非瑞利杂波中雷达检测性能的模拟研究

本文论述非瑞利杂波中雷达检测概率和虚警概率的计算机蒙特卡洛模拟方法。用查表法快速产生模拟雷达目标信号和环境杂波的随机数序列,对这些随机数进行了统计检验;采用重要抽样技术导出雷达非参量秩值量化器的变形概率分布列和加权函数表达式,可模拟多种雷达非参量检测的虚警概率。文中给出详细的模拟框图和计算结果,列出广义符号法非参量检测器在对数正态杂波和韦伯杂波中对常值目标、SwerlingⅡ目标和对数正态目标的检测性能曲线。对这些模拟结果进行了对比讨论,得出一些重要结论。     

频率分集极化MIMO雷达目标检测

为了提高集中式多输入多输出(MIMO)雷达的目标检测性能,提出了一种频率分集极化MIMO雷达.该雷达的发射端采用频率分集和极化分集,接收端以变极化或者正交极化方式接收回波信号,并且基于目标极化散射特性优化设计发射极化和接收极化来进一步提高性能.基于奈曼-皮尔逊准则设计了检测算法,并推导了虚警概率和检测概率的近似计算公式.仿真结果表明:频率分集极化MIMO雷达的检测性能优于极化MIMO雷达和频率分集MIMO雷达,并且采用正交极化接收方式可以获得更好的检测性能.     

船舶交通管理系统雷达双重自适应门限CFAR检测器设计与分析

分析了删除式恒虚警(ECA—CFAR)检测器存在的问题，提出了根据杂波强度自适应调整ECA—CFAR检测器第一门限——双重自适应门限CEAR处理方法，较好地解决了ECA—CFAR检测器由于第一门限选择不当造成的虚警概率升高和目标检测概率下降的问题．对利用计算机产生的雷达杂波和目标进行了模拟实验，实验结果表明，提出的CFAR方案在多目标环境下的检测性能优于ECA—CFAR检测器。     

多传感器阵列信号的分布式恒虚警检测

对于均匀Gauss背景中的Swerlling II型起伏目标的多传感器分布式恒虚警检测,为了充分利用阵列雷达接收信号间的相位关系,采用了相干检波信号处理方式.针对局部检测统计量信息量大,通信带宽小的特点,结合实际检测中信号强度未知等困难,提出了广义似然比恒虚警(GLR-CFAR)局部处理算法.仿真结果表明,该检测方式性能接近最优性能,传感器积累对信噪比改善明显,达到3～7 dB, 提高小信号目标的检测概率,且具有实现简单的优点.因此,此方法适合用于多雷达检测场合.     

主瓣掩护式干扰下单脉冲雷达目标检测方法

针对单脉冲雷达在目标与干扰视线夹角变小时抗干扰性能显著下降的问题,提出了一种基于分布式辅助天线的改进型单脉冲雷达抗主瓣掩护式干扰方法。对雷达系统添加分布式辅助天线,以抗干扰改善因子最大化为准则,综合运用单脉冲雷达的和、差波束及分布式辅助天线波束在波束域进行自适应干扰抑制,最后利用恒虚警检测验证所提算法的抗干扰性能,并与其他方法进行了对比。数值仿真验证了所提抗干扰方法可有效提升抗干扰改善因子及目标检测概率,当目标、干扰视线夹角较小时亦具备较好的抗干扰性能。     

基于马尔可夫链的MIMO雷达信号融合检测方法

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达结合多信号技术和阵列技术的优点,利用空间分集对抗目标RCS闪烁,完成目标检测与跟踪.针对多站雷达信号检测,提出了基于马尔可夫链的非相参积累分布式融合检测方法.首先分析了恒虚警率检测的阈值计算原理,推导出多站数据融合后的二次检测阈值.为改善运用贝叶斯和纽曼-皮尔逊准则检测时运算量大的缺点,提出基于马尔可夫链法的算法.该方法对各站回波数据进行结构化处理,根据不同时刻状态间的统计联系,导入马尔可夫过程,计算出状态转移概率矩阵,逐帧搜索确定目标点迹.仿真实验表明,该算法能够在不提高虚警概率的条件下,明显地降低检测阈值,可以有效提高系统检测性能.     

