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。      

机载外辐射源雷达杂波模型及特性分析

直达波和地(海)杂波是机载外辐射雷达面临的重要问题,针对基于单频网数字广播电视信号的机载外辐射源雷达杂波进行了研究．建立杂波模型,然后重点分析了杂波的空时特性和杂波多普勒距离依赖性．基于中国移动多媒体广播信号生成杂波数据,仿真实验验证了杂波模型的正确性,并根据结果提出了针对杂波特性的杂波抑制方案,为机载外辐射源雷达杂波抑制和目标检测奠定了基础．     

单频网外辐射源雷达定位算法分析

单频网外辐射源雷达存在测量-发射站关联模糊的问题,在进行目标定位时必须考虑测量-发射站关联解模糊问题。基于此,建立了单频网外辐射源雷达系统测量-发射站关联模型,推导了三维TOA定位方法以及估计目标高度的二维TOA定位方法原理,给出了相应算法的GDOP定位精度分析,并通过一个三发单收的外辐射源定位模型仿真验证,分析了不同算法对定位精度以及对测量-发射站关联的影响。结果表明,采用估计目标高度的二维TOA定位方法能够提高单频网外辐射源雷达测量-发射站关联概率。     

基于最优杂波抑制的外辐射源雷达参考信号可信重构

参考信号重构是数字电视外辐射源雷达信号处理的关键技术之一,重构信号质量直接影响监测信号中时域杂波抑制效果.针对工程应用中重构的参考信号与实际发射信号失配的问题,该文以监测信号时域杂波抑制效果最优为指标,提出一种基于"解调-重调制"的参考信号可信重构方法.首先介绍参考信号重调制方法并建立基于非理想发射信号的信号模型;然后推导了重调制参考信号与监测信号时域杂波抑制效果间的理论关系,基于杂波抑制效果最优的准则,得到可信重构参考信号;最后仿真和实测数据验证了该参考信号可信重构方法的有效性.     

一种单频网模式下无源雷达时域杂波对消算法

杂波对消是外辐射源雷达研究中的重点,信号的去相关效应对杂波对消有很严重的影响。在单频网（SFN）模式下,由于来自不同辐射源的信号存在去相关,现有的杂波对消算法难以有效对消回波信号中的杂波,导致对消性能下降严重。通过分析,提出了一种单频网模式下基于NLMS的无源雷达杂波对消算法,在理论分析和实例仿真的基础上验证了改进算法的有效性,为单频网信号去相关这一问题提供一种解决方案,也为基于单频网的外辐射源雷达提供一定的理论指导。     

基于最优杂波抑制的外辐射源雷达参考信号可信重构

参考信号重构是数字电视外辐射源雷达信号处理的关键技术之一,重构信号质量直接影响监测信号中时域杂波抑制效果。针对工程应用中重构的参考信号与实际发射信号失配的问题,该文以监测信号时域杂波抑制效果最优为指标,提出一种基于“解调-重调制”的参考信号可信重构方法。首先介绍参考信号重调制方法并建立基于非理想发射信号的信号模型;然后推导了重调制参考信号与监测信号时域杂波抑制效果间的理论关系,基于杂波抑制效果最优的准则,得到可信重构参考信号;最后仿真和实测数据验证了该参考信号可信重构方法的有效性。     

外辐射源雷达扩展相消批处理杂波抑制算法的调制补偿

外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,扩展相消批处理算法(ECA-B)是一种有效的杂波抑制算法,但该算法的分块批处理使得相消距离元内的杂波和目标回波受到调制,导致杂波不能被完全相消而且会产生附加的模糊目标。该文分析了ECA-B算法的调制机理并提出了相应的补偿方法,该方法首先通过载波频偏精估计来补偿杂波调制,然后通过合理选择分块数以避免目标调制或通过估计调制距离元处每块信号的零频分量来补偿目标调制。仿真和实测数据处理结果验证了文中调制机理分析的正确性和所提方法的有效性,完善了该算法的性能。     

载波频偏对正交频分复用波形外辐射源雷达性能影响的研究

利用正交频分复用(OFDM)波形外辐射源雷达进行目标跟踪和定位是国内外研究的热点之一。该文首先介绍了OFDM波形外辐射源雷达信号模型及其信号处理的关键技术。在此基础上重点从不同角度仿真研究了载波频偏估计误差对OFDM波形外辐射源雷达探测性能的影响,包括其对匹配滤波后目标参数估计精度的影响,对时域杂波抑制性能影响的定量分析,以及对参考信号重构误码率等方面的影响。仿真结果表明,不同时域杂波抑制算法对载波频偏估计误差要求不同;参考信号重构误码率对时域杂波抑制性能影响较大,对匹配滤波的影响较小。最后基于实测数据验证了分析结果的正确性。     

基于信道分段平滑的外辐射源雷达非平稳杂波抑制方法

复杂电磁环境下,外辐射源雷达中多径杂波可能具备非平稳的跳变特性。该文针对这种跳变型非平稳杂波,结合辐射源信号的正交频分复用(OFDM)调制特性,提出一种基于信道分段平滑的杂波抑制方法。首先建立了跳变杂波的时域信号模型,然后结合OFDM信号结构将其变换到子载波域,接着在子载波域对各OFDM符号进行信道估计与分段平滑,最后利用该信道平滑值和对应段的参考信号抑制非平稳杂波。仿真和实测数据表明,该文方法能够有效抑制跳变型的非平稳杂波。

     

基于小波域KL变换外辐射源雷达杂波抑制算法

基于小波域KL变换,对外辐射源雷达杂波抑制算法进行了研究.针对雷达记录中,传统KL变换滤波在整个时间轴上不相关,对某时间段部分细节缺乏分析.在记录雷达数据时,以KL变换为基础改善的算法——wavelet域名"KL转换方法"将被提案,改进后的算法完全可以过滤随机噪音和水平波,突出了有效波.通过理论数据及实测数据处理,发现...     

