太极计划星间激光通信测距的伪随机码选取

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作者 陈沛权 邓汝杰 +4 位作者 张艺斌 李磐 齐克奇 刘河山 罗子人 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期547-556,共10页

太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列... 太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列与Weil序列的生成原理,并采用不同的硬件结构和方法生成相应的伪随机序列,采用GPS的C/A码作为Gold序列与Weil序列进行比较分析选取。在FPGA开发平台实现用于生成Gold序列和Weil序列的硬件电路,并分析不同硬件实现方法的优劣与资源消耗情况。然后,分别计算Gold序列与Weil序列的相关值及其均方根误差,比较Gold序列与Weil序列的伪随机噪声性能。最后,基于测距原理和激光干涉后的码间串扰现象,构建用于测距的误差函数,与理想的误差函数作对比,分析用不同伪随机码测距的优势和劣势。数据表明:Weil序列相关值的旁瓣值范围为-60.27 dB至-24.01 dB、自相关rms为0.303、互相关rms为0.307,指标均优于Gold序列,消耗的硬件资源为Gold序列的30%,误差函数的偏差值更小。Weil序列更适合于太极计划的星间通信测距需求。 展开更多

关键词 空间引力波探测 伪随机码 激光测距 扩频通信

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基于能量聚焦和改进变分模态分解的人体生命体征检测算法

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作者 孙绪杰 黄晓红 邓振淼 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第3期735-741,共7页

针对调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)雷达生命体征检测在存在大规模的随机人体运动场景中检测准确性过低的问题,提出了一种高精度的人体生命体征检测算法。该算法首先通过能量聚焦选取胸部最佳距离窗,消除运动伪... 针对调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)雷达生命体征检测在存在大规模的随机人体运动场景中检测准确性过低的问题,提出了一种高精度的人体生命体征检测算法。该算法首先通过能量聚焦选取胸部最佳距离窗,消除运动伪影的干扰;然后利用多项式拟合距离窗序列,消除距离窗的剧烈跳变,准确提取相位信号;最后,通过基于自相关功率谱密度与加权排列熵的改进变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)算法去除相位信号中的大规模随机人体运动成分,进而可以精确估计出生命体征信号的呼吸速率(RR)和心率(HR)。使用77 GHz雷达模拟生活场景中存在大规模随机人体运动时的生命体征检测实验,尽管人体前后晃动的幅度达到20 cm,RR和HR的估计精度依然可以达到97.7%和96.9%,与RETF-TVF-EMD算法对比,精度分别提高了5.2和2.7百分点,与IAP-VMD算法对比,精度分别提升了14.3和7.9百分点,实验结果证明该算法能够精确估计大规模随机人体运动场景下的生命体征参数。 展开更多

关键词 调频连续波(FMCW)雷达 大规模随机人体运动 变分模态分解(VMD) 最佳距离窗选择

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随机二相编码连续波雷达的研究 被引量：13

3

作者 顾红 刘国岁 +2 位作者 朱晓华 孙光明 孙延波 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第12期71-74,共4页

本文对新型噪声雷达即随机二相编码连续波雷达作了系统研究。分析了该雷达波形的概率分布、平均模糊函数以及脉冲压缩后距离旁瓣的概率分布，提出了一种抑制距离旁瓣的统计处理方法，通过多级统计处理后可保证峰值距离旁瓣低于－３０ｄ... 本文对新型噪声雷达即随机二相编码连续波雷达作了系统研究。分析了该雷达波形的概率分布、平均模糊函数以及脉冲压缩后距离旁瓣的概率分布，提出了一种抑制距离旁瓣的统计处理方法，通过多级统计处理后可保证峰值距离旁瓣低于－３０ｄＢ，同时给出了系统参数的设计，并讨论了该噪声雷达的多普勒容限扩展问题，分析表明，该噪声雷达能同时测定远距离和高速目标。 展开更多

关键词 随机二相编码 相位编码调制 连续波雷达

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基于压缩感知的伪随机多相码连续波雷达 被引量：5

4

作者 贺亚鹏 王克让 +1 位作者 张劲东 朱晓华 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期418-423,共6页

该文利用雷达目标空间的稀疏特性,提出了一种基于压缩感知的伪随机多相码连续波雷达。建立了目标信息感知模型,采用压缩感知以低于奈奎斯采样率对目标回波采样,然后从少量的采样数据中提取噪声背景下的目标场景信息。为了提高目标信息... 该文利用雷达目标空间的稀疏特性,提出了一种基于压缩感知的伪随机多相码连续波雷达。建立了目标信息感知模型,采用压缩感知以低于奈奎斯采样率对目标回波采样,然后从少量的采样数据中提取噪声背景下的目标场景信息。为了提高目标信息提取的有效性,采用模拟退火算法对波形进行优化。仿真结果表明了该方法的优越性。 展开更多