多基地雷达检测性能研究

以分布式雷达检测理论为依据，采用计算机仿真技术，讨论了多基地雷达的检测性能，检测对象为SwerlingⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型起伏目标。本地接收机的输入端信噪比分布及中央判决器的判决策略可按需要输入。编制了全系统检测的仿真软件。并在IBM－4381计算机上的5个多基地雷达的联合检测作了仿真实验。结果表明，采用多数判决，在虚警概率为10^-4前提下，可望在75％发现概率处，获得较单站检测时高3dB以上的信噪比改善。     

过零双门限协作频谱感知算法

应用过零双门限协作频谱感知算法估计无线电频谱的占用状态,研究了认知用户个数、计算所用的采样点数、不同信噪比及判决系数对检测概率的影响,并与传统双门限能量检测、差分双门限能量检测算法的检测性能进行了对比研究,发现在信噪比为-5 dB,判决系数为0. 05,虚警概率小于等于0. 8时,过零双门限检测方法单认知用户检测性能明显优于其他2种检测方法;当信噪比均为-5 dB,参与协作感知的认知用户个数小于6时,过零双门限协作检测算法性能明显优于其他2种算法;在虚警概率恒定的情况下,增加计算所用的采样点数或增大判决系数能够明显提高检测概率;在虚警概率恒定情况下,算法检测概率随着信噪比增大而增大,当信噪比为-7 dB时,检测概率趋近于1;在相同的检测条件下,过零双门限协作检测算法的虚警概率要明显低于差分双门限检测的虚警概率。结果表明:过零双门限协作频谱感知算法可以降低系统的虚警概率,有效解决噪声不确定性问题,进一步提高系统感知性能。     

基于微波多普勒雷达的海杂波区小目标特征联合检测

针对海杂波区小目标回波能量较弱,多普勒域与海杂波接近甚至重叠的特点,采用特征联合检测算法提高目标检测性能。首先,对雷达回波进行中位数自适应杂波抑制预处理;然后,对待检测单元提取多普勒峰值、峭度和熵值特征,形成特征向量,对残余杂波训练单元采用凸包算法获得判别区域;最后,以判别区域是否包括待检测特征向量对应点初步判断目标有无,再根据凸包混合积分布设定恒虚警门限滤除虚警。实测微波多普勒雷达数据处理结果表明,目标检测结果和实际情况一致。采用蒙特卡洛仿真对算法性能进行分析,表明该算法的检测性能优于对比算法,为雷达海杂波区目标检测提供了新方案。     

能量检测中的BPSK信号最优检测门限

在认知无线电中,授权用户对主用户进行频谱感知时,会存在使得虚警与漏检概率之和最小的最优检测门限。以研究高斯白噪声环境下BPSK信号的有效检测问题为目的。通过对能量检测统计量的数学分布进行理论推导,将最优检测门限问题转化为和值最小的求解问题,给出了由采样点数、噪声方差、信噪比所决定的最优检测门限计算公式,并给出证明。在不同信噪比下对和值曲线变化规律的仿真说明了最优检测门限的存在性。通过对文中门限和恒虚警概率门限下的检测概率性能分析、文中门限和恒检测概率门限下的虚警概率性能分析、以及不同指标变化时其他2种门限向文中门限收敛的性能分析,说明了最优检测门限下的检测性能较优。此外,蒙特卡洛实验验证了理论分析的正确性。     

采样时钟抖动对超宽带脉冲雷达目标检测性能的影响

信号采样是超宽带脉冲雷达接收的关键环节,其中采样时钟抖动会引起ADC输出信噪比的下降,继而对雷达目标的检测性能产生一定影响,为此以雷达目标的检测性能为评价原则,研究了高斯白噪声环境中采样时钟抖动引起的信噪比损失,并以匹配滤波检测器和多样本能量积累检测器为对象,详细推导了采样时钟抖动与目标检测概率的关系.据此给出了输出信噪比损失的理论曲线,通过仿真对比分析了不同检测方法下采样时钟抖动对目标检测性能的影响,对超宽带脉冲雷达系统设计中的采样时钟选取有直接指导意义.     