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。     

DRM外辐射源雷达多普勒扩展杂波抑制算法研究

数字调幅广播(DRM)外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,其中不仅包含静止地面散射物引起的无多普勒频移多径杂波,还有经运动海面等散射引起的具有多普勒频移扩展的多径杂波。扩展相消杂波抑制类(ECA)算法常被用于无源雷达杂波抑制,但均仅针对无多普勒频移的多径杂波。文中建立了考虑多普勒频移扩展杂波的该无源雷达信号模型,结合信号波形特点提出了载波域ECA算法(ECA-C)的扩展算法,深入分析了扩展ECA-C算法的多径杂波抑制机理。该方法通过对各载波信号组成进行分析,构造相应的杂波子空间,利用子空间正交投影可同时对静止的和具有多普勒频移的多径杂波进行抑制,提高了系统的杂波抑制能力,进而改善了弱目标检测能力。理论分析和实测数据处理结果表明了该算法的优越性。     

基于LTE信号的外辐射源雷达副峰特性及抑制方法研究

针对基于LTE信号的外辐射源雷达,首先根据LTE信号结构分析了其模糊函数的特性,解释了不同类型副峰的产生机理。然后,针对对探测性能有影响的两类副峰,提出相应的抑制算法：对于循环前缀副峰,提出数据非连续分块的快速互模糊算法;对于频谱不连续产生的副峰,提出频带合成和频域加窗的抑制算法。最终通过两种抑制算法的综合处理,得到LTE信号图钉状的模糊函数。该文工作为基于LTE信号的外辐射源雷达副峰抑制提供了新的方法。     

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.     

基于RDNLMS的机载外辐射源雷达杂波对消

该文利用RDNLMS算法对消机载外辐射源雷达多普勒展宽的直达波、强杂波,推导了RDNLMS滤波器的传递函数,在此基础上提出一种非均匀多普勒频率抽取方法,在降低计算量的同时尽可能减小了因抽取带来的性能损失。该方法既能确保强杂波落在所抽取的多普勒频率上从而被有效对消,又能保证抽取间隔不致过大进而使较弱的杂波也得到适当的抑制。仿真实验表明：当对消阶数相同时,非均匀多普勒频率抽取方法比均匀抽取对消性能提高2.4 dB。     

基于深度神经网络的正交频分复用波形外辐射源雷达参考信号重构

针对正交频分复用(OFDM)波形外辐射源雷达的参考信号获取问题,基于"解调-再调制"的重构方法结合了波形优势,能获得更为纯净的参考信号.该文在此基础上提出一种联合OFDM解调、信道估计、信道均衡和星座点逆映射的深度神经网络(DNN)重构方法,建立了基于DNN的参考信号重构方案,通过网络学习自适应深度挖掘从时域接收符号到传输码元之间的映射关系、隐式地估计信道响应,从而提高解调精度和重构性能.该文首先研究了仿真数据集的获取问题、DNN的搭建和训练问题,接着对基于DNN方法在导频数目减少、循环前缀的移除、存在符号定时偏差、存在载波频偏、对高峰值平均功率比信号进行时域加窗滤波等情况下的参考信号重构性能进行了仿真分析,仿真结果表明该方法对参考信号重构的有效性.     

基于深度神经网络的正交频分复用波形外辐射源雷达参考信号重构

针对正交频分复用(OFDM)波形外辐射源雷达的参考信号获取问题,基于解调-再调制的重构方法结合了波形优势,能获得更为纯净的参考信号.该文在此基础上提出一种联合OFDM解调、信道估计、信道均衡和星座点逆映射的深度神经网络(DNN)重构方法,建立了基于DNN的参考信号重构方案,通过网络学习自适应深度挖掘从时域接收符号到...     

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。     

基于LTE信号的外辐射源雷达同频基站干扰抑制方法研究

针对基于LTE信号的外辐射源雷达接收信号包含多个同频发射基站的直达波和多径杂波干扰的问题,该文对传统的外辐射源雷达信号处理流程进行了改进,增加了对同频基站干扰的处理步骤,提出了一种基于卷积混合模型的盲源分离算法来抑制同频基站的杂波干扰。假设混合矩阵是一个矢量线性时不变滤波器矩阵,以互信息为代价函数,通过求取互信息的梯度,用最速下降法进行迭代,分离准则是使分离后的信号之间互信息最小化。仿真表明,该文算法能够有效地抑制LTE信号同频发射基站的杂波干扰,为后续的主基站杂波对消处理提供了基础。     

WiFi信号外辐射源雷达双目标检测的研究

随着WiFi、WiMax信号的广泛覆盖,基于正交频分复用(OFDM)信号的外辐射源雷达技术应用得以广泛发展.通过论述OFDM技术的特点以及两大标准802.11和802.16,论证了WiFi雷达技术的可行性,并进一步将信号识别技术运用到外辐射源雷达目标检测中.同时研究了不同情形下的模糊函数效果,经过对比,最终选取直达波与混合波的模糊函数构建双目标定位模型进行仿真,成功得到了目标所在位置,证实了WiFi信号作为雷达辐射源进行多目标定位的理论可行性.