基于广义似然比的高分辨率雷达目标检测

目标的一维距离像反映了目标强散射中心在径向距离轴上的投影分布 ,它是目标特征的体现 ,根据目标的距离像提出了一种新的信号检测方案 ,即先从目标的距离像中提取散射中心 ,获得其空域分布密度 ,再进行广义似然比检测。仿真试验结果表明 ,这种检测器具有很好的检测性能     

宽带雷达目标的稳健二进制检测算法

由于宽带雷达的高分辨距离像(high resolution range profile, HRRP)对方位变化非常敏感,传统的基于散射点密度广义似然比(scatter density dependent generalized likelihood rate test, SDD GLRT)或二进制积累器(binary integration, BI)检测算法存在参数选择困难的问题。提出的稳健二进制积累器(robust binary integration, RBI)采用高低双门限，分别对HRRP进行量化，然后将过高门限的距离单元数加权后与过低门限的距离单元数求和，并将该值与第二门限比较做出最终判决。而后研究了RBI的虚警概率和参数选择的方法。实测数据仿真结果表明, RBI对高低熵值的HRRP都可保证稳健、良好的检测性能。     

一种基于谐波数估计的距离扩展目标检测算法

宽带雷达的目标回波信号分布在多个距离分辨单元内,被称为距离扩展目标。距离扩展目标信号傅里叶变换后在距离频率域可表示为由散射点强度和相对位置决定的不同幅度、频率和相位谐波叠加的谐波过程。将高斯白噪声中距离扩展目标检测问题转换为谐波过程的谐波数估计问题来进行目标检测。给出了高斯白噪声中使用总体最小二乘奇异值分解的谐波数估计的距离扩展目标检测器,对检测器的性能分析表明该检测器具有恒虚警性能。使用模拟数据和实测飞机数据的计算机仿真实验表明,本文提出的检测器比能量积累检测器有更好的检测能力。     

高速旋转目标三维成像的新算法

针对高速旋转目标三维成像的问题，提出一种有效的GRT CLEAN方法。该方法首先进行平动补偿,将高速目标的回波信号转换为高速转台模型。然后利用基于旋转散射点各次距离像回波的变化曲线所具有的特征，采用广义Radon变换(generalized Radon transform, GRT)得到目标散射点空间位置的近似估计。最后把该目标参数估计方法与修正的CLEAN技术相结合得到每个散射点的特征估计,并进一步得到目标三维像。理论推导与仿真结果验证了该算法的有效性。     

扩展目标的最优二进制检测

研究了高斯白噪声背景下扩展目标二进制检测器的优化问题。散射中心展布特性是制约二进制检测器检测性能的重要因素之一。首先从理论上系统分析了不同的散射中心展布对二进制检测器检测性能的影响,然后采用经验拟合的办法给出了设计最优二进制参数的经验公式,进而得到最优二进制参数设计的一般原则。仿真结果证明,最优二进制参数和距离像的长度及散射中心的个数有关。     

基于距离单元选择的距离扩展目标检测器

针对距离扩展目标所占据的各距离单元输出的信杂比在统计意义上不同的一般情况,在分析基于顺序统计的广义似然比检测(generalized likelihood ratio test based on order statistics, OS-GLRT)的基础上提出了两种改进的检测器。第一种是修正的OS-GLRT,它采用或规则,将所有可能的有效距离单元数量得到的OS-GLRT的结果进行融合后做出判决,所得到的修正的OS-GLRT无需有效距离单元数量等目标先验信息。第二种是结合双门限(dual threshold, DH)技术,通过设置固定的第一门限对有效距离单元数目进行估计,动态的第二门限形成最终的判决。与同类检测器相比,新检测器不需要距离扩展目标的先验信息,具有较好的鲁棒性。     

高距离分辨(HRR)雷达单个目标回波信号检测

研究了 Ｈ Ｒ Ｒ 雷达单个目标回波的信号检测。由于 Ｈ Ｒ Ｒ 雷达目标检测实质上是延迟目标检测（ Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｔａｒｇｅｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）,所以其目标散射模型不是简单的点目标,而是在距离维上呈现出多个强散射点。由于目标的运动,其各距离维上的散射点相对于雷达的位置会不断地发生变化［１,９,１０］。提出的单个目标回波的检测方法是对同一目标的距离维上散射点进行相关积累,以提高其目标信噪比。采用此方法可使 Ｈ Ｒ Ｒ 雷达比低距离分辨（ Ｌ Ｒ Ｒ）雷达的威力高出很多。     

