总体最小二乘(TLS)的外辐射源雷达直达波相消算法,该算法首先利用TLS获取直达波的数目和时延,再基于既得的直达波信息构建直达波子空间,最后将回波向该空间投影实现直达波相消。与传统扩展相消算法相比,该算法所构建的直达波子空间阶数低,精确度高,在相关处理时间较短或直达波幅度时变的情况下,仍具有良好的直达波抑制性能。仿真结果证实了算法的有效性。     

TNR型调频广播外辐射源雷达探测实验

针对信号带宽时变、目标RCS闪烁造成单调频广播外辐射源雷达探测性能下降的问题,研究了一种TNR型外辐射源雷达的试验方案,并开展了外场试验验证。首先,阐述了TNR型外辐射源雷达的定位原理。然后,基于外辐射源雷达探测原理和广播信号的特性,提出了TNR调频广播外辐射源雷达探测系统中多个辐射源的筛选原则。最后,构建试验系统并给出探测试验结果。结果表明,TNR型系统方案可以大幅度提高调频广播外辐射源雷达的发现概率和定位精度等性能。     

OFDM外辐射源雷达线性调频干扰抑制

随着外辐射源雷达技术的快速发展和逐步应用,干扰问题日渐受到关注。本文以对OFDM外辐射源雷达工作性能带来极大影响的线性调频（Linear Frequency Modulation, LFM）干扰为研究对象,根据线性调频干扰信号模型,从理论上分析了多周期线性调频干扰对OFDM外辐射源雷达的干扰形态和特性,并推导了干扰带宽与相关时延宽度的关系,进而提出了一种自适应多周期线性调频干扰抑制方法。所提干扰抑制方法首先在频域进行干扰检测并估计线性调频干扰带宽,然后根据干扰带宽在距离多普勒谱上选取慢时间维序列构造干扰子空间,最后通过干扰子空间正交投影实现对多周期线性调频干扰的抑制。在不同干扰强度、干扰带宽以及线性调频周期条件下,以基底改善因子作为评估指标,仿真验证了所提方法的有效性和鲁棒性。     

基于压缩感知的外辐射源雷达分数阶杂波估计

参考信号信杂比(SCR)是评估外辐射源雷达积累增益损失的重要参数。利用数字电视地面广播(DTTB)辐射源中的PN序列进行信杂比估计时,将出现接收信号相对于本地帧头的分数阶时延问题,导致信杂比估计出现严重偏差。针对该问题,该文利用信号在时延维的稀疏性,提出基于压缩感知的信杂比估计算法。仿真结果表明,该算法对不同强弱的信号都能得到精确的时延和强度估计,从而保证了信杂比估计的准确性。实测数据处理结果表明,实测数据的参考信号信杂比较高,积累损失较小,约为0.5 dB;信杂比与基线距离有关,基线越长信杂比越低,积累损失越大。     

基于GPS的外辐射源雷达研究

基于GPS的外辐射源雷达具有覆盖面积广、全天候、抗隐身和抗摧毁等优点，日益受到人们的关注。分析了利用GPS卫星作为外辐射源雷达探测的照射源的可行性，并提出了该外辐射源雷达系统的研究重点。     

外辐射源机载预警雷达系统的信杂比

提出了利用地面非合作辐射源如FM广播的外辐射源机载预警雷达系统的概念。为了分析影响其性能的关键因素——信杂比的变化范围和状况,分析、仿真了典型FM广播电台的辐射方向图尤其是垂直方向图,结合FM台站、AEW接收系统和目标的空间位置关系,利用双基地雷达的信号模型,得到了信杂比-60～-110dB的分布范围及其类似于信噪比变化的卡西尼卵形线的变化规律。     

外辐射源雷达多径杂波抑制的快速横向滤波算法

外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,传统的递归最小二乘(Recursive LeastSquare,RLS)算法能有效地抑制多径杂波,相对最小均方(Least Mean Square,LMS)算法而言,该算法收敛速率快,且不随输入相关矩阵特征值的扩散而改变,能获得更好的杂波抑制效果,但该算法复杂度高,不利于实时处理.针对此问题,提出了一种外辐射源雷达多径杂波抑制的快速横向滤波算法,该算法的计算量与LMS相当,同时具有RLS的优越性,对多径杂波抑制的实时处理更具有吸引力.仿真和实测数据处理结果验证了该算法的有效性.     

多调频广播外辐射源雷达波形综合的相位补偿方法

利用多电台信号提高探测性能是外辐射源雷达的一个重要发展趋势,该文研究了多调频广播(FM)外辐射源雷达高距离分辨率信号综合的相位补偿方法。首先介绍多调频广播信号接收模型,并分析单个FM广播接收信号的相位对高距离分辨率信号综合的影响,然后提出两种相位补偿方法用以自适应调整接收信号相位,从而达到最佳的信号综合效果。该文不仅理论阐述了方法的内在机理,而且仿真验证了在所述相位补偿方法的基础上通过多FM广播信号综合能够成功分辨距离紧邻的目标。     

基于外辐射源的无源雷达技术

介绍了基于外辐射源的无源雷达的特性和研究实例，分析了目前研究的几种无源雷达的定位和跟踪方法，并对其关键技术进行了讨论。     

DRM广播外辐射源雷达模拟信号源设计

DRM数字调幅广播在全球获得蓬勃发展,但目前可收听时段较为有限.为开展DRM新体制外辐射源雷达预研的需要,给出了一种DRM外辐射源雷达模拟信号源的软硬件实现方法.基于DRM信号结构分析了基带信号的产生和接收信号的数学模型;介绍了硬件平台结构、实现方法和工作流程,并通过双通道合成输出,成功模拟了直达波与目标回波信号;通过后续信号处理准确地提取了目标信号的时延多普勒信息.试验结果表明,模拟信号源能够满足外辐射源雷达的预研需求,为基于实测数据的目标提取等算法奠定了基础.     

