qq_43416206的博客

本文提出了一种基于双向插值处理和频域信息融合的稀疏贝叶斯学习算法（BI⁃FFSBL），用于提高逆合成孔径雷达（ISAR）成像的分辨率并有效压制噪声和条纹干扰。该算法首先对回波信号进行径向和横向插值预处理，然后通过LA⁃VB算法进行ISAR成像，接着将两幅ISAR图像通过二维傅里叶变换进入频域并进行信息融合处理，最后通过二维傅里叶逆变换得到最终的ISAR图像。实验结果表明，BI⁃FFSBL算法在压制噪声和去除条纹干扰方面具有明显优势，且能提供更高分辨率的ISAR图像，尤其在低信噪比条件下表现优异。重构误差实验

本文探讨了无源双基地雷达（PBR）中直达波干扰（DPI）的抑制问题，提出了一种利用智能反射表面（IRS）的新方法。PBR通过外辐射源信号探测目标，但DPI信号强度大，影响弱目标检测。IRS能够控制电磁波反射方向，通过在接收机附近放置IRS，并优化其单元的离散相位，可以约束DPI功率并最大化目标回波功率。该优化问题是非凸的二次约束二次规划，采用坐标上升法求解。仿真结果显示，中等尺寸的IRS可使信干噪比（SINR）提升约8dB。本文的创新点在于将IRS应用于PBR的DPI抑制，为无源雷达性能提升提供了新途径。

本文针对机载气象雷达在低空风切变检测中因回波数据缺失导致风速估计不准确的问题，提出了一种基于缺失数据稀疏迭代协方差估计（M-SPICE）的低空风切变风速估计方法。该方法通过构建数据缺失模型，利用协方差拟合准则迭代更新估计算子，恢复缺失的风切变数据，并重构完整的风切变数据，从而实现对风场速度的精确估计。仿真结果表明，该方法能够有效重建缺失数据并准确估计风速，相较于传统的GAPES和MIAA方法，具有更高的恢复精度和更快的运算速度。本文的研究对于提高机载气象雷达在数据缺失情况下的低空风切变检测能力具有重要意义。

由于地理因素和历史等原因，城市地下空洞现象越来越频繁，空洞形状也越来越复杂，但地质雷达 三角形空洞扫描图像解析并不明确。基于地质雷达扫描探测全过程，将雷达紧贴地面扫描地下三角形空洞的全 过程细分为三个阶段，建立各阶段水平距离与回波延时之间的关系，代入以雷达水平移动方向为横轴、回波延时 为纵轴的坐标系，系统地分析不同埋深、不同边长条件下的三角形空洞地质雷达扫描图像的变化情况，结合探测 实例实现地下三角形空洞地质雷达成像机理的科学解释。

干扰机通过“截获‑调制‑转发”的方式对雷达实施欺骗干扰，导致成像图中形成难以分辨的假目 标，严重影响目标识别。针对直达波欺骗干扰难分辨和去除的问题，本文基于多通道合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）信号与干扰模型，提出了一种SAR欺骗干扰的检测与抑制方法。首先通过分置相位中心天 线（Displaced Phase Center Antenna，DPCA）方法对消静止场景目标，分离出干扰信号；

本文通过顶部加载多个平面阿基米德螺旋线圈得到具有多频功能的电小地波雷达天线。采用 CST软件设计多个平面螺旋线圈的尺寸参数，所设计的天线具有3.7 MHz、6.5 MHz和8 MHz三个频点，天线总高 度相对3.7 MHz的天线电长度仅为0.077λ，属于电小天线。采用Dixon优化算法实现多频点的阻抗匹配，在匹配 元件数较少前提下保证各个频点带宽大于60 kHz，满足了设计要求。天线实测结果和CST仿真结果吻合，说明 了本文方法在实现高频地波雷达天线小型化和多频化方面具有可行性和有效性。高频地波雷达；