一种基于相位补偿处理的积累检测器

主要针对宽带雷达下的距离扩展目标提出了一种基于相位补偿处理的能量积累检测器.现有的单脉冲扩展目标检测方法都是在包络检波或平方率检波后进行的,丢失了信号的相位信息,就不可避免的会造成检测性能的损失.从信号的相位分析入手,通过对目标信号的相位进行补偿处理,然后进行能量积累和CFAR检测,实现对扩展目标的检测.最后通过两个Monte Carlo仿真实验,将提出的方法与能量积累检测器作比较,发现在目标散射中心均匀分布及高斯白噪声的假设下,提出的方法有较好的检测性能.     

气象杂波环境下二维次序统计量恒虚警检测器

利用实际的气象杂波数据 ,研究了其CFAR处理问题。基于FFT处理技术 ,比较了CAGO -CFAR检测器、CLUTTERMAPPING -CFAR检测器和MX -OS -CFAR检测器的抑制气象杂波性能。针对存在的问题 ,提出了将通常在一维距离向进行的CFAR处理改为在R-Fd(距离 -多普勒频率 )二维平面进行 ,并利用次序统计量估计杂波幅度 ,形成新的稳健的 2D -OS -CFAR检测器。对实际杂波数据和仿真目标数据的处理结果表明所提出的 2D -OS -CFAR检测器具有良好的性能     

基于法向前边界响应的SAR目标方位角估计

为了提高合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)自动目标识别系统的性能,提出了一种新的SAR目标方位角估计方法。利用简单的自适应阈值处理提取目标区强散射点,通过对强散射点在不同方向上投影分布的分析,定义法向前边界响应强度作为方位角估计的依据,最后对个别不可信结果进行90°校正。在运动和静止目标获取与识别（moving and stationary target acquisition and recognition, MSTAR）公开数据集上进行了实验,采用该方法99%的样本估计误差小于10°。实验结果表明,该方法可以达到与主导边界拟合法相当的最优性能,而且处理流程简单,计算效率更高。     

对SAR-GMTI的二维单音调制散射波干扰

针对传统散射波干扰对多通道合成孔径雷达地面动目标指示(synthetic aper ture radar ground moving target indication, SAR-GMTI)成像位置固定、无法掩护特定位置处运动目标的问题,提出了基于二维单音调制的散射波复合干扰方法。该方法将截获到的雷达信号作距离向和方位向的移频调制,对干扰的位置利用线性调频信号的时频耦合特性进行控制,将干扰信号放大后照射到散射目标。从理论上推导出了对SAR-GMTI干扰成像结果的解析表达式,并对干扰性能做了详细分析。理论分析与仿真结果表明,所提方法可有效解决传统散射波干扰无法掩护特定位置处运动目标的问题,实现在固定干扰机下对干扰成像位置的灵活控制,并可通过对散射点的布置控制干扰密集度。即使在较大侦察误差下仍能实现对SAR-GMTI的干扰,对实际工程应用具有一定参考价值。     

基于状态空间模型的雷达目标一维散射中心参数估计

复杂雷达目标回波可看成是多散射中心回波的合成。首先建立了雷达目标回波的状态空间模型,然后利用超分辨方法估计一维散射中心的参数。在此基础上提出了一种基于状态空间的散射点数估计方法,该方法能够嵌入状态空间分析方法中,在进行超分辨分析的同时获取目标散射点数的精确估计,最后利用经典雷达回波模型对该方法进行了仿真实验验证。仿真结果表明,该方法能有效地提取一维散射中心参数并估计出散射点数,且具有良好的抗噪性。     

Rotational parameters estimation of maneuvering target in ISAR imaging

The rotational parameters estimation of maneuvering target is the key of cross-range scaling of ISAR (inverse synthetic aperture radar), which can be used in the target feature extraction. The cross-range signal model of rotating target with fixed acceleration is presented and the weighted linear least squares estimation of rotational parameters with fixed velocity or acceleration is proposed via the relationship of cross-range FM (frequency modulation) parameter, scatterers coordinates and rotational param...     

