一种雷达非线性调频信号检测及仿真方法
基于双混沌系统的非线性调频雷达信号及其特性分析

雷 达与 对抗
20 0 8年
第 2期
4 5
基 于双混沌 系统 的非线性调频 雷达信
( 军工程大学 兵器工程 系 , 北 武汉 403 ) 海 湖 30 3
摘
要 : 出了两种双混沌 系统的构成方案 , 提 通过双混沌 系统 生成 了双混沌信号序列, 在此基础
Th o l e r F r d r sg a a e n d a . h oi y t m e n n i a M a a i n lb s d o u 1c a t s se n c
a d te a ay i fi mbg i h r ce it s n h n lsso t a iut c aa trsi s y c
H u h — u .WANG De s i S ih a —h
( et f W a o r n ier g, a a U i  ̄t E gnei ,W h n4 0 3 ,C ia D p.o ep nyE gne n N v l nv i o n ie n i e yf r g u a 3 0 3 hn )
的提取 , 要求 对 目标进 行成 像分 析 和识别 。很 显 然 , 还
功率谱 , 对初始条件 和系统参数极其敏感 。由于具有
随机性 强 、 数量 众多 和产 生容 易等特 点 , 沌序 列 已在 混
扩频通讯等应用领域取得 了众多成果_ J而且它还 1,
弥补 了随机 信号 产生 不易 和伪 随机信 号数 量有 限等不
Th i l to e u ts o h tt e d a - h oi e smua in r s l h wst a h u lc a t FM i n l a e hih rr s l t n n b t o i so c sg ash v g e e o u i si oh d man f o
一种提取非线性调频信号脉内特征的新方法

收 稿 日期 :060-9 修 订 日期 :061—9 20 9 1; 20 .00
( 砷= ∑ ” 2 ,
g )n mx me ( ( x + ) 一 )j m( ‘ - 一 5 )
作 者 简 介 : 昌 孝 (9 2 ) 男 , 土 生 , 要 从 事 电 子 对 抗 信 息 处 理 研 究 陈 18 , 硕 主
关键词 : 内特征提取 : 脉 小渡脊线法: 平滑伪 WV 信噪 比估计 D:
中 图分 类 号 :N975 T 5 . 1 文献标识码 : A
在 电子情 报侦 察 和对抗 领 域 ,雷 达信 号 的细
微 特征 是 一种 重要 的分选 和识 别 参数 .随着 新体
设 信号 ( A(es , 为渐进 信号 ( 位 变 = ) ( ) t o q( 相 化 速度远快 于幅度变 化)则信 号的连续小 波变换H , J
( 4 )
降哚所 带来 的 功率 和细 微特 征损 失 .通 过 对正 弦
调 频信 号 的仿 真 , 明了该 方法 的有效 性 . 证
为抑 制 WVD分 布 的交 叉项 , 变 量 r 窗处 对 加
理. 这样改造的WV D分布称为伪 WV D分布( WD) P ,
定义 为
1 N F 脉 内特征提 取方法 LM
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第2 卷 第4 0 期 20 年 l 月 06 2
文 章编 号 : N 216(060—2 00 C 4 .542 0)40 7—3
空 军 雷 达 学 院 学 报
J u a f r oc d r a e o r l Ai F reRa a d my n o Ac
离散 信 号 ( 的 WVD分 布 [ 义 为 f ) ] 定
一种FMCW雷达线性度校正方法

l e rt f h r q e c d l t d sg a .Th i u a i n r s ls s o t a h a g e o u i n a d t e i a iy o e f e u n y mo u a e i n 1 n t e sm l to e u t h w h t t e r n e r s l t n h o
rs li e oI t0n 1
引 言
随着雷 达探测 技术 的发展 , 雷达 的作 用 距离 、 对
辨率 的一 个关 键 因素[ 。 2 ]
线性调 频 连续波 的基 本原理 是利 用发射 信号 与 回波 信号 之 间的频 率 差来 确定 目标距 离 ,即依靠 较 容易 处 理 的信 号频 域 特 征来 反 映 目标 的距 离 参数 。 理想 线性 的宽 带调制 波形 可 以得 到很 高的距 离分 辨
关 键 词 : 性 诃 频 连续 波 雷达 , 线 非线 性 , 性度 , 离 分 辨 率 线 距 r h o e h d f r Li e r t r e to f t e FM CW d r s a c n a M t o o n a iy Co r c i n o h Ra a
l e rt f t e f e u n y mo u a e i n l i a m p r a t s e i c t n t p r i e t e q a iy o h i a i o h r q e c d l t d sg a s n i o t n p cf a i o a p as h u l f t e n y i o t s g a . Th e f c f n n i e r r q e c in 1 e fe t o o l a f e u n y mo u a i n o i h a g e o u i n n . CW a a i n d lto t h g r n e r s l t o I o FM rd r s
雷达信号处理技术及仿真

