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  • 使用分数阶傅里叶变换的多个分布式宽带线性调频信号的分离和定位
  • 研究超宽带线性调频回波,对于发展研究超宽带雷达系统具有理论的指导意义。
  • X波段宽带线性调频信号的设计与实现介绍了线性调频信号的设计与实现
  • 提出了一种基于扫频激光器的超宽带线性调频(LFM)信号产生和传输的方法。该方法使用扫频激光器产生频率随时间周期性变化的光信号,注入马赫-曾德尔调制器后产生载波抑制双边带光信号,利用嵌有光纤光栅(FBG)的Sagnac环...
  • 雷达方面应用,主要应用于宽带信号补偿,对于数字阵列雷达应用很重要
  • 线性调频信号具有易于产生与处理的优点,在目前的微波光子雷达中得到了广泛应用。采用微波光子混频去斜接接收技术不仅能对超宽带雷达回波进行处理,还可以显著降低雷达接收端的数据处理量,从而提高数据处理的实时性...

    基于微波光子技术的雷达系统具有大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等优势,已成为未来雷达的重要发展方向。线性调频信号具有易于产生与处理的优点,在目前的微波光子雷达中得到了广泛应用。采用微波光子混频去斜接接收技术不仅能对超宽带雷达回波进行处理,还可以显著降低雷达接收端的数据处理量,从而提高数据处理的实时性。目前报道的微波光子雷达分辨率已达1.3cm,实现成像的速率达100帧/秒,有望大幅提升环境感知、农作物评估、减灾防灾、反恐维稳等监管能力,并在国防应用中发挥重要作用。

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    然而,现有微波光子雷达采用单通道去斜接收后仅能得到实信号,由于实信号的频谱是关于零频率对称的,采用单通道去斜接收的微波光子雷达无法区分雷达参考点两侧的目标镜像,从而导致距离向模糊。为解决此问题,南京航空航天大学张方正副教授、潘时龙教授课题组提出一种基于微波光子I/Q去斜接收的宽带线性调频成像雷达。此雷达接收机采用微波光子I/Q混频技术,同时获得宽带雷达回波去斜后的同相分量与正交分量,实现镜频抑制的宽带去斜信号,在实现高分辨成像的同时避免了距离向的模糊。

    该工作已发表于《雷达学报》2019年第2期“微波光子雷达技术”专题“基于微波光子I/Q去斜接收的宽带线性调频雷达成像系统”。论文首先论证了采用I/Q去斜接收的必要性,随后介绍了所提出的微波光子雷达结构与原理,最后开展了目标探测(图1)与逆合成孔径雷达成像的实验研究(图2)。所构建的微波光子雷达工作于K波段,带宽为8 GHz,可实现宽带的I/Q去斜接收。实验结果表明该系统可以有效解决因镜频干扰引起的距离向模糊。

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    图1 目标测距结果

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    图2 雷达成像实验场景与成像结果

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  • 建立了宽带PD雷达信号处理过程的数学模型,提出了高重频宽带线性调频脉冲多卜勒雷达信号的波形设计要求,以及一种单通道低采样率数字IQ处理方法。理论分析与仿真结果表明,该方法相对于传统脉冲多卜勒雷达所采用的高...
  • 本文针对多个宽带相干线性调频线性调频信号的到达方向(DOA)估计问题,提出了一种新的方法。 该新方法基于阵列输出协方差的信号分量分析,而不是先前文献中使用的复杂的时频分析,因此更加紧凑,有效地避免了超过程...
  • 1. 线性调频信号的特点较好的速度分辨力和距离分辨力,脉压后对多普勒频移不敏感,且副瓣较高 ,需进行加窗处理;模糊函数呈斜刀刃型,刀刃的斜率反映调频斜率;时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和...

    1. 线性调频信号的特点

    较好的速度分辨力和距离分辨力,脉压后对多普勒频移不敏感,且副瓣较高 ,需进行加窗处理;模糊函数呈斜刀刃型,刀刃的斜率反映调频斜率;时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和带宽相等;

    2. 盲区

    盲区产生的原因:当单基站雷达发射波形时,接收机关闭。如果回波信号在接收机关闭期间到达,则部分会被漏掉。脉冲的时宽决定了雷达的最小探测距离,即雷达探测盲区。信号占空比越高,回波被遮蔽的越多。PRF越高 ,脉冲重叠越多;

    一个脉冲周期的盲区遮挡点数等于采样频率乘以时宽 (84个点)

    3,pc的系数是怎么生成

    发生信号时域翻转再取共轭

    4.为什么要做脉冲压缩

    脉冲带宽越大,雷达距离分辨力越好,时宽越大,速度分辨力越好。未经调制的脉冲信号满足B*TAU=1,为了解决时宽和带宽的冲突,需采用脉压,在增加脉宽的同时保持足够的距离分辨力

