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基于随机解调器的宽带雷达信号探测

仪器仪表学报 2014年第3期35卷 709-713页

作者：江建军黄云雪孙彪李雷华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 天津大学电气与自动化工程学院天津300072

压缩感知理论是一种新型的稀疏信号理论,其以远低于奈奎斯特速率的采样率对稀疏信号进行采样,并能完全重构原始信号为主要特征。在智能吸波系统中,准确并迅速地获得雷达信号是能够成功实现隐身的关键。基于压缩感知理论与随机解调器,设... 详细信息

压缩感知理论是一种新型的稀疏信号理论,其以远低于奈奎斯特速率的采样率对稀疏信号进行采样,并能完全重构原始信号为主要特征。在智能吸波系统中,准确并迅速地获得雷达信号是能够成功实现隐身的关键。基于压缩感知理论与随机解调器,设计了雷达信号频谱检测系统的硬件电路。实验结果表明,该系统可以以远低于奈奎斯特速率的采样速率准确获取原始信号的频谱信息。该方法解决了宽带雷达信号处理中数据量大、实时性差等问题,在雷达系统中具有广阔的发展前景及应用价值。

关键词：随机解调器宽带雷达信号压缩感知智能吸波系统

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利用窄带接收机实现对宽带雷达信号测向

系统工程与电子技术 2006年第12期28卷 1808-1811页

作者：李绍滨林磊范陆海哈尔滨工业大学电子与信息技术学院黑龙江哈尔滨150001

窄带电子侦察接收机具有能够稀释信号和便于实现数字处理等优点,通过对宽带信号在窄带接收机中的过渡过程的分析,证明了宽带信号经过窄带系统后,其方位信息得到了保存,并且测向算法的设计与通频带带宽及阵元相对位置等系统指标有关。结... 详细信息

窄带电子侦察接收机具有能够稀释信号和便于实现数字处理等优点,通过对宽带信号在窄带接收机中的过渡过程的分析,证明了宽带信号经过窄带系统后,其方位信息得到了保存,并且测向算法的设计与通频带带宽及阵元相对位置等系统指标有关。结合MUSIC算法完成了方位信息的提取并进行了计算机仿真实验,证明了结论的正确性。

关键词：宽带雷达信号电子侦察测向 MUSIC算法

宽带雷达信号接收系统单脉冲单通道跟踪接收机技术研究

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宽带雷达信号接收系统单脉冲单通道跟踪接收机技术研究

作者：王小妹西安电子科技大学

学位级别：硕士

本课题来源于某雷达信号处理系统跟踪分系统跟踪接收子系统研究项目。论文首先论述了跟踪接收机的作用、分类以及多种信号形式和体制下跟踪接收机的基本原理、主要技术指标，详述了单脉冲跟踪接收机的基本原理、实现单通道变换的技术... 详细信息

本课题来源于某雷达信号处理系统跟踪分系统跟踪接收子系统研究项目。论文首先论述了跟踪接收机的作用、分类以及多种信号形式和体制下跟踪接收机的基本原理、主要技术指标，详述了单脉冲跟踪接收机的基本原理、实现单通道变换的技术途径，以及接收机提取角误差信息的解调方法，并将现有的几种常用的跟踪接收机进行分析和比较，从而引出本课题设计的必要性。论文根据宽带雷达信号跟踪分系统总体要求和接收信号的特点，给出单脉冲单通道跟踪接收机的主要技术指标，设备组成和原理框图，论述了系统工作原理，提出系统要解决的关键技术：宽带信道信噪比的最佳化设计、信号大动态接收和自动增益控制设计、宽带雷达信号及其它形式信号的跟踪角误差信号检测设计;并详细阐明了关键技术的解决途径和实施方案。论文以工程实际需求为主线，经过对跟踪接收系统各项性能的分析，给出了宽带雷达信号接收系统单脉冲单通道跟踪接收机的设备实施方案。分别从构成系统的微波放大与合成单元，下变频单元，中频接收单元、信号处理与监控单元对系统实施方案进行了详细的描述，并给出了系统主要性能指标的设计结果。作为与工程结合紧密的研究项目，文中还给出研制的跟踪接收机设备联试前测试方法和实测数据结果，以及设备在天线试验场进行系统联试、跟星、出所测试等的设备工作情况，进一步验证了研究的成果。