基于电视信号的外辐射源雷达时延参数测量

外辐射源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强、系统简单可靠等优点,近年来受到各国的重视,得到了较快的发展.该文从分析电视信号模糊函数入手,利用实测数据分析了基于电视信号的外辐射雷达测量直达波与目标回波之间时延的可行性.通过仿真分析得出电视信号不是一种理想的雷达信号,且测量目标回波与直达波之间的时延存在较大困难.最后,文中建议采用英国UCL大学Howland P E等且提出的方案.     

外辐射源雷达关键技术研究

外辐射源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强、系统简单可靠等优点,近年来受到各国的重视,得到了较快的发展。影响外辐射源雷达性能的主要因素有直达波信号对消、多径信号对消、同频干扰的消除等,在系统设计中应进行针对性设计。文中以基于调频广播信号的外辐射源雷达系统为例,介绍了外辐射源雷达系统的原理、组成及性能,重点分析和研究了外辐射源雷达的关键技术。     

移动平台外辐射源雷达实验研究

利用新近研制的超高频频段多通道外辐射源雷达系统,在国内率先开展基于数字电视信号的移动平台外辐射源雷达实验研究.首先建立了单频网结构下移动平台接收信号模型.接着详细论述了利用扩展相消批处理算法与空时自适应处理联合抑制直达波和地杂波的方法.最后重点介绍了实验开展情况,包括系统配置、典型结果与分析.仿真和实测数据的处理结果证明了模型的正确性和所用方法抑制杂波的优越性,为该探测技术的发展提供了理论和实验基础.     

单频网分布式外辐射源雷达技术

外辐射源雷达的研究和应用正朝着由单收发对向多收发对体制发展。作为该型雷达的一种重要机会照射源,新一代数字广播电视广泛采用单频(或同频)网覆盖方式,其内在决定了基于此的外辐射源雷达是分布式和网络化的。鉴于照射源单频网配置下外辐射源雷达不同寻常的工作和处理方式,该文归纳提出了单频网分布式外辐射源雷达的概念,阐述了该型雷达的主要特性以及所面临的核心问题,并就部分关键技术讨论了若干可供尝试的解决方案,结合原理实验结果展示了该型雷达的可行性,最后提出了集外辐射源雷达探测网的四网融合的概念并展望了其应用前景。      

数字调幅广播外辐射源雷达信号性能研究

DRM数字调幅广播作为取代传统中短波模拟调幅广播的新标准在全球获得迅猛发展,针对DRM广播新体制高频外辐射源雷达,首先参照DRM信号结构从理论上仿真研究了DRM信号的模糊函数特性,重点分析了模糊函数中副峰产生的机理并提出了副峰抑制的方法;然后结合我国首次获得的DRM外辐射源雷达实测数据处理对理论分析结果和副峰抑制方法进行了验证。结果表明:经过副峰处理后的DRM信号具有良好的图钉状模糊函数,是一种理想的高频外辐射探测机会照射源,为后续目标探测研究奠定了基础。     

数字电视广播外辐射源雷达子带处理方法研究

数字电视广播外辐射源雷达的信号带宽大、基带采样率高,使得该体制雷达面临数据实时传输和处理的困难。针对基于中国移动多媒体广播(CMMB)信号的外辐射源雷达,利用CMMB信号的部分带宽来降低基带采样率,提出一种子带处理方法。其中,重点研究了重采样率设置、参考信号子带提纯和子带匹配问题,并结合多径杂波抑制和匹配滤波处理分析子带宽度和纯度对目标探测性能的影响。仿真和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性,为该体制雷达的实时化奠定了基础。     

数字地面多媒体广播外辐射源雷达目标探测实验研究

数字地面多媒体广播(DTMB)是我国具有自主知识产权的数字地面电视广播标准,该文介绍了利用武汉大学研制的多通道外辐射源雷达实验平台开展DTMB外辐射源雷达研究的情况。论述了该体制雷达的工作原理、关键技术、探测设备和外场实验,给出了目标探测初步实验结果,从实验上证实了利用DTMB信号实现目标探测的技术可行性。     

基于压缩感知的外辐射源雷达目标检测

外辐射源雷达是利用电视、广播等非合作照射源对运动目标进行探测、定位和跟踪的雷达系统。由于目标回波信号功率微弱,淹没在直达波、多径杂波以及接收机热噪声中,一般需要通过杂波对消和相干积累来检测目标。考虑到回波信号互模糊函数在距离-多普勒域的稀疏性,建立了基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的外辐射源雷达目标检测模型。该模型对辐射源信号形式没有要求,不需要杂波对消,并且在强目标存在的情况下不影响对弱目标的检测。仿真结果表明:基于该模型的方法在性能上与常规方法相当,并且在强目标存在时也能有效检测到弱目标。     

传感器位置误差下外辐射源雷达三维定位代数解算法

机载外辐射源雷达系统中,部署在飞机上的观测站传感器位置无法精确获知,观测站位置误差将严重影响目标定位精度。对此,该文提出一种观测站位置误差下多基外辐射源雷达3维定位代数解算法。该算法首先利用辅助变量将非线性双基距离和差(BRD)观测方程进行线性化,构造伪线性目标估计模型。然后将观测站位置量测噪声的统计特性融入定位算法,提出一种改进两步加权最小二乘(TS-WLS)算法实现观测站位置误差下外辐射源雷达目标定位。最后推导了克拉美罗下界(CRLB)和算法的理论误差。仿真结果显示,在适中的BRD量测误差和观测站位置误差下,所提算法的目标定位性能能够达到CRLB。