雷达信号处理技术及仿真任新涛;张宏伟;田蛟;潘刚【摘要】The process of radar signal processing was simulated by Matlab software, from which the simulation graph can make us have a visualized understanding on the process of radar signal processing, and reflect the convenience and quickness of Matlab software in radar signal processing and simulation. In addition, the current status, shortages and development trend of current radar constant false alarm rate (CFAR) detection technology are elaborated. Through improving simulated annealing (SA) , an optimal threshold constant false alarm rate detection algorithm which can effectively select detection threshold in the process of constant false alarm rate detection is put forward. The constant false alarm rate detection performance of the radar system can be improved, and a certain reference value on the development of constant false alarm rate can be gained.%在此借助Matlab软件对雷达信号处理过程进行仿真,从仿真图形直观地理解雷达信号处理过程,也体现了Matlab软件在雷达信号处理仿真中的方便、快捷等优点.另外,对当今雷达恒虚警检测技术的现状、不足及其发展动态进行了论述,并通过改进模拟退火算法,提出了一种最优门限恒虚警检测算法.该算法能够在恒虚警检测过程中有效地选取检测门限,提高了雷达系统的恒虚警检测性能,对恒虚警发展具有一定的参考价值.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)003【总页数】4页(P8-10,14)【关键词】Matlab;雷达信号处理;恒虚警;模拟退火;门限【作者】任新涛;张宏伟;田蛟;潘刚【作者单位】军械工程学院研究生管理大队学员三队,河北石家庄050003;军械工程学院研究生管理大队学员三队,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TN95-34现今雷达系统所处的电磁环境日益复杂,相应出现的目标检测方法也越来越多。
一种雷达非线性调频信号检测及仿真方法祝伟锋

1
引言
传统方法对雷达信号的各项研究工作都是基于线性 、 平
FT) 的 NLFM 信号检测方法, 但依然需要对信号的频率结构 只能检测多项式相位信号, 并且对信号能量的聚 进行假设, 集程度 不 高, 检 测 的 准 确 率 较 低。 本 文 提 出 了 一 种 应 用 STFrFT 的瞬时频率估计算法, 应用基于瞬时频率估计方法来 对 NLFM 信号进行检测, 不需要对信号的频率结构进行假 设, 几乎适用于所有类型 NLFM 信号的检测。并且应用广义 时宽 - 带宽积( GTBP) 优化了 STFrFT 的窗函数, 可以改善信 号检测时的能量聚集性问题, 提高了对雷达 NLFM 信号检测 的准确率。
Detection and Simulation Method of Radar Nolinear Frequency - Modulated Signals
ZHU Wei - feng, LIU Yi - an
( College of Internet of Things Engineering,Jiangnan University,Wuxi Jiangsu 214122 ,China) ABSTRACT: Because of radar nonlinear frequency - modulated signals’nonlinear time - frequency distribution characteristics,conventional detection algorithms can hardly gather signals ’energy. The accuracy rate is low when it is even it fails in low SNR. For this problem, an optimal window function based on the genused to detect NLFM signals, eralized time - bandwidth product was used,and an instantaneous frequency estimation algorithm base on improved short - time fractional fourier transform was proposed. This can effectively improve the detection performance of the NLFM signals and improve the accuracy rate. The simulation results show that, the proposed algorithm has a higher accuracy rate than traditional algorithms when used to detect NLFM signals and anti - jamming at the same SNR. KEYWORDS: Nonlinear frequency - modulated signals; Short - time fractional fourier transform; Signal detection; Radar; Anti - Jamming
LFM-CW雷达信号处理算法研究及仿真