针对“低慢小”探测雷达杂波多普勒主瓣淹没慢速弱目标问题，该文提出了频域脉冲LMS（FPLMS） 算法来对消杂波。该算法利用杂波分量在脉间的平稳性，自适应地估计各距离单元杂波的复幅度来重构杂波， 实现杂波对消。仿真结果表明：FPLMS算法能够有效对消杂波，消除杂波主瓣对目标检测的影响；且具有很窄的 滤波器凹口，约为MTI滤波器的1/3，对速度大于1个速度分辨单元的目标几乎无信噪比损失，适用于“低慢小”探 测雷达的杂波对消。“低慢小”探测；杂波对消；FPLMS算法。

针对雷达在非均匀环境下难以获得足够数量样本估计协方差矩阵，致使干扰抑制性能下降的问 题，遵循几何范式，本文提出了两种结构化干扰协方差矩阵（ICM）估计算法。具体而言，算法从一组训练数据出 发，考虑不同的协方差矩阵结构信息（Persymmetric或Toeplitz结构），构造了两种结构样本协方差矩阵（SSCMs）， 通过利用正定矩阵空间特性并施加条件数上限约束，以 ICM 和 SSCMs之间的 Frobenius范数作为目标函数建立 极小化问题，并对该问题进行转化，最终得到估计器的闭式解。

针对干扰信号识别时卷积神经网络模型体积大、训练周期长、对硬件存储和计算要求高等问题，本 文提出了一种基于改进轻量级网络模型 SqueezeNet 的干扰信号智能识别算法。该方法首先利用距离多普勒 （Range‑Doppler，RD）处理获得目标及干扰信号的RD图像，接着采用滑窗变换、归一化等技术对RD图像进行重 塑；然后采用基于 RD 信息尺寸的隐层和通道剪枝措施对 SqueezeNet 网络进行改进，缩小了模型尺寸和存储空 间；最后利用不同参数的测试样本拓展网络模型的泛化性能。

针对极化复用模式中引入的交叉极化干扰问题，利用一种基于独立成分分析（ICA）的盲分离算法， 无需信号先验知识和后续解调即可从观测信号中分离出源信号，达到消除极化干扰的目的。该算法基于线性瞬 时混合模型，对峭度对比函数进行精确线性搜索优化，选取最佳步长，解决了盲分离信号中的排序问题。文中对 不同信噪比和极化隔离度下的分离效果进行了仿真，仿真结果表明，该算法具有较好的分离性能，且在强交叉极 化干扰和低信噪比下的性能较为稳定。极化复用；交叉极化干扰；极化隔离度；独立分量分析；盲源分离。

近年来，我国城市道路塌陷事故频繁发生，造成了严重的人员伤亡和巨大的经济损失，这些塌陷大 多是由地下空洞、脱空、疏松等隐患演化形成的，因此，定期对道路进行地下塌陷隐患检测并及时修复具有重要 意义。目前，三维探地雷达已成为城市道路塌陷隐患检测公认最有效的地球物理方法，具有无损性、采集速度 快、分辨率高和图像直观易解译等优点。然而，受限于三维探地雷达所采用阵列式天线的制作工艺、电子器件性 能差异以及通道间串扰等影响，三维探地雷达数据存在通道不平衡问题，降低了合成三维图像的成像质量，进而 影响塌陷隐患的识别和评估。

利用大概率的近海面蒸发波导效应实现雷达超视距探测已成为目前岸基、舰船无线电测量系统的 关键技术之一。在实际应用中，需要由蒸发波导参数建立大气修正折射率剖面的预测模型。针对目前常用的蒸 发波导预测只含波导高度和海面修正折射率两个参数，没有考虑波导强度的影响，使得该模型存在一定的误差 的现状，通过在原有模型的基础上增加波导强度的影响，建立了高精度的改进模型，使得蒸发波导预测模型的精 度得到了有效提高，进而可进一步提高雷达超视距探测精度。