    5.时域脉压和频域脉压分别是怎么做的

    时域:回波信号与脉压系数进行线性卷积,去掉暂态点

    频域:回波信号与脉压系数分别做fft,点乘后再做ifft

    6.pc结束后第三个目标高度为什么不一样,成什么样变化,为什么

    第三个目标是重叠的两个目标,距离相同,速度不同(同一个距离门两个回波信号的叠加)

    高度以雷达发射周期的四倍为周期变化

    7.动目标显示是怎么实现的

    将脉压结果去掉暂态点后,按照脉冲号、距离门号重排为一个数组,将相邻两行做差对消,即可得MTI结果

    x=1:1:SampleNumber;

    y=1:1:PulseNumber-1;

    mesh(x,y,abs(mti)

    8.动目标显示的目的

    滤除静止杂波和静物杂波,使动目标回波通过MTI后的损失尽量小或没有损失

    9.目标的速度怎么实现

    利用多普勒频移 Fd=2v/lamda

    10.mtd实现方法

    将脉压结果重新排列成16列,分别进行fft

    11.怎么从MTD结果图中得到目标的距离速度

    每一个通道对应一个多普勒频率,多普勒频率可以用来测速

    1 ,在MTD结果图中,Y坐标的值数乘单位值就能够得到速度值

    速度值通过多普勒变换,再经过快速傅立叶变换后处理,再次经过傅立叶反变换获得速度值

    2 ,X代表距离:距离等于x*c/Fs/2

    12.频谱泄露产生的原因

    造成频谱泄露的原因在于傅里叶变换的输入信号不能准确的、完整的代表被分析信号,输出产生的一种误差,这种误差可以通过加合适的窗函数或延长时间窗得以改善,当输入信号的不完整性达到一定程度,输出是一种错误的结果。

    13.速度模糊和距离模糊产生的原因

    距离模糊:

    雷达一般是通过计算发射信号与目标回拨之间的时间差(即时延)来测量目标距离的。但如果雷达在接收到第一个脉冲回拨之前发射第二个脉冲,那就会导致无法分辨回波信号对应的原发射脉冲,也就无法估计时延,这时就产生了距离模糊。

    速度模糊:

    与雷达的波长和脉冲重复频率有关,速度模糊是指在脉冲多普勒雷达工作,在中低重复频率时,由于频谱重叠现象引起所测目标速度的混淆,难以分辨目标真实速度的现象。

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  • 1. 线性调频信号的特点较好的速度分辨力和距离分辨力,脉压后对多普勒频移不敏感,且副瓣较高 ,需进行加窗处理;模糊函数呈斜刀刃型,刀刃的斜率反映调频斜率;时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和...

    1. 线性调频信号的特点

    较好的速度分辨力和距离分辨力,脉压后对多普勒频移不敏感,且副瓣较高 ,需进行加窗处理;模糊函数呈斜刀刃型,刀刃的斜率反映调频斜率;时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和带宽相等;

    2. 盲区

    盲区产生的原因:当单基站雷达发射波形时,接收机关闭。如果回波信号在接收机关闭期间到达,则部分会被漏掉。脉冲的时宽决定了雷达的最小探测距离,即雷达探测盲区。信号占空比越高,回波被遮蔽的越多。PRF越高 ,脉冲重叠越多;

    一个脉冲周期的盲区遮挡点数等于采样频率乘以时宽 (84个点)

    3,pc的系数是怎么生成

    发生信号时域翻转再取共轭

    4.为什么要做脉冲压缩

    脉冲带宽越大,雷达距离分辨力越好,时宽越大,速度分辨力越好。未经调制的脉冲信号满足B*TAU=1,为了解决时宽和带宽的冲突,需采用脉压,在增加脉宽的同时保持足够的距离分辨力

    5.时域脉压和频域脉压分别是怎么做的

    时域:回波信号与脉压系数进行线性卷积,去掉暂态点

    频域:回波信号与脉压系数分别做fft,点乘后再做ifft

    6.pc结束后第三个目标高度为什么不一样,成什么样变化,为什么

    第三个目标是重叠的两个目标,距离相同,速度不同(同一个距离门两个回波信号的叠加)

    高度以雷达发射周期的四倍为周期变化

    7.动目标显示是怎么实现的

    将脉压结果去掉暂态点后,按照脉冲号、距离门号重排为一个数组,将相邻两行做差对消,即可得MTI结果

    x=1:1:SampleNumber;

    y=1:1:PulseNumber-1;

    mesh(x,y,abs(mti)

