分析了采用多通道并行解复用架构的光子模数转换(PADC)样机用于宽带雷达接收时的通道失配问题,建立了通道失配模型和失配量提取算法,给出了通道失配补偿方法。对比分析角反射器和无人机的回波信号进行通道失配补偿前后的短时傅里叶变换(STFT)谱,结果表明该补偿方法可有效抑制因样机多通道并行解复用架构所导致的固有幅度和延迟失配,从而实现了4 GHz瞬时带宽的X和Ka波段的有效接收。在X和Ka波段下进一步开展了角反射器在近距离静态和远距离动态时的测试和对比实验,结果表明该PADC样机均有效实现了间距约10 cm的角反射器一维成像测量。

提出了一种基于扫频激光器的超宽带线性调频(LFM)信号产生和传输的方法。该方法使用扫频激光器产生频率随时间周期性变化的光信号,注入马赫-曾德尔调制器后产生载波抑制双边带光信号,利用嵌有光纤光栅(FBG)的Sagnac环完成双边带光信号的分离。Sagnac环的透射光信号经延时后与反射光信号拍频,从而产生了超宽带LFM信号。仿真分别产生了载频30 GHz、带宽16 GHz、时宽带宽积8000的超宽带连续波LFM信号和超宽带脉冲波LFM信号。所提方案解决了天线拉远场景中超宽带LFM信号经光纤传输时的功率周期性衰落问题。在多目标探测分析中,方案产生的信号表现出高精度临近目标分辨能力。所提方案具有载频、时宽、啁啾率和啁啾符号独立调谐的优点,可实现高载频、超宽带LFM信号的产生和功率周期性衰减抑制传输。

研究基于单个宽带去斜回波同时估计运动目标距离和速度的方法。首先通过分析与推导,得出运动目标宽带去斜回波是线性调频信号,其参数包含了目标的距离和速度等信息的结论。在此基础上提出一种基于FRFT的线性调频信号参数估计方法,利用单个宽带回波精确估计目标距离和速度。该法不仅可实现单/多目标同时测距测速,相比宽窄交替的工作方式,还可将宽带数据率提高一倍,这对宽带成像和目标识别非常有利。仿真分析表明,所提方法不仅计算量小、测距测速精度高,且广泛适用于不同信号时宽、带宽及信噪比情况,具有很好的普适性和稳健性。

超宽带雷达不受雨、雪、声、风等自然环境的干扰, 可用于无线传感器网络并全天候工作; 在通信领域, 超宽带雷达可避免多径干扰问题, 解决无线传感器网络在复杂多径环境中的应用局限问题。故超宽带雷达可以与无线传感器网络形成天然的结合。为满足无线传感器网络低功耗、体积小的要求, 设计了一种微小型超宽带雷达天线。该天线为共面波导方式馈电的贴片式微带天线。仿真结果表明, 天线具有体积小、带宽广(1.78~2.38 GHz)、全向性好的优点, 满足无线传感器网络应用需求, 并可避免与已用无线通信频段的干扰, 具有广阔的应用前景。

给出了一种载频0.14 THz、带宽5 GHz的极高分辨力太赫兹雷达成像系统样机。系统采用Ka波段毫米波信号二倍频后作为样机收发链路的谐波混频本振, 以线性调频连续波信号作为发射信号, 接收时采用去斜接收。利用该太赫兹雷达进行了成像试验并得到了1维距离像与逆合成孔径雷达(ISAR)成像结果。结果表明, THz雷达样机实现了3 cm的高分辨力, 其ISAR像清晰, 反映了目标的细微特征。