本文提出了一种基于ICEEMDAN和长数据序列截 取的雷达生命信息提取算法，将经过预处理的雷 达信号进行 ICEEMDAN 分解，把去掉 IMF 分量两 端各2 s的时间序列作为最终分解结果。并将含噪 的IMF信号进行去噪处理，根据各个IMF信号的相 关性和能量阈值来重构呼吸和心跳信号，通过这 种算法，提高了生命信号的鲁棒性，能从雷达信号 中准确提取呼吸和心跳信号，有效解决了杂波干 扰和噪音的问题，提高了提取信号的真实性和准 确性。通过仿真设计验证了所提方案的有效性和 可行性，具有较好的去噪性能，可应用于医

通过在发射信号中嵌入发射站位置、发射时刻等辅助信息，通信化雷达能够实现无通信链路情况 下双基地探测能力，广泛适用于分布式探测场景。通信化雷达应用于机载平台常需使用中高重频信号，占空比 的约束使得通信化雷达无法在一个脉冲内嵌入完整的通信信息。针对该问题，本文提出了将辅助信息分段嵌入 到脉冲串的信息分段波形设计方法，设计了“两层匹配+两次积累”的信号处理方案，对比分析了该波形的误码率 和输出信噪比，验证了该波形在中、高重频场景下的适用性。分布式探测；通信化雷达；波形设计；信息分段。

本文使用了堆栈自编码器自适应地提取深层 次特征，针对单一域中海杂波与目标回波数据特 征区分度较低的问题，利用时频域特征结合的方 法，将时域、频域分别提取的特征组合为高维特 征，来提高特征的差异性，相较于单一域特征，时 频域结合特征检测概率提高了24.68%。通过实验 验证，选取特征维数为128时，达到最佳检测效果。 同时对于XGBoost网络超参数组寻优问题，引入遗 传优化算法，初始化随机生成50组染色体，设置迭代终止条件为最高适应度值与最低适应度值的差 值小于10-5 ，利用选择、交叉、变异算子迭代更新得

射频层析成像是一种新兴的目标定位技术, 在军事、医疗和安全监控等领域有着十分广阔的应用 前景。本文借鉴延伸射频层析成像理念，提出一种针对空中目标的雷达探测新技术。文章首先分析了射频层析 成像基本原理，在此基础上论述了基于射频层析成像的雷达探测理念，构建了雷达层析成像探测模型，讨论了应 用于大区域空中目标探测时的电磁射线构造方法，分析了雷达层析成像处理权重模型，并完成了仿真实验验证， 最后对该雷达探测新技术进行了发展展望。射频层析成像；接收信号强度；雷达；预警探测。

传统的基于雷达的人体动作识别主要采用微多普勒原理，对原始数据进行处理，生成微多普勒时 频图，然后输入到基于分类的深度学习网络中进行识别，只能对单个动作进行识别。

在雷达窄带系统中, 对多通道、多带宽中频接收信号的处理, 通常在数字中频接收系统中基 于 FPGA 芯片完成数字下变频和基带数据打包, 再由信号处理系统基于 DSP 芯片进行数字脉压等。而 FPGA 具有处理速率快和并行运算能力强的特点, 使得基于 FPGA 的线性调频信号数字脉压比 DSP 具有 更大优势。

微型 SAR(MiniSAR)成像处理系统通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)设计并实现。该系统中成像处理流程以极坐标格式算法(Polar Format Algorithm，PFA)为基础。首先对回波数据进行参考距离补偿,再采用尺度变换原理(Principle of Chirp Scaling，PCS)代替插值过程实现距离向的重采样,能够在提升算法精度的同时,提高运算效率;

为减小边坡监测雷达系统中巨大的数据运算和传送压力,并充分利用 XilinxKintex7 FPGA内部富余的硬件资源,设计了针对调频连续波的地基合成孔径雷达回波数据的快速预处理系统。该系统利用FPGA的并行处理能力与流水线结构,结合XilinxISE14.7开发平台中RAM/ROM,Divider、FFT IP核,实现了任意数量 PRT 信号相干积累、汉宁窗加窗滤波以及距离向压缩三项功能。