( 发射信 号 a)
( 发射 信号及点 目标 回波信 号 b)
图 1 在 L M— W 系统 中的 发 射 和 接 收 波 形 F C
对 于静态 目标 而言 , 收信 号和发 射信号 间的瞬 时频差 为一 个常数 , 与 目标距 离成 正 比 , 接 并 其公式如
i g m e ho LFM — n t d of CW r d r fn ly a sm u a i r gr m p o e or e t e s of t i a p o e sn a a , i a l i l ton p o a r v s c r c n s he sgn l r c s i g
c s i g m e h d;CW a a i a r e sn i u a i n e sn t o r d rsgn lp oc s i g sm l to
线性 调频连 续波 ( F C 雷达具 有分 辨力高 、 L M— W) 结构 简单 、 体积 小 、 重量 轻 和 良好 的低截 获概 率性 能 等 特 点 , 别适 用于 雷达成 像 、 特 目标特性 研究 等领域 。这种 雷达 的概念 在 4 O年代末 就 已经提 出 , 但是 由于技术 的限制 , 它的应用 仅局 限于一 些特殊 的领域 。在 近二 十年 间 , 由于应 用 的促进 、 波 固态器 件 和数 字信 号处 微
*收 稿 日期 :0 6 1 — 1 20— 0 1 41
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20 0 7年 9月
火控 雷 达技 术
第3 6卷
号 的起始频 率 , 为调 频周期 , f为扫频 带宽 。 T。 a
O
,
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meh d( a g / o pe r c s ig n c lua ig t e mo ig t r e ’ itn ea d s e d Th sp p ro — t o r n e d p lrp o e sn )i ac ltn h vn a g t Sdsa c n p e . i a e f
雷达回波信号模拟与仿真

雷达回波信号模拟与仿真雷达回波信号模拟与仿真雷达回波信号模拟与仿真是雷达技术发展中非常重要的一部分,它在雷达系统的设计、性能评估和算法验证中发挥着关键作用。
本文将介绍雷达回波信号模拟与仿真的基本概念、方法和应用。
一、雷达回波信号模拟与仿真的基本概念雷达回波信号模拟与仿真是指通过计算机模拟和仿真技术,生成具有真实性、可控性和可重现性的雷达回波信号。
它以真实场景为依据,通过仿真模型和算法,模拟目标物体对雷达的散射特性和回波信号,以实现对雷达系统的功能验证、性能评估和算法研究。
在雷达回波信号模拟与仿真中,需要考虑的主要因素包括目标物体的散射特性、雷达系统的工作模式和参数、雷达的辐射特性以及信号处理算法等。
通过合理的模型和算法,对这些因素进行综合分析和计算,便可生成具有相应特征的雷达回波信号。
二、雷达回波信号模拟与仿真的方法雷达回波信号模拟与仿真方法主要包括数值计算和物理模型两种。
数值计算方法是基于数学和物理公式,通过模拟目标物体的散射过程,计算出目标物体对雷达的回波信号。
这种方法常用的数值计算技术有有限差分法、有限元法、边界元法等。
数值计算方法的优点是计算结果准确,但计算量较大,对计算机资源要求较高。
物理模型方法是基于实际物理模型的建立,通过实验或测量得到目标物体的散射特性,再根据雷达系统的参数和辐射特性进行模拟和计算。
这种方法的优点是简单直观,但模型的准确性对结果产生很大影响。
三、雷达回波信号模拟与仿真的应用雷达回波信号模拟与仿真广泛应用于雷达系统的设计、性能评估和算法验证等方面。
在雷达系统的设计中,回波信号模拟与仿真可用于评估不同参数设置对系统性能的影响,以指导设计优化。
通过模拟和比较不同系统参数下的回波信号,可以选择最优配置,提高系统性能。
在雷达系统的性能评估中,回波信号模拟与仿真可用于模拟不同目标物体对雷达的散射特性,评估系统对不同目标的检测能力和跟踪性能。
通过改变目标物体的尺寸、形状、材料等参数,模拟不同场景下的回波信号,并与实际测量数据进行比对,从而评估系统的性能和误差。
一种FMCW雷达中的VCO非线性矫正方法