    8.动目标显示的目的

    滤除静止杂波和静物杂波,使动目标回波通过MTI后的损失尽量小或没有损失

    9.目标的速度怎么实现

    利用多普勒频移 Fd=2v/lamda

    10.mtd实现方法

    将脉压结果重新排列成16列,分别进行fft

    11.怎么从MTD结果图中得到目标的距离速度

    每一个通道对应一个多普勒频率,多普勒频率可以用来测速

    1 ,在MTD结果图中,Y坐标的值数乘单位值就能够得到速度值

    速度值通过多普勒变换,再经过快速傅立叶变换后处理,再次经过傅立叶反变换获得速度值

    2 ,X代表距离:距离等于x*c/Fs/2

    12.频谱泄露产生的原因

    造成频谱泄露的原因在于傅里叶变换的输入信号不能准确的、完整的代表被分析信号,输出产生的一种误差,这种误差可以通过加合适的窗函数或延长时间窗得以改善,当输入信号的不完整性达到一定程度,输出是一种错误的结果。

    13.速度模糊和距离模糊产生的原因

    距离模糊:

    雷达一般是通过计算发射信号与目标回拨之间的时间差(即时延)来测量目标距离的。但如果雷达在接收到第一个脉冲回拨之前发射第二个脉冲,那就会导致无法分辨回波信号对应的原发射脉冲,也就无法估计时延,这时就产生了距离模糊。

    速度模糊:

    与雷达的波长和脉冲重复频率有关,速度模糊是指在脉冲多普勒雷达工作,在中低重复频率时,由于频谱重叠现象引起所测目标速度的混淆,难以分辨目标真实速度的现象。

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  • 线性调频 (LFM) 信号是应用最广泛的脉冲压缩波形。为了提高雷达的距离分辨率,需要发射更大带宽的LFM信号,但同时这也要求微波电子器件,包括模数转换器 (ADC),射频混频器(RF mixer)和信号处理器(DSP)等,具有对大...

    线性调频 (LFM) 信号是应用最广泛的脉冲压缩波形。为了提高雷达的距离分辨率,需要发射更大带宽的LFM信号,但同时这也要求微波电子器件,包括模数转换器 (ADC),射频混频器(RF mixer)和信号处理器(DSP)等,具有对大带宽信号的处理能力。去调频技术(deramp or stretch)通过让雷达时域回波与参考信号(延时的发射信号)相乘,将回波信号转换为与目标距离成正比例的中频信号,缓解了受到器件限制的处理带宽,同时保留了宽带发射信号对应的高(距离向)分辨率。

    对于去调频处理,可以观测的目标延时范围(或目标距离窗口)是由处理带宽限制的,而处理带宽依旧受限于可以获得的ADC的采样率,这限制了基于去调频处理的高分辨率成像的测绘带宽,也使得去调频处理通常被用于对已经知道位置信息的目标(已被跟踪的目标)进行高分辨率成像。因此,可以设计双波段高分辨成像雷达系统,其中一个波段用于提供目标的位置信息,另外一个波段用于高分辨率成像。这样的雷达将可能为太空碎片的探测提供新的工具。

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    对于传统的接收机系统,接收双带信号需要两套独立的接收系统,每套系统针对一个波段,限制了系统的体积,重量和功耗。

    针对该问题,中国科学院电子学研究所李王哲研究员等提出了一种光子辅助双波段连续波雷达去调频接收方案,该双波段雷达接收机基于光子频率下变频器(如图1)在发射机端,利用光子倍频技术产生宽带雷达发射信号,通过光延迟线将一个波段的发射LFM信号引入适当的时延;在接收端,利用光子辅助去调频技术同时接收双波段雷达的回波信号。

    为了验证所提出的光子辅助双波段雷达系统,采用一对边长为15 cm的三面角反射器作为目标,对系统进行了一系列的转台成像实验,实验结果如图2,图3所示。

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    图1  基于光子辅助去调频结构的双波段连续波雷达原理图

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    图2 相干接收机输出信号频谱

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    图3 双角反转台成像结果

    该工作已经发表在《雷达学报》2019年第2期“微波光子雷达专刊”专题“基于去调频接收技术的微波光子双波段线性调频连续波雷达”(曹继明,李若明,杨继尧,孙强,李王哲)。

    该文提出和验证了一种基于光子技术的连续波去调频双带雷达系统,提出的系统工作在两个波段共享一套硬件,有效的减小了体积,重量和功耗。该文提出的光子双带雷达接收系统显示了光子技术对基于去调频接收的成像雷达系统的潜力。

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    千次阅读 2020-05-17 17:45:08
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空空如也

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宽带线性调频