一个无耗、无源二端口滤波网络的传输函数可以用如下S21参数来表示： 式中，n是滤波器的阶数，它对应于低通原型滤波器的电抗元件个数。该类滤波响应也被称为二项式或最大平坦响应类型， 这主要是因为上述公式定义的幅度平方传输函数在Ω=0时存在最大个数为（2n-1）的零阶导数。因此，对于理想低通滤波器而 言，带内的最大平坦度最好是在接近Ω=0处，但是随着Ω接近截止角频率Ωc，其近似度明显恶化。图4.3a给出了其典型的最大 平坦度响应曲线。 （2）切比雪夫低通原型滤波器 具有等纹波通带和最大平坦阻带特性

5.双音三阶互调与线性度 现代通信技术对混频器的双音三阶互调产物与线性度都提出了较苛刻的要求。混频器的RF输入口常有多个频率的信号输 入，为使问题分析简单化，设RF口输入两个频率为ωS1和ωS2的信号。在理想混频器的情况下（设为高本振下混频），所产生的 频率分量应该为（ωL-ωS1）和（ωL－ωS2）。而实际混频器还会产生交叉调制，其中幅度最大、影响最严重的为二阶互调项和 三阶互调项。

模拟中频信号可以表示为DDC处理包括数字混频和后续抗混叠低通匹 配滤波抽取处理,实现高采样率数字中频/射频实 信号到与信号带宽相匹配的低采样率基带I/Q 复 信号的变换,其中低通匹配滤波抽取处理是典型 的数字多速率信号处理[6-7]。根据并行处理的通道 数、信号带宽的数量和对应的抽取比、采样率与信 号带宽的比值,DDC 滤波抽取处理需要采用不同 的类型、实现结构、阶数和级联方式来实现。

针对合成孔径雷达系统,提出一种多模式数字接收机频域脉冲压缩模块设计方案。不同模 式的脉冲压缩设置了不同的工作周期以及脉冲扫频时宽和带宽,从而实现了不同距离分辨率和探测距离, 满足了不同用户的需求。首先在 MATLAB平台上完成了对 FPGA 实现流程的仿真,并对不同模式参数 进行了验证。然后在 Quartus软件平台下联合 Modelsim 完成了功能仿真。测试方面,分别利用了放在对 FPGA 的只读存储器中的 MATLAB模拟回波数据和信号发生器产生的模拟回波进行板级测试。

AppCAD是一组射频设计工具和计算机应用说明，它使射频工程师能以更快和更容易的方式设计他们的产品。该软件的理 念是为工程师提供一个“个人设计助理”，即功能强大、快速和容易使用的辅助设计工具。该软件包括如下基本功能： ·各种传输线电气参数的分析与计算；·各种匹配电路的分析与计算；·各种有源和无源简单电路的分析与计算；·射频系统指标的计算：增益、噪声系数、三阶交调、信噪比、灵敏度等；·器件可靠性分析。

在电路理论中，我们使用矩阵方程去描述N端口网络的电气输入、输出特性（黑匣子描述），其中N是端口数。端口处电压Ui和电流Ii的相位通过一个系统的线性方程进行关联。为了让一开始所讨论的问题变得简单，这里将网络限定为二端口网络，其结果仍然可以被推广到二端口以上的多端口网络中。图2.15给出了二端口网络的电压和电流定义。在每一个端口，电流之和为零，即。在通用电路理论中，通常使用Z参数（阻抗）矩阵Z、Y参数（导纳）矩阵Y、链式或ABCD矩阵A以及混合矩阵H进行计算。

射频扼流圈——RFC在RF电路中同样起着举足轻重的作用。理论上，RFC对交流电流呈现无穷大的阻抗，即ωLRFC→∞，对直流电流呈现的直流电阻为零，即直流电流畅通无阻。而在RF电路工程中是做不到这些的，RFC呈现有限的阻抗值，且具有直流电阻，并对流过的直流电流的大小有限制。