非全测状态下的机动目标跟踪

针对空空导弹制导过程中可能出现测量信息不全的情况,以机动目标的“当前”统计模型为基础,在螺旋机动目标模型下对机动目标进行了跟踪滤波。在深入研究了扩展卡尔曼滤波算法、衰减记忆扩展卡尔曼滤波算法的基础上,利用改进的强跟踪滤波算法进行了非全测状态下的机动目标运动信息估计。仿真实验表明:改进的强跟踪滤波算法不仅能很好地完成速度和距离跟踪;如果加上多普勒速度测量,改进的强跟踪滤波算法还可跟踪上加速度。仿真结果表明了改进的强跟踪滤波算法的有效性。     

基于UT变换的MMPHD机动目标跟踪

基于序列蒙特卡罗方法的多模概率假设密度(probability hypothesis density, PHD)滤波算法及其改进方法,在预测过程中依据多个并行的状态转移模型将大量粒子散布到下一时刻目标所有可能出现的状态空间,从而实现目标状态的捕获。由于这些方法大量使用粒子,造成计算量巨大、算法实时性差。为此,提出了基于无迹变换的多模PHD机动目标跟踪方法。该方法利用最新量测信息获得粒子预测过程中的建议密度函数,从而将粒子聚合在目标最可能出现的状态空间邻域中,充分实现粒子的有效利用。仿真实验表明,论文提出的算法不仅显著减少了多模PHD算法的计算量,而且在一定程度上提高了多模PHD算法的精度。     

机动目标跟踪的斯-厄米特粒子滤波算法

闪烁噪声环境下的机动目标跟踪实质上是一个非线性非高斯系统滤波问题,为了提高跟踪精度,应用高斯-厄米特滤波方法来产生粒子滤波器(PF)的重要密度函数,解决了PF算法的粒子退化问题,并给出了基于高斯-厄米特粒子滤波器(GHPF)的闪烁噪声机动目标跟踪算法。仿真结果表明,各种PF算法对闪烁噪声机动目标的跟踪精度远远好于卡尔曼滤波方法;同时GHPF不仅提高了估计精度,而且减少了粒子数目,降低了算法的复杂度,因此其综合性能要好于其他PF算法,具有较高的跟踪精度和较好的实时性。     

ATR系统性能与目标类型数的分析与建模

自动目标识别(ATR)系统性能评估需要综合考虑工作环境变化和系统代价约束。针对地面目标识别的应用背景,结合宽带雷达平台分析了待识别目标类型的数目对ATR系统性能的影响,并考虑了系统存储代价的作用。分别得到了两个适合空地背景的ATR系统扩展性的经验模型。所得模型和相关结论为空地背景下ATR系统的性能预测和评价提供了借鉴和参考,具有一定现实意义。     

A hypersonic target coherent integration detection algorithm based on Doppler feedback

The traversal search of multi-dimensional parameter during the process of hypersonic target echo signal coherent integration,leads to the problem of large amounts of calculation and poor real-time performance.In view of these problems,a modified polynomial Radon-polynomial Fourier transform(MPRPFT)hypersonic target coherent integration detection algorithm based on Doppler feedback is proposed in this paper.Firstly,the Doppler estimation value of the target is obtained by using the target point information obtained by subsequent non-coherent integration detection.Then,the feedback adjustment of the coherent integration process is performed by using the acquired target Doppler estimation value.Finally,the coherent integration is completed after adjusting the search interval of compensation.The simulation results show that the algorithm can effectively reduce the computational complexity and improve the real-time performance on the basis of the effective coherent integration of hypersonic target echo signals.     

飞机目标的一维距离像特性

一维距离像已广泛应用于雷达自动目标识别 ,虽然一维距离像已将目标按距离分辨单元分割开 ,但每个分辨单元里还有许多散射点 ,该单元回波的复振幅为众多散射点子回波之和。当视角有微小变化时 ,其相位差的变化相当大 ,从而使各分辨单元的复振幅有大的起伏 ,所以一维距离像的方向敏感性十分强。对一维距离像的特性进行了研究 ,并通过预处理得到相对稳定的一维距离像。