基于FPGA的脉冲压缩雷达目标模拟器设计

目标模拟器在雷达的研制生产过程中具有重要的意义,不仅能加快项目开发进度,还 能降低研制和实验费用。介绍的模拟器主要是针对脉冲压缩雷达而设计,该模拟器通过对雷 达回波中频信号模拟,利用FPGA技术实现,具有设计简单、使用方便、成本低等特点。首先 根据系统要求建立了二相码脉冲压缩雷达目标回波信号的数学模型,利用辛克函数模拟雷达 天线扫描状态;然后给出了基于FPGA的设计解决方案以及主要模块的实现方法;最后给出了 设计可行的结论,同时指出了今后将改进的地方。     

一种高精度动态测控信号模拟器

根据测控系统对动态模拟器的要求,即模拟动态范围宽、模拟精度高、逼真度高,设计了采用两级数字存储器对信号进行粗细时延组合控制的转发式模拟器。根据运动方程高逼真度地模拟飞行目标的动态特性,该模拟器可以实现距离模拟范围千万公里时,精度优于1 cm;速度模拟范围每秒几十公里时,精度优于1 mm/s的高精度动态模拟。     

基于虚拟仪器的数据链测试模拟器研制

针对传统数据链测试设备功能单一且不易重构的问题，借鉴虚拟仪器模块化的设计思想，设计实现了一种基于美国国家仪器公司（National Instruments，NI）通用软件无线电平台的数据链测试模拟器。该模拟器采用线性调频信号叠加（Sum of Linear Frequency Modulation,SoLFM）的方法高效产生具备连续相位的时变信道衰落，包括瑞利衰落、莱斯衰落和对数正态衰落等，并结合多相滤波思想能够精确模拟数据链长时延的多径传播场景。利用矢量网络分析仪对硬件模拟器输出的信道传递函数和信道冲激响应进行实测验证，并对各支路的随机信道衰落包络分布进行统计验证。实测结果表明，该数据链测试模拟器输出的信道函数和统计分布均与理论值吻合，因而可用于数据链装备的系统优化、验证和性能评估。     

基于运动干扰机的合成孔径雷达二维移频压制干扰

为了给移动或分布式目标提供有效的保护,提出了一种基于运动干扰机的SAR二维移 频压制干扰方法。在波束照射范围内,运动干扰机在待保护目标附近截获SAR发射信号,并 根据目标在距离向的范围与位置对其调制一个线性调频信号后转发。根据Range-Doppler算 法,推导了距离向失配干扰信号脉冲压缩输出的主瓣位置、幅度以及宽度;分析了由于 干扰机的运动导致的方位向调制信号,给出了干扰机起始位置、运动速度与方位向脉冲压缩 输出主瓣位置、幅度以及主瓣展宽量的关系。理论研究表明,干扰信号能够在SAR图像中形 成面状压制区,可以实现对移动或分布式目标的有效保护。仿真实验验证了该方法的有效性。     

动态目标信号模拟器的设计及实现

为满足地面测控设备联试、功能检查和训练需要,研制了一种能模拟运动目标转发信号、方便而廉价的模拟器.根据测控设备的测距测速原理,阐述了利用延迟测距音实现距离模拟、在转发载波及测距音上加多普勒频偏实现速度模拟的方法,在以PCI总线和在线可编程门阵列(FPGA)为架构平台的信号处理分机中,实现对转发信号的解调、延迟、加多普勒、调制转发.最后对实际试验结果进行了评估,表明经过改进方法后,模拟器可以减小模拟误差,可在实际中使用.     

多站制CW雷达目标动态模拟器设计

针对多站制连续波（CW）雷达工作特点,设计了一种CW雷达目标动态模拟器,满足多站连续 波测 量系统动态模拟联试的需求。采用高性能CPCI工控机作为模拟器硬件平台,信号处理单元 以CPCI板卡为载体,模拟控制信息依据弹道数据生成。模拟器通过控制测距信号的时间延迟 ,实现目标距离变化的模拟;通过载波频移控制,实现目标速度的模拟;通过数控衰减器控 制模拟信号的幅度,实现目标信号强弱的模拟。通过多站制测量系统动态模拟联试,验证了 模拟器的有效性和距离与速度的相关性。     