关键词：宽带雷达信号单脉冲单通道自跟踪接收机信噪比自动增益控制角误差信号检测

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宽带雷达信号采集与处理技术研究

宽带雷达信号采集与处理技术研究

作者：高飞国防科学技术大学

学位级别：硕士

宽带雷达信号采集与处理技术是宽带成像雷达和电子侦察领域内重要研究方向,针对某预研装备需求,本文基于已有硬件平台,开发设计了高速信号采集模块,实现了宽带信号采样并对采样结果进行了分析;开发设计了实时信号处理模块,实现了高速大... 详细信息

宽带雷达信号采集与处理技术是宽带成像雷达和电子侦察领域内重要研究方向,针对某预研装备需求,本文基于已有硬件平台,开发设计了高速信号采集模块,实现了宽带信号采样并对采样结果进行了分析;开发设计了实时信号处理模块,实现了高速大容量数据缓存与传输等功能。论文的研究内容和成果如下:1)分析总结了国内外宽带雷达信号采集与处理研究现状,提出满足项目需求的技术方案,对宽带雷达信号采集与处理相关理论、技术进行分析,最后结合任务需求提出了一种采集与处理系统总体方案。该系统主要由高速数据采集模块和实时信号处理模块组成,模块间通过SRIO新型高速总线进行互连。2)针对高速信号采集任务需求,开发设计了高速信号采集模块。在介绍已有高速采集模块硬件电路的基础上,配置了模块工作电源、时钟。通过分析EV10AQ190A在不同工作模式下采样数据输出顺序,利用FPGA内部高级逻辑资源ISERDES1和IODELAY1,结合区域时钟资源,对高速源同步采样信号进行串并转换逻辑设计,实现了输出输出数据顺序的调整。最后在单通道工作模式下,测试了采样信号经过1:4串并转换和数据顺序调整后的输出结果,开展了高速采样模块性能分析。3)针对实时处理任务需求,开发设计了实时信号处理模块。在介绍实时信号处理模块硬件电路基础上。通过开发多输出时钟管理芯片AD9516-3和单片机CY7C68053,完成了模块所需时钟的输出;通过配置数控开关电源UCD9244+UCD7242,实现了DSP内核电压的实时调节,降低了DSP功耗;分析并实现了双DSP BOOT过程。设计实现了FPGA与DDR3 SDRAM之间的高速大容量数据缓存。基于高速串行总线SRIO,设计实现了模块内部芯片间的通信和模块板卡之间的互连和扩展,为在宽带雷达信号采集与处理硬件平台上实现具体的信号采样和处理任务奠定了基础。

关键词：宽带雷达信号高速采集串并转换信号处理 DDR3 SRIO

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宽带雷达信号的生成方法研究

宽带雷达信号的生成方法研究

作者：崔文玲燕山大学

学位级别：硕士

在雷达技术领域,各种体制雷达的研制越来越离不开实验室内半实物仿真技术的支持。在实验室环境下雷达信号模拟器能够利用仿真技术,通过建立雷达信号模型灵活地产生雷达目标回波信号、雷达干扰信号和雷达环境信号,满足雷达系统设计、开... 详细信息

