新体制雷达信号的微动和宽带特征提取研究

OFDM技术最早应用于通信领域，近年来，该技术在新体制雷达波形设计中受到关注，其潜在优势表现为通过波形参数设计和信号处理可以同时获得多普勒域和距离域上的高分辨。本项目以OFDM新体制雷达信号的波形设计及其信号处理为研究背景，开展基于OFDM雷达信号的微动和宽带特征提取技术研究，在同一部雷达上，用同一种波形实现微动和宽带特征测量与应用。本项目在分析目标微动对雷达回波调制特性的基础上，系统研究OFDM雷达目标微动特征提取方法，并对OFDM波形参数进行优化设计，重点突破同时提取目标微多普勒特征与宽带特征的难题，回答"如何实现宽带雷达微动特征的测量与应用"科学问题。开展本项目研究将促进雷达微动特征提取与目标识别研究迈向实际应用，同时推动国内新体制雷达的研究步伐。

OFDM技术最早应用于通信领域，近年来，该技术在新体制雷达波形设计中受到关注，其潜在优势表现为通过波形参数设计和信号处理可以同时获得多普勒域和距离域上的高分辨。本项目以OFDM新体制雷达信号的波形设计及其信号处理为研究背景，开展基于OFDM雷达信号的微动和宽带特征提取技术研究，在同一部雷达上，用同一种波形实现微动和宽带特征测量与应用。本项目在分析目标微动对雷达回波调制特性的基础上，系统研究OFDM雷达目标微动特征提取方法，并对OFDM波形参数进行优化设计，重点突破同时提取目标微多普勒特征与宽带特征的难题，回答“如何实现宽带雷达微动特征的测量与应用”科学问题。开展本项目研究将促进雷达微动特征提取与目标识别研究迈向实际应用，同时推动国内新体制雷达的研究步伐。. 结合OFDM雷达信号形式，建立了微动目标OFDM雷达回波模型。在微动目标OFDM雷达回波模型的基础上分别研究了微动目标多普勒历程和高分辨距离像（HRRP）序列的获取方法。研究了高阶时频分布的微多普勒特征提取性能和基于时频分布的瞬时频率估计方法。针对微动刚体目标散射点通常存在由微动导致的越距离走动现象，传统平动补偿方法无法实现平动补偿问题，提出了基于广义Radon变换和距离像滑动相关的包络对齐方法。对微动目标OFDM雷达回波特征进行分析，从理论推导和仿真实验两方面证明了OFDM雷达能够同时获取目标的微多普勒和HRRP序列，揭示了微动目标OFDM雷达回波窄带微多普勒调制特征和宽带高分辨特征。在微动目标OFDM雷达宽带二维成像方面，针对微动径向幅度小于距离分辨单元和大于距离分辨单元两种情况分别提出了基于距离单元相干Doppler干涉的微动目标成像算法和基于分段伪Keystone变换的快速旋转目标二维成像算法。最后研究了针对微动目标特征提取的OFDM雷达信号参数设计方法。