测 量 中有 着广 泛 的应用 , 例 如在汽 车 防撞 、 液 位测量
及高 度 测 量 领 域。对 于 F MC W 雷 达来说, V C O ( V o l t a g e C o n t r o l l e d O s c i l l a t o r ) 的非 线 性 是 影 响其 性 能 的 主要 原 因 , F MC W 雷达 的性 能 与 V C O的扫 频线 性 度密 切相 关 , V C O 的非线性 度会 影 响到 F MC W 雷 达 的分 辨 率 。 在 中心 频 率 、 扫频 带宽一定 时, V C O
:
频 △ 厂 为 线性关 系 , 其 关 系式 为 :
R : 4 B ( 5 )
式中: c 一 电磁 波 速 度 ; 卜 调 制 三角 波 周 期 ; B 一 调
制带 宽 。
— 一
( 1 )
将式( 2 )、 ( 3 ) 、 ( 4 ) 代入式( 5 ) , 可得 如下 测 量
瞬时调 制 电压 ; 一接 收 回波信 号 时 的 V C O瞬 时调 制 电压 ; 一 调频 的起始 频率 。
根据 F MC W 雷 达原 理 可 知 , 测 量距 离 尺与 差
1 V CO 非 线ຫໍສະໝຸດ 性 问题 由于 V C O 中变容 二极管 调谐 的 固有 非线 性 _ 2 J , 使得 电压 一频 率 曲线并非 线性 关 系。在 不进行 线性 度矫 正 的 情 况 下 调 频 线 性 度 只 有 百 分 之 几 或 更 差 。将频 率 线性度 定义 为
雷达 的高 分辨 率 性 能 来 说 , 是 一 个 极 大 的威 胁 。 因
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摘要 : 由于雷达非线性调频 ( N L F M ) 信号 的时频非线 性分 布特性 , 常规检 测算法 难 以实现信 号能量 的有效 聚集 , 传统 采用
N L F M信号检测时准确率较低 , 在低信噪 比下甚 至会失效 。针对上述 问题 , 应 用 了一 种基于 广义时 宽一 带宽 积的最优 窗 函
数, 提出 了一种改进的短时分数阶傅立叶变换瞬时频率估计算法 。应用 改进算法可有效 提高非线性调频 信号 的检测 性能 , 提高检测的准确率 。仿真结果表明 , 在相同信噪 比下 , 提出的方法对 N L F M 信号 的检测概率高于传统方法 , 性能较好 。 关键词 : 非线性调频信号 ; 短时分数阶傅立叶变换 ; 信号检测 ; 雷达 ; 抗干扰
ZHU We i -f e n g, LI U Yi —a n
( C o l l e g e o f I n t e r n e t o f T h i n g s E n g i n e e r i n g , J i a n g n a n U n i v e r s i t y , Wu x i J i a n g s u 2 1 4 1 2 2 , C h i n a )
ABS TRACT : B e c a u s e o f r a d a r n o n l i n e a r f r e q u e n c y —mo d u l a t e d s i g n a l s ’n o n l i n e a r t i me 一  ̄e q u e n c y d i s t r i b u t i o n c h a r - a e t e r i s t i c s ,c o n v e n t i o n a l d e t e c t i o n a l g o r i t h ms c a n h a r d l y g a t h e r s i g n a l s ’e n e r g y .T h e a c c u r a c y r a t e i s l o w w h e n i t i s u s e d t o d e t e c t NL F M s i g n ls a ,e v e n i t f a i l s i n l o w S NR. F o r t h i s p r o b l e m ,a n o p t i ma l wi n d o w f u n c t i o n b a s e d o n t h e g e n e r a l i z e d t i me - b a n d w i d t h p r o d u c t w a s u s e d,a n d a n i n s t a n t a n e o u s f r e q u e n c y e s t i ma t i o n a l g o i r t h m b a s e o n i mp r o v e d s h o t— r t i me f r a c t i o n a l f o u r i e r t r a n s f o r m w a s p r o p o s e d .T h i s c a n e f f e c t i v e l y i mp r o v e t h e d e t e c t i o n p e f r o r ma n c e o f t h e NL F M s i g n a l s a n d i mp r o v e t h e a c c u r a c y r a t e .T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t ,t h e p r o p o s e d a l g o i r t h m h a s a h i g h e r
KEYW ORDS: No n l i n e a r f r e q u e n c y—mo d u l a t e d s i g n ls a ;S h o r t —t i me f r a c t i o n l a f o u r i e r t r a n s f o r m;S i g n l a d e t e c t i o n;
a c c u r a c y r a t e t h a n t r a d i t i o n a l a l g o i r t h m s w h e n u s e d t o d e t e c t N L F M s i g n a l s a n d a n t i - j a mm i n g a t t h e s a m e S N R .
第3 0 卷 第1 期
文章编号 : 1 0 0 6 — 9 3 4 8 ( 2 0 1 3 ) 0 l - 0 2 5 9 — 0 4
计
算
机
仿
真
2 0 1 3 年1 月
一
种 雷达 非线 性 调 频 信 号检 测及 仿 真 方法
祝 伟锋 , 刘 以安
( 江南大学物联 网工程学 院, 江苏 无锡 2 1 4 1 2 2 )
中 图分 类 号 : T N 9 5 7 文献 标 识 码 : B
De t e c ti o n a n d S i m ul a t i o n Me t ho d o f Ra d a r No l i ne a r
F r e q u e n c y - Mo d u l a t e d S i g n a l s