在雷达技术领域,各种体制雷达的研制越来越离不开实验室内半实物仿真技术的支持。在实验室环境下雷达信号模拟器能够利用仿真技术,通过建立雷达信号模型灵活地产生雷达目标回波信号、雷达干扰信号和雷达环境信号,满足雷达系统设计、开发和测试的需要。对于半实物的仿真系统而言,需要对宽带雷达信号进行实时重构,本文对宽带雷达信号的实验室重构方法进行了深入的研究。雷达信号通常属于随机信号,其频率域统计特性比较容易得到,因此本文采用工程上易于实现的重构算法:根据功率谱特征求得其幅度谱,相位随机化后得到矢量频谱,再傅立叶反变换得到有限长时域序列,通过时域随机化处理得到无限长序列,然后进行内插扩展、数字正交调制实现上变频过程,通过D/A和低通滤波生成目标信号。对于宽带雷达信号而言,该算法的重构精度和实时性都要求的比较严格。本文针对影响信号重构精度和实时性的重点部分:时域随机化处理和内插扩展过程,分别进行了详细的分析。考虑到时域随机化处理中所选窗函数的不同频谱特性,提出了加汉宁窗并进行幅值修正的方法来完成有限长序列的无限扩展。同时由于多项式插值滤波器具有实时计算量小的优点,而多级结构又可以大大降低滤波器的设计要求和系统运算量,提出了一种将多相滤波器和拉格朗日插值滤波器相组合的多级实现结构来完成基带信号的采样率转换,并针对多相内插滤波器和多项式插值滤波器在实际设计中的不同缺点,分别进行了一定的改进。最后,本文给出了基于DSP和FPGA的宽带信号数字正交调制方法,将运算量很大的内插及低通滤波部分用FPGA器件来实现,并讨论了用硬件电路实现的数字内插滤波器内部结构。

关键词：宽带雷达信号时域随机化数字上变频多相滤波内插滤波器数字正交调制

基于ADF4360-7的宽带雷达信号源设计

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现代雷达 2006年第8期28卷 39-42页

作者：沈伟文必洋马志刚王才军严卫东武汉大学电子信息学院湖北武汉430079

通过分析数字直接合成技术(DDS)和锁相环技术(PLL)的各自性能特点,介绍了一种采用DDS输出的低频段线性调频信号作为PLL激励源的方案来产生高频段线性调频信号,并指出了设计中需要注意的事项。在该系统中采用AD I公司新推出的芯片ADF436... 详细信息

通过分析数字直接合成技术(DDS)和锁相环技术(PLL)的各自性能特点,介绍了一种采用DDS输出的低频段线性调频信号作为PLL激励源的方案来产生高频段线性调频信号,并指出了设计中需要注意的事项。在该系统中采用AD I公司新推出的芯片ADF4360-7芯片设计锁相环路,ADF4360系列芯片内部集成了VCO,这是ADF4360的一大新的特点。通过该系统实现的宽带雷达信号作为UHF雷达的信号源,其输出频率范围为590.769 MHz^609.231 MHz。

关键词：宽带雷达信号 ADF4360—7芯片锁相环直接频率合成

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基于多路并行DDS的宽带雷达信号产生技术

现代雷达 2017年第7期39卷 70-74页

作者：梁军徐巍舒汀唐斌上海交通大学上海市智能探测与识别重点实验室上海200240

为了方便宽带雷达信号产生,同时避免因采用传统倍频方法引起的幅相失真,文中提出了一种基于多路并行直接数字频率合成(DDS)的宽带信号产生技术。该技术基于现场可编程门阵列设计一种多路并行DDS结构,通过数字中频直接产生的方式生成多... 详细信息

为了方便宽带雷达信号产生,同时避免因采用传统倍频方法引起的幅相失真,文中提出了一种基于多路并行直接数字频率合成(DDS)的宽带信号产生技术。该技术基于现场可编程门阵列设计一种多路并行DDS结构,通过数字中频直接产生的方式生成多路可变相差的线性调频信号;同时,设计相位补偿算法对各路信号进行相位补偿;最后,经高速数模转换器采样将多路信号合成为一路宽带可调波形输出。仿真和实验结果表明:该方法能输出高中频和大瞬时带宽信号;同时,还具有结构简单、频率分辨率高和频率转换速度快等优点。

关键词：宽带雷达信号直接数字频率合成并行处理相位补偿

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全数字宽带雷达信号产生技术研究

全数字宽带雷达信号产生技术研究

作者：薛备国防科学技术大学

学位级别：硕士

现代高科技战争对雷达信号产生器提出了越来越高的要求,要求它具有宽频带、高稳定、快速跳变和输出任意波形的能力。本文结合宽带雷达信号产生理论,对增大雷达信号带宽的各种方法进行分析,选取了宽脉冲内附加线性调频的方法,以扩展信... 详细信息