雷达低可观测动目标精细化处理及应用

 雷达探测环境复杂、探测对象特征多样,回波具有低可观测性,雷达探测性能难以满足实际需求,面临着复杂环境下微弱目标检测难题。本文论述了低可观测动目标的内涵、特征、雷达探测面临的挑战以及精细化处理的关键技术,结合雷达实测数据给出了工程应用的途径,并展望了对精细化处理的发展方向。     

一种改善雷达方位精度的方法研究

常规雷达通常利用滑窗检测器来检测目标,由于滑窗检测器的检测准则会对目标的方位精度度造成一定的影响。因此不采用滑窗检测器来检测目标,直接提取过门限目标信息,可以提高目标的方位精度;还可以提高发现概率,增加雷达探测威力。利用计算机的强大处理能力来实现点迹凝聚计算,减少目标的方位误差。     

基于动态RCS模型的天波雷达发现概率计算方法

针对现有方法影响因素考虑不全导致计算结果与实际情况有较大偏差的问题,提出了一种改进的天波雷达飞机目标发现概率计算方法。归纳了不同电离层状态对天波雷达探测距离的影响。考虑目标在给定航路飞行过程中的雷达截面积随姿态变化,建立了目标动态雷达截面积计算模型。在此基础上,利用瞬时发现概率模型和综合发现概率模型求得天波雷达飞机目标发现概率。实例计算结果表明:电离层Es全遮蔽状态导致目标发现概率下降了0.273,不同航路和飞行姿态条件下目标发现概率差异较大,最大差值达0.253。     

并线工况下车载雷达有效目标快速检测方法

为了改善车载雷达在前车切入工况下同车道目标检测的实时性,在前方目标有效性检测方法的基础上,提出针对此种工况的目标快速检测方法.采用Kalman预测作为目标有效性判断准则,并引入有效概率表征目标有效性;在此基础上,通过扩大目标搜索范围,建立有效概率继承机制,提高前车并线工况下目标检测速度.实验结果表明,快速检测方法在有效排除路旁干扰物和虚假目标的影响以及鲁棒检测目标的同时,提高了前车并线工况下目标检测的实时性.     

雷达假目标仿真精度要求的定量表述

为了提出一种定量表述雷达假目标仿真精度的方法,依据雷达图像目标检测的辐射分辨率理论,沿用指定图像强度计算错误概率的分析方法,给出了目标对比、独立视数与错误概率的关系,进而解析了真假目标雷达散射截面差值与目标正确发现概率的定量关系。理论分析表明,雷达假目标仿真精度的设计参数应选择为不大于3dB。     

压制干扰下雷达网点目标概率多假设跟踪算法

针对压制干扰下雷达网跟踪中使用概率多假设跟踪(PMHT)算法航迹丢失率高的问题,提出了一种基于数据压缩的雷达网点目标概率多假设跟踪(DC-PPMHT)算法.该算法先将各雷达在压制干扰下由于检测概率下降出现目标暂消的量测数据在空间对准后进行串行合并和点迹合成,并计算数据压缩后各量测点迹的检测概率,然后把计算得到的压缩点迹和检测概率送入点目标PMHT滤波器中进行跟踪.DC-PPMHT算法在压制干扰下的雷达网跟踪中可以降低航迹丢失率,提高航迹跟踪的精度.仿真结果表明,与PMHT算法相比,DC-PPMHT算法在各雷达采取抗干扰措施前、后的航迹丢失率分别降低了4.7％和1.2％.     

双隐身飞机自卫相干干扰对单脉冲雷达影响

针对单脉冲雷达检测跟踪协同自卫干扰状态的双隐身飞机编队时,角度跟踪与检测性能难以合理性评价问题,提出了一种基于侧双机编队盘旋航迹的隐身飞机协同自卫相干干扰模型.经过编队即时姿态分析,求解编队视线姿态角.结合静态全空域双机的雷达散射截面（RCS）数据库获取编队动态RCS序列,利用目标回波信号与相干干扰共同作用下单脉冲雷达角跟踪与检测机理,结合相应联合信干比分析模型,比较研究了隐身编队在常态飞行与协同自卫相干干扰状态下雷达角度的即时误差与瞬时检测概率的动态变化.仿真结果表明:编队自卫相干干扰能够有效使单脉冲雷达角度诱骗0.26°并使雷达检测性能下降34.97%,有效降低编队航程下失损率.