在现代无线通信与雷达等电子系统中，人们常常提到射频和微波这两个专业术语，但通常对其不严格区别，以至于混为一谈。因此，对于刚刚涉足无线电领域的科技工作者（特别是学生）而言，这种行业内术语的“滥用”现象给他们带来了很大的困惑和不解。因此，本书有必要一开始就将这两个名词加以辨析，以明正视听。严格来讲，射频和微波这两个名词实际上涉及无线电信号的频谱划分问题。下面将首先介绍无线电信号的频段分配情况。 在现代电子电路中，如果信号发生了辐射，其实质是信号已变成了能够在空间进行传播的电磁波。电磁波不仅仅包括

在现代无线通信和雷达等电子系统中，“电路与系统”的关系犹如“树木与森林”的关系：相互包含、相互渗透以及相互作用和影响，谁也离不开谁。系统需要电路来支撑，而电路则需要系统来体现。因此，我们在讨论射频微波电路设计的时候，切不可将两者完全割裂开来。但限于篇幅和侧重点，我们对无线系统的知识只做简单介绍，感兴趣的读者可以进一步参阅书末的相关文献。因此，本章首先介绍以通信和雷达为主体的现代无线电系统的基本组成、工作原理与体系结构；然后在此基础上简单介绍射频微波的概念与实际应用；最后，阐述实现上述无线系统的关键部件——射

在毫米波 (mmWave) 应用中，GaN 已在更高的功率水平方面取代了 GaAs，与竞争技术中 MMIC 提供的功率水平相比，GaN 可在 Ka 频段实现数十瓦的功率。因此，使用目前的 GaN 工艺技术，这不再是问题。但 GaN 具有较高的工作电压，可实现更低的直流电流和出色的尺寸、重量、功率和成本 (SWaP-C) 性能，以应对这些系统所面临的直流配电挑战。GaN 与 GaAs 技术器件的可靠性比较示例 GaN 应用通常会使器件处于更高应力的工作条件下，如更高的电流密度、更高的环境温度和更高的电场。

本文介绍的电路使用固定漏极电流，产生低噪声漏极和栅极电压并安全控制其时序，这些电压不会降低RF放大器的额定性能。为确保安全的电源时序，开关稳压器的使能(EN)引脚与负电压发生器的电源良好(PGOOD)信号相连。图3中，有源偏置控制器通过测量漏极电流并改变栅极电压来调节漏极电流，使该电流即使在不同的RF输入条件下也能保持固定。HMC920内部的高电压、高电流线性稳压器（LDOCC引脚）可产生3 V至15 V的正电压和高达500 mA的电流。其中，VDRAIN是所需的漏极电压值，IDRAIN是所需的漏极电流。

这种在高频工作的芯片，在走一条自己的道路：从原来的分立器件设计，既使用低频模拟设计技术，又使用微波电路设计的方法，将射频电路中的调制解调器，振荡器，混频器，放大器，滤波器甚至天线集成到一个SOC中，来实现信息在电磁波中的传输。这三个趋势反映了RFIC技术正在迅速发展的方向，以满足先进无线通信、新兴技术的需求，以及对更快、更高效、更可靠的无线连接日益增长的需求。它最适合军事和国防应用。对于数字集成电路，我们很多人都见证了计算机CPU的发展，从早期的386，486，到后来的酷睿，以及到现在的多核CPU。

射频 （RF） 和微波世界在很大程度上不受摩尔定律的严格约束，而数字世界中的积极扩展几十年来一直是常态。但现在，由于CMOS晶体管具有数十到数百GHz的皮秒开关速度和转换频率，因此有机会在单个集成电路上将射频和微波组件集成到一个完整的系统中。用于无线局域网和家庭基站的单芯片收发器已经成为商业现实。

2023年，清华大学张志军团队提出一种用于终端的卫星通信天线[6]，天线集成在终端母版上，该天线采用矩形环作为基本的天线形式，垂直尺寸得到压缩，适合集成到移动终端的塑料边框中。如果要实现高质量的卫星通话技术，则需要观察终端天线的方向图和轴比，使上行频段产生的方向图的最大辐射方向与下行频段产生的方向图的最大辐射方向差异较小， 上行频段产生的方向图和下行频段产生的方向图的重叠部分增加。对于终端卫星通信天线，前几年，通常不考虑手持对于终端天线的影响，对于天线的方向图的形状关注较少。具有卫星通信功能的手机（左）