具有二维运动补偿的自适应机载MTI雷达

机载雷达接收的杂波回波呈现出具有多普勒带宽，这个带宽取决于平台速度、波束宽度和波长。因此，慢速目标的回波可能会隐藏在杂波频带内以致难于检测。由于飞机的飞行动态特性以及风力影响引起飞行路径的扰动会进一步降低ＭＴＩ的性能。从早期研究者的论文中已证明，线性阵列天线的输出信号端接上空域时域ＦＩＲ滤波器可以自适应补偿平台运动的飞行路径分量，从而大大提高了信号与杂波加噪声之比（ＳＣＮＲ）。这种滤波器是指ＴＡＳ     

原发式动态目标综合检测系统设计

传统动态目标模拟器采用存储转发模式工作,具有接口复杂、造价偏高、稳定性差等问题。基于原发式设计思想,利用现行综合基带全数字化、大容量优势,在设计测控系统时,将飞行目标信号的动态特性模拟、遥测遥控及话音信息通过系统的传输特性模拟考虑进去,设计了一种原发模式的动、静态综合目标检测系统,既可以作为测控系统联调时验证系统性能指标的平台,也为设备日常操作训练提供了手段,还可以作为卫星地检设备使用。原发式动态目标综合检测系统可以模拟多个假定目标,静态距离模拟精度优于1.0 m,静态速度模拟精度优于1.0 mm/s,是检测测控系统性能的有效技术手段。     

基于Linux的嵌入式高速SAR数据存储技术

为了实现对SAR 原始回波数据的实时存储,提出了在以PowerPC为硬件核心的嵌入式L inux软件平台上,使用SSD硬盘实现高速数据存储的方案。采用Linux驱动程序控制SAS硬盘 控制器,将SAR原始回波数据记录在SSD硬盘阵列上。模拟实验测试中数据存储速度可以达到 200 Mbyte/s。分析了影响数据存储速度的因素,实验表明该方案可以满足SAR原始回 波数据实时存储的要求。     

基于宽带DRFM的雷达面目标回波模拟技术

针对跳频雷达高度表大地面目标回波信号的模拟,提出了一种基于宽带数字射频存储(DRFM)技术的实现方案。首先介绍了1.2 GHz带宽、3 GHz采样的宽带DRFM组件硬件平台,然后重点叙述了基于DRFM技术的雷达高度表大地面目标回波模拟的算法设计方案,通过采用多路并行处理、多相滤波、正交调制等技术实现了数字下变频、目标回波特征调制、数字上变频等关键算法,最后给出了算法仿真和硬件调试结果,验证了算法的正确性和有效性。该方案已成功应用到某宽带跳频雷达高度表大地面目标回波模拟系统的设计中。     

面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号的外辐射源雷达,是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要,通过对该雷达系统组成与工作原理的分析,完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。     

机载相控阵雷达信号模拟器的设计

2002年出版的《国际服务贸易统计手册》,完成了从关于服务贸易统计的法律性定义到可操作的统计制度的转换工作,本文主要阐述这一转换过程中基本理念和思路的突破和几个关键问题的解决。     

基于移频滤波的脉压雷达抗干扰方法

针对线性调频（LFM）脉冲压缩雷达易受移频欺骗干扰影响的问题,提出了基于移频检测的起始频率捷变LFM雷达抗干扰方法。通过分析匹配滤波器参考函数、目标回波信号和干扰信号在频域的相对位置,利用脉间LFM信号起始频率不同的特点,将接收信号进行移频,使得目标回波信号分量无脉压输出,从而确定干扰信号分量在时域的位置,通过时域选通对未进行移频的接收信号脉压结果中的干扰进行滤除达到抗干扰目的。仿真分析了移频检测抗干扰性能,结果验证了所提方法的有效性。     