现代高科技战争对雷达信号产生器提出了越来越高的要求,要求它具有宽频带、高稳定、快速跳变和输出任意波形的能力。本文结合宽带雷达信号产生理论,对增大雷达信号带宽的各种方法进行分析,选取了宽脉冲内附加线性调频的方法,以扩展信号的频谱。提出了一种全数字宽带雷达信号产生技术,并结合DDS技术设计出一种基于高速并行DDS的新型宽带雷达波形产生器。这种新型全数字宽带雷达波形产生器用较低的工作时钟进行信号处理,经过多路合成后由高采样率的DAC输出信号。信号处理选用FPGA实现,高速DAC选择了ADI公司的AD9739系列芯片,通过硬件电路设计与系统软件的开发,完成了一个操作简便、性能良好的雷达波形产生系统。并对系统输出信号的时域、频域特性进行测试分析,昀后采集数据做脉冲压缩处理。综述本文的主要工作如下: (1)对宽带雷达信号的产生理论进行了阐述,主要论述了昀常用的宽带雷达信号——线性调频信号,并介绍了直接数字合成(D irect Digital Synthesis,简称DDS)产生线性调频信号的理论。 (2)根据多速率信号处理中抽取和插值理论,提出了一种利用并行DDS产生宽带雷达信号的方法,该方法以较低的速率进行信号处理,以高速率完成信号输出。 (3)设计了一种主要由FPGA和DAC组成的全数字宽带雷达波形产生器, FPGA为Virtex-5系列,DAC为AD9739。同时采用Matlab进行控制软件设计,可由PC直接控制波形的产生。 (4)用MATLAB软件控制系统输出任意波形,并对输出信号的时域、频域特性进行测试分析,昀后采集线性调频信号数据做脉冲压缩处理。

关键词：宽带雷达信号直接数字合成 AD9739 线性调频脉冲压缩

基于分布式优化的宽带雷达信号参数估计算法研究

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基于分布式优化的宽带雷达信号参数估计算法研究

作者：姜凯国防科技大学

学位级别：硕士

传统宽带雷达信号参数估计方法中存在精度不够,处理速度慢等问题。为了实现对宽带雷达信号参数的精确快速估计,解决精确重构宽带调频信号的大规模优化问题,本文基于凸优化分布式算法提出了多种宽带雷达信号参数估计方法,本文的主要工作... 详细信息

传统宽带雷达信号参数估计方法中存在精度不够,处理速度慢等问题。为了实现对宽带雷达信号参数的精确快速估计,解决精确重构宽带调频信号的大规模优化问题,本文基于凸优化分布式算法提出了多种宽带雷达信号参数估计方法,本文的主要工作和创新为:一、针对传统宽带调频信号参数估计方法精度不足的问题,基于凸优化基追踪算法提出了基于两种不同字典的参数估计方法。针对非线性调频信号参数估计问题,提出了加权多窗口字典,解决了固定窗口宽度无法提高时频分析分辨率的缺点,提高了对非线性调频信号的参数估计精度。针对线性调频信号则利用四参数Chirplet字典对线性调频信号进行拟合,仿真结果表明算法可以实现高精度的信号重构。二、针对传统宽带线性调频信号参数估计速度较慢的缺点,提出了三种基于交替方向乘子法的估计方法。分别利用组稀疏Group Lasso模型、BP基追踪模型、原子范数软阈值模型进行了参数估计问题的建模,通过交替方向乘子法对三种模型的问题结构进行了分解和优化,利用交替方向更新实现了对线性调频信号的快速重构和参数估计。三、针对多分量线性调频信号的参数估计问题,提出了基于流形聚类的参数估计方法,首先利用GL-ADMM算法进行了信号的重构和降噪,然后利用重排平滑伪WV分布的方法获得时频分布。针对时频分布结果分别利用谱曲率聚类和曲率约束路径聚类两种方法进行了信号的分离和参数估计,仿真表明流形聚类算法能实现对多分量调频信号的分离和参数估计。

关键词：宽带雷达信号凸优化交替方向乘子法稀疏重构参数估计流形聚类