如图3、4所示，首先呈现的是T5260A-2KU空腔谐振参数的测试图。由图中可知，空腔谐振腔中心频率为9.9772GHz，品质因数Q为5857。测量方法中准确度最高的，常用于低损耗介质材料电磁参数测量，突出优点是测量准确度高，缺点是无法支持宽带的材料测量。根据品质因数、谐振频率与电磁参数的关系，通过测试软件的计算，推导出材料的相关电磁参数。如图7、8所示，首先呈现的是由T5260A-2KU测试的结果：介电常数为2.04，参考同行测试结果，空腔谐振腔中心频率为9.9810GHz，品质因数Q为5787。

两个谐振器的耦合频率响应曲线及相位曲线如图5（b）所示，每个谐振器激发两个谐振频率，分别是f1,1、f2,1、f1,2和f2,2，且谐振峰中间的相位均为正值，说明两个谐振器之间的耦合为磁耦合。从图2（a）（b）中的模拟电流分布图也可以得出，当谐振频率为f1时，电流主要分在谐振器的橙色部分，当谐振频率为f2时，电流主要分布在谐振器的黄色部分，这与上面的分析结果一致。这与前面的结果分析一致，可以独立调整S1、S2的大小，使其满足滤波器耦合系数的设计要求，增加了滤波器设计的自由度。（b）f2时的模拟电流分布图。

为保证系统正常通信，收发天线架设的高度要满足使它们之间的障碍物尽可能不超过其菲涅尔区的20％，否则电磁波多径传播就会产生不良影响，导致通信质量下降，甚至中断通信。由于导体内部的感抗对交流电的阻碍作用比表面更大，交流电通过导体时，各部分的电流密度不均匀，导体表面电流密度大（减少了截面积，增大了损耗），这种现象称为趋肤效应。快衰落是由于各种地形、地物、移动体引起的多径传播信号在接收点相叠加，由于接收的多径信号的相位不同、频率、幅度也有所变化，导致叠加以后的信号幅度波动剧烈。

此外，OneWeb、Telesat、SES和SpaceX等公司的大型低地球轨道（LEO）和中地球轨道（MEO）卫星星座将需要可跟踪多颗卫星的地面终端天线，这些趋势正在推动从具有静态固定波束模式的无源天线向全方向可调的有源智能天线转变。本文讨论了数字波束成形(DBF)在容量、控制和灵活性方面的优势，并描述一个采用真时延（TTD）实现DBF的商用ASIC，它是DBF与集成射频前端（RFFE）相结合，使得模块化的电扫多波束阵列（ESMA）天线系统适用于更广泛的应用场景。• 为应用量身定做的省电模式和配置。

当发射天线和接收天线都打开或靠近地面时，直达波和地面反射波的抵消，导致接收机处主要是表面波的场强，场强随着高度的增加而减小。直达波是从发射天线直接传播到接收天线的无线电波，也就是视线距离，以及大气折射波沿地球曲率的折射和绕射所增加的距离。在任何给定的时间和每个电离区域，都有一个频率上限，在这个频率上限下，垂直传输的无线电波会折射回地球。从而导致极化的改变和波路径的改变。多径效应是一种现象，某个辐射源的波经过两条或多条路径传播到接收机，如果波保持相干，波的两个或多个分量会相互叠加抵消，这就是常说的多径衰落。

串馈天线阵列设计的复杂度会随着阵元数目的上升急剧增加。对于毫米波串馈天线阵列，如果采用理想天线阵元近似会使性能恶化，而采用全波电磁仿真方法则会陷入非常耗时的迭代过程。本文提出了一种先验知识指导的基元建模方法和机器学习辅助的串馈天线阵列综合方法，大幅度降低训练和预测的时间同时提升预测精度。