关键词 连续波雷达 压缩感知 伪随机多相码 波形优化

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X波段伪码调相连续波雷达地杂波分布特性仿真与分析 被引量：7

5

作者 张志勇 曹治国 +2 位作者 张天序 袁挺 钱崇智 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期70-73,共4页

本文首先论述了伪码调相连续波雷达的特殊性，然后分析了一些典型地物杂波的统计特性，在此基础上，针对伪码调相连续波雷达在低俯视角情形时回波信号展宽的问题，提出了对码元回波幅度进行空间矢量迭加以得到实际回波信号的方法，通过... 本文首先论述了伪码调相连续波雷达的特殊性，然后分析了一些典型地物杂波的统计特性，在此基础上，针对伪码调相连续波雷达在低俯视角情形时回波信号展宽的问题，提出了对码元回波幅度进行空间矢量迭加以得到实际回波信号的方法，通过计算机模拟，得到了迭加时实际回波的概率密度分布模型． 展开更多

关键词 伪码调相 连续波雷达 WEIBULL分布

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浅表层伪随机编码超宽带探地雷达研制 被引量：15

6

作者 王伟 张群英 方广有 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1902-1908,共7页

伪随机编码信号因为有着较大的时间带宽积和良好的自相关特性,在探地雷达设计中有着广阔的应用前景。介绍了一套伪随机编码超宽带探地雷达的原理和具体实现方法。基于数字芯片的超宽带信号产生和采样方法,极大地降低了系统设计复杂程度... 伪随机编码信号因为有着较大的时间带宽积和良好的自相关特性,在探地雷达设计中有着广阔的应用前景。介绍了一套伪随机编码超宽带探地雷达的原理和具体实现方法。基于数字芯片的超宽带信号产生和采样方法,极大地降低了系统设计复杂程度,易于调试。串并转换技术实现了FPGA和高速DAC的数据速率转换。混合采样技术降低了实时采样率,从而降低了采样芯片成本。现场实验结果表明,伪随机编码超宽带信号可以有效地应用于探地雷达,可以在极低功率下实现对地下目标的探测识别。增加编码长度可以在分辨率不变的情况下增加发射能量,从而提高探测性能。 展开更多

关键词 探地雷达 伪随机编码 超宽带 M序列 混合采样

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准连续波雷达的抗距离遮挡波形优化 被引量：9

7

作者 王海青 张劲东 +1 位作者 李彧晟 朱晓华 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2011年第5期531-535,共5页

针对准连续波雷达中的距离遮挡问题,研究了非脉间和脉间码型捷变的波形优化方法。在定义距离遮挡率函数的基础上,给出了非脉间码型捷变的多相码整体优化惩罚函数和基于模拟退火搜索的非脉间码型捷变的多相码整体优化方法;考虑到目标运... 针对准连续波雷达中的距离遮挡问题,研究了非脉间和脉间码型捷变的波形优化方法。在定义距离遮挡率函数的基础上,给出了非脉间码型捷变的多相码整体优化惩罚函数和基于模拟退火搜索的非脉间码型捷变的多相码整体优化方法;考虑到目标运动带来距离门跨越的问题,给出了脉间码型捷变的距离门匹配多相码优化准则和优化方法。仿真结果表明了该波形优化设计方法的有效性。 展开更多

关键词 雷达工程 准连续波雷达 距离遮挡 波形设计 距离门匹配 脉间码型捷变

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脉间伪随机二相码与线性调频复合调制探测系统 被引量：7

8

作者 熊刚 杨小牛 赵惠昌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期425-430,共6页

提出了一种新的脉间伪随机二相码和线性调频复合脉冲串雷达信号,分析信号复合形式、信号频谱、模糊函数以及距离自相关函数特性。详细阐述了复合探测系统的实现原理,推导了各个阶段的信号形式,分析了复合探测系统多普勒信号的特点及其... 提出了一种新的脉间伪随机二相码和线性调频复合脉冲串雷达信号,分析信号复合形式、信号频谱、模糊函数以及距离自相关函数特性。详细阐述了复合探测系统的实现原理,推导了各个阶段的信号形式,分析了复合探测系统多普勒信号的特点及其对相关输出的影响。最后分析其距离/速度分辨率、模糊特性和距离截止特性。结果证明这种复合探测系统具有很好的脉冲压缩性能、距离截止特性及其它雷达信号不可替代的优越性。 展开更多