距离-速度同步干扰环境下的目标检测

针对距离-速度同步干扰,首先基于多普勒滤波器组和恒虚警率（CFAR）检测技术得 到目标检测决策,并结合目标检测决策建立雷达回波的速度-时间数据矩阵。随后分析了目 标和干扰的特征差异,基于超快霍夫变换（VFHT）提取雷达回波的目标特征霍夫空间。最后根 据该霍夫空间采用CFAR检测技术对目标检测,从而形成基于距离-速度同步干扰抑制的目标 检测方法。与常规快速霍夫变换（FHT）相比,提出的VFHT具有更高的计算效率。同时 ,该方法由于在雷达数据处理层面进行目标检测,不需要改变雷达系统的信号处理结构,大 大降低了雷达装备成本。理论仿真表明在同样的目标检测性能前提下,基于VHFT的目标检测 算法所需的信噪比要求放宽了10 dB以上,为弱目标回波信号环境中的应用奠定了基础 。     

基于回波数据压缩的MIMO-SAR成像方法

针对多发多收合成孔径雷达（MIMO-SAR）高分辨成像的回波数据量过大问题,提出了一种基于数据压缩的MIMO-SAR成像方法。通过对MIMO-SAR回波数据的分析,补偿了由于MIMO雷达收发分置导致的相位误差;其次利用距离徙动算法(RMA)对回波数据进行预处理并分析了其稀疏性;然后针对预处理后的回波数据进行压缩传输,在接收端利用压缩感知重构算法获得回波数据在距离多普勒域的稀疏表示并进行成像处理。仿真结果表明,所提方法可以在大幅压缩MIMO-SAR回波数据的基础上实现准确成像。     

基于MAC序列的抗回波遮挡准连续波雷达波形设计

为了解决相位编码准连续波雷达的回波遮挡问题,首先引入遮挡率函数和遮挡情况下 的回波主旁瓣比定量分析回波遮挡。在此基础上提出一种基于MAC（Multimode Arbitrary C ode）序列的长短脉冲结合的波形设计方法,并给出了基于此方法的波形设计实例和相 应的仿真分析。仿真结果表明该波形设计方法能够有效解决相位编码准连续波雷达的回波遮 挡问题,实现远近目标的同时探测。     

一种获取雷达目标一维距离像的方法

利用高分辨一维距离像进行目标识别在现代雷达中已成为一个重要的研究课题。本文基于雷达信号设计和互相关接收处理技术,研究了一种利用目标回波,逐次获取一维距离像的方法。与冲激雷达相比,这种方法能显著提高信噪比,并且这个方法的收敛速度快,一般迭代10次以内即达到稳定。     

基于SHARC的多功能雷达模拟器的设计与实现

ADSP21060是AD公司生产的一种高性能的32位浮点DSP芯片，在雷达模拟系统实时性要求高时，可基于ADSP21060来实现雷达模拟器。本文介绍了ADSP21060的性能，给出了雷达模拟器系统实现的系统原理图和硬件框图及软件流程。该雷达模拟器采用PC机和DSP组合的结构，用软硬件相结合的方法，ADSP21060完成实时运算，最终产生满足要求的视频信号。     

基于OFDM随机步进频的雷达通信一体化信号模型

为了解决雷达通信一体化系统中的雷达信号与通信信号较难分离的问题,在正交频分复用(OFDM)雷达的基础上,提出了一种基于OFDM脉间随机步进频的雷达通信一体化信号模型,通过频率捷变将数据信息加载到雷达信号上,利用随机的步进频率传输数据,从而使一体化信号能同时实现雷达探测和数据通信功能,避免了信号分离。同时设计了雷达通信一体化方案,在雷达接收端,运用相关法实现一维距离成像;在通信接收端,通过带通滤波器组检测频率点解调数据。仿真实验结果表明,一体化信号能实现分米级的距离高分辨和速率为Mbit/s级的数据通信,能够满足大批量数据传输的要求。     

基于FPGA的高速DUC设计与高效实现

提出了一种基于FPGA实现高速数字上变频（DUC）的方法。该方 法采用一种新的多相内插滤波器的高效实现结构,利用多相内插滤波器中各分支滤波器间系 数的特点,使多相内插滤波器消耗的乘法器数量减少一半;并采用一种并行结构的数控振荡 器（NCO）,可产生高数据率的上变频本振信号。利用该方法为某雷达中频回波模拟器设计 了DUC模块,其输出数字中频信号的数据率可达1.2 Gsample/s,只消耗了少量资源,满足项 目需求。