关键词 雷达工程 伪随机码 调相 线性调频 探测系统

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小功率便携式电离层斜向返回探测雷达设计 被引量：8

9

作者 石书祝 赵正予 +1 位作者 黄硕 李婷 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1429-1434,共6页

采用伪随机编码、脉冲压缩和相干频谱积累技术,获得27 dB的相位编码脉冲压缩增益和21 dB的相干频谱积累增益,从而在小功率下实现远距离探测。采用等间隔收发新型探测体制,实现2 000 km范围内的无距离盲区探测和获得所用伪随机序列的最... 采用伪随机编码、脉冲压缩和相干频谱积累技术,获得27 dB的相位编码脉冲压缩增益和21 dB的相干频谱积累增益,从而在小功率下实现远距离探测。采用等间隔收发新型探测体制,实现2 000 km范围内的无距离盲区探测和获得所用伪随机序列的最大增益性能。依据软件化雷达思想,通过可编程数字信号处理技术来实现雷达的大部分功能,从而使雷达具有良好的可编程、可配置和易升级性能。在整体结构上,采用PXI(外围部件互联总线面向仪器的扩展)总线技术,该雷达设计成为一个模块化、小体积的PXI系统。实际探测结果表明:在发射功率为100 W的情况下,该雷达清晰地获得了2 000 km内的返回散射扫频电离图和返回散射扫频多普勒电离图。 展开更多

关键词 电离层斜向返回探测雷达 伪随机编码 脉冲压缩 相干频谱积累 等间隔收发

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PRC-CW雷达近距离目标干扰的自适应对消 被引量：3

10

作者 路贵斌 芮义斌 孙锦涛 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期339-342,共4页

为提高伪随机码连续波(PRC-CW)雷达性能,讨论了近距离目标干扰抑制方法。在分析了PRC-CW雷达近距离目标干扰信号的基础上,采用了基于最小均方(LMS)算法的自适应对消技术;通过仿真分析合理选择了LMS自适应滤波器的参数,并采用TI公司的TMS... 为提高伪随机码连续波(PRC-CW)雷达性能,讨论了近距离目标干扰抑制方法。在分析了PRC-CW雷达近距离目标干扰信号的基础上,采用了基于最小均方(LMS)算法的自适应对消技术;通过仿真分析合理选择了LMS自适应滤波器的参数,并采用TI公司的TMS320C5402定点DSP芯片实现了自适应对消器。试验结果表明该对消器能抑制近距离目标干扰。 展开更多

关键词 伪随机码连续波雷达 近距离目标 干扰 最小均方算法 自适应对消

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伪码调相与线性调频复合探测系统的抗噪性能分析 被引量：4

11

作者 熊刚 杨小牛 赵惠昌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1177-1182,共6页

简单介绍了伪码调相与线性调频复合调制连续波/脉冲串体制探测系统的工作原理,详细推导了它们从带通滤波后至相关检测前这一过程中信号处理方面的信噪比增益,以及至相关检测后整个过程中信号处理方面的总信噪比增益。结果表明:1)脉冲复... 简单介绍了伪码调相与线性调频复合调制连续波/脉冲串体制探测系统的工作原理,详细推导了它们从带通滤波后至相关检测前这一过程中信号处理方面的信噪比增益,以及至相关检测后整个过程中信号处理方面的总信噪比增益。结果表明:1)脉冲复合体制的抗噪声性能优于连续波复合体制,前者在相干解调和相关处理上的信噪比增益是后者的α倍,信号处理的信噪比总增益是后者的α2倍;2)伪码调相-线性调频复合连续波体制与伪码调相体制抗噪性能相同,伪码调相-线性调频复合脉冲体制与伪码调相体制的抗噪声性能相同。 展开更多

关键词 雷达工程 伪码 线性调频 抗噪声 相关检测 探测系统

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伪码-线性调频信号快速参数估计算法 被引量：13

12

作者 张佳芬 和小冬 唐斌 《电讯技术》 北大核心 2009年第12期100-104,共5页

现有复杂调制雷达信号参数估计算法计算量较大,且要求部分先验信息已知,针对此缺点,提出了一种伪码-线性调频乘性复合信号的快速参数估计算法。通过建立基于循环自相关函数的统计量,估计信号的码速率;采用平方法消除相位突变后快速解线... 现有复杂调制雷达信号参数估计算法计算量较大,且要求部分先验信息已知,针对此缺点,提出了一种伪码-线性调频乘性复合信号的快速参数估计算法。通过建立基于循环自相关函数的统计量,估计信号的码速率;采用平方法消除相位突变后快速解线调,估计信号的起始频率和调制斜率。算法求解没有先后顺序,不存在传递误差。仿真结果表明信噪比大于等于1 dB时,算法已能精确估计出信号各参数且实时性较好。 展开更多

关键词 低截获概率雷达 伪随机二相编码 线性调频 参数估计

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连续波雷达测量数据随机误差处理方法研究 被引量：5

13

作者 易东云 朱炬波 王正明 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1998年第6期19-25,62,共8页

针对差分方法和最小二乘法在处理连续波雷达跟踪数据的随机误差时，处理结果常常出现不一致的情况，对这两种方法的内在联系进行了深刻的研究。首次证明了“ｋ阶差分与ｋ＋１个点的ｋ－１次多项式的平滑残差具有完全相同的频谱特性”。... 针对差分方法和最小二乘法在处理连续波雷达跟踪数据的随机误差时，处理结果常常出现不一致的情况，对这两种方法的内在联系进行了深刻的研究。首次证明了“ｋ阶差分与ｋ＋１个点的ｋ－１次多项式的平滑残差具有完全相同的频谱特性”。针对雷达测量数据中随机误差时序相关性较强的实际情况，导出了相关条件下差分步长的计算公式。最后，提出了高精度分离数据中随机误差的非线性自由节点样条函数方法，该方法经仿真和大量实测数据处理检验是成功的。 展开更多

关键词 连续波雷达 数据处理 样条函数 随机误差

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基于FrFT的线性调频-伪码调相复合调制雷达信号截获与特征提取 被引量：6

14

作者 向崇文 黄宇 +1 位作者 王泽众 刘锋 《电讯技术》 北大核心 2012年第9期1486-1491,共6页

针对线性调频-伪码调相复合调制雷达信号(LFM-PRBC)的截获与特征提取问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)平面切割与相关检测相结合的新方法。理论分析和计算机仿真验证表明,该方法具有较好的有效性和准确性,能快速完成高斯白噪... 针对线性调频-伪码调相复合调制雷达信号(LFM-PRBC)的截获与特征提取问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)平面切割与相关检测相结合的新方法。理论分析和计算机仿真验证表明,该方法具有较好的有效性和准确性,能快速完成高斯白噪声背景下低信噪比复合调制雷达信号的截获与特征提取,有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 低截获概率雷达 线性调频 伪码调相 复合调制 分数阶傅里叶变换 特征提取

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准连续波体制雷达波形设计与参数选择 被引量：5

15

作者 曾维贵 孙迎丰 +1 位作者 胥辉旗 潘莉莉 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期517-521,共5页

在分析相位编码准连续波雷达回波遮挡问题的基础上,提出了一种长短码结合载波频率随码型同步交替切换的波形设计思路和基于回波遮挡率的波形参数计算方法。不仅能够解决近距离回波严重遮挡的问题和实现对远近目标的同时探测,而且有效地... 在分析相位编码准连续波雷达回波遮挡问题的基础上,提出了一种长短码结合载波频率随码型同步交替切换的波形设计思路和基于回波遮挡率的波形参数计算方法。不仅能够解决近距离回波严重遮挡的问题和实现对远近目标的同时探测,而且有效地增加了信号的工作带宽和提高了发射信号波形的复杂程度,增强了信号的电子反干扰能力(electronic counter-countermeasures,ECCM),降低了信号的被截获概率。 展开更多

关键词 低截获概率雷达 准连续波 相位编码 波形设计 回波遮挡

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伪码调相与正弦调频复合引信抗噪性能分析 被引量：3

16

作者 熊刚 杨小牛 赵惠昌 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2007年第12期12-17,共6页

介绍了伪码调相与正弦调频复合调制连续波体制引信,以及伪码调相与正弦调频复合调制脉冲体制引信的工作原理,详细推导了它们从带通滤波后至相关检测前这一过程中信号处理方面的信噪比增益,以及至相关检测后整个过程中信号处理方面的总... 介绍了伪码调相与正弦调频复合调制连续波体制引信,以及伪码调相与正弦调频复合调制脉冲体制引信的工作原理,详细推导了它们从带通滤波后至相关检测前这一过程中信号处理方面的信噪比增益,以及至相关检测后整个过程中信号处理方面的总信噪比增益。 展开更多

关键词 伪码 正弦调频 抗噪声 相关检测 引信

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基于STFT和时变滤波的调频干扰抑制方法 被引量：4

17

作者 赵兆 是湘全 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期46-50,共5页

分析调频(FM)干扰对伪随机二相编码连续波(PRC-CW)雷达相关检测性能的影响,当FM干扰超出伪码调相雷达自身抗干扰容限时,相关输出严重恶化。针对上述问题,考虑到伪码在时频平面上是近似均匀和平坦的,而FM干扰则具有较好的时频聚集性,提... 分析调频(FM)干扰对伪随机二相编码连续波(PRC-CW)雷达相关检测性能的影响,当FM干扰超出伪码调相雷达自身抗干扰容限时,相关输出严重恶化。针对上述问题,考虑到伪码在时频平面上是近似均匀和平坦的,而FM干扰则具有较好的时频聚集性,提出了基于STFT和时变滤波的FM干扰抑制方法。对不同信干比(SJR)情况下干扰抑制前后的相关输出进行的仿真分析表明:该方法能够有效去除干扰,相关输出得到显著改善。 展开更多

关键词 干扰抑制 FM干扰 STFT 时变滤波 伪码调相连续波雷达

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一种改进的LFMCW雷达多目标加速度和速度估计方法 被引量：4

18

作者 吴礼 彭树生 +2 位作者 肖泽龙 胡泰洋 许建中 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期646-651,共6页

针对已有估计算法对线性调频连续波(LFMCW)雷达多目标加速度和速度参数的估计精度差、计算复杂度高等问题,该文提出一种改进方法。该方法将时频重排平滑伪Wigner-Ville分布(RSPWVD)与Radon变换相结合,通过恒虚警率检测和阈值处理,实现了... 针对已有估计算法对线性调频连续波(LFMCW)雷达多目标加速度和速度参数的估计精度差、计算复杂度高等问题,该文提出一种改进方法。该方法将时频重排平滑伪Wigner-Ville分布(RSPWVD)与Radon变换相结合,通过恒虚警率检测和阈值处理,实现了LFMCW雷达多目标加速度与速度参数估计,克服了现有方法中计算复杂、存在误差积累效应的缺点。给出了估计算法的实现步骤。仿真实验结果表明:改进方法在低信噪比时仍具有较高的参数估计精度。 展开更多

关键词 线性调频连续波 加速度和速度估计 时频重排 平滑伪Winger-Ville分布 雷达信号处理

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基于S-method的伪码调相连续波雷达调频干扰抑制 被引量：2

19

作者 王志华 赵兆 蔡征宇 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期858-862,共5页

针对当调频(FM)干扰超出伪码调相连续波雷达自身抗干扰容限时相关输出严重恶化的问题,提出了一种基于S-method的FM干扰抑制方法。该方法首先计算回波信号的S-method分布,估计干扰信号的瞬时频率及瞬时相位,并通过迭代校正方法提高相位... 针对当调频(FM)干扰超出伪码调相连续波雷达自身抗干扰容限时相关输出严重恶化的问题,提出了一种基于S-method的FM干扰抑制方法。该方法首先计算回波信号的S-method分布,估计干扰信号的瞬时频率及瞬时相位,并通过迭代校正方法提高相位估计精度,基于最终的估计相位,构造干扰对消器实现干扰抑制。对正弦调频和线性调频干扰抑制前后的相关输出进行了仿真分析。结果表明,在信干比(SJR)分别为-20 dB和-25 dB的条件下,该方法能够有效抑制干扰,实现目标正常检测。 展开更多

关键词 干扰抑制 调频干扰 伪码调相连续波雷达 正弦调频 线性调频

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一种大多普勒容限的伪码调相连续波雷达 被引量：4

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作者 熊张亮 张永胜 +1 位作者 是湘全 刘明 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期514-517,520,共5页

针对伪码调相雷达信号的多普勒敏感性,构建了一种基于m序列移位相乘特性的伪码调相连续波雷达系统。该系统通过对正交化后的目标回波信号进行延时交叉相乘求差处理,其多普勒容限可达子码重复频率的一半,因此可以有效应用于高速超高速目... 针对伪码调相雷达信号的多普勒敏感性,构建了一种基于m序列移位相乘特性的伪码调相连续波雷达系统。该系统通过对正交化后的目标回波信号进行延时交叉相乘求差处理,其多普勒容限可达子码重复频率的一半,因此可以有效应用于高速超高速目标的搜索和跟踪。由于脉压输出为频域的幅度调制信号,静止和低速目标干扰也能得到有效抑制,故该系统还兼具动目标检测功能。该文给出了雷达系统框图及实现方法,并进行了理论分析和系统仿真,展望了其工程价值。 展开更多

关键词 伪码调相连续波雷达 多普勒容限扩展 动目标显示

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