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。     

基于相位调制与OTRD的雷达波形设计

基于噪声与杂波背景下,雷达对微弱目标探测的波形优化问题,以最大化目标回波信干噪比(SINR)为准则,结合相位调制与最优发射接收波形优化方法(OTRD)的各自技术优势,在相位调制信号的基础上进行最优调幅,提出了一种基于相位调制与OTRD的综合雷达波形设计方法。通过仿真,得到了相较于前2种算法更大的SINR,特别在较强的杂波环境下,对低可探测目标的探测中,效果尤为明显,雷达的探测性能得到了显著提升。     

基于相位调制与OTRD的雷达波形设计

基于噪声与杂波背景下,雷达对微弱目标探测的波形优化问题,以最大化目标回波信干噪比(SINR)为准则,结合相位调制与最优发射接收波形优化方法(OTRD)的各自技术优势,在相位调制信号的基础上进行最优调幅,提出了一种基于相位调制与OTRD的综合雷达波形设计方法。通过仿真,得到了相较于前2种算法更大的SINR,特别在较强的杂波环境下,对低可探测目标的探测中,效果尤为明显,雷达的探测性能得到了显著提升。     

一种基于正交编码的天基雷达空中目标检测方法

天基雷达由于工作于下视模式,天基雷达接收到的目标回波信号往往会淹没在地球杂波背景中.分析了天基雷达地杂波的产生原因,提出了低PRF时天基雷达空中动目标检测的无杂波区域,然后结合正交编码方式,提出了一种基于正交编码技术的空中目标检测方法.该方法不需要进行复杂的杂波抑制处理,可在一定程度上解决下视雷达面临的强地杂波问题.     

微波光子雷达及关键技术

 雷达是人类进行全天候目标探测与识别的主要手段,多功能、高精度、实时探测一直是雷达研究者追求的目标。这些特性实现的基础都是对宽带微波信号的高速操控,但受限于"电子瓶颈",宽带信号的产生、控制和处理在传统电子学中极为复杂甚至无法完成。光子技术与生俱来的大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等特性,使其成为突破雷达带宽瓶颈和"照亮雷达未来"的关键使能技术。同时光子系统重量轻、体积小、可集成,可以将雷达系统的体积重量降低数十倍,从而大大减轻飞机、卫星、舰艇等的载荷。因此光子技术的引入有可能改变现有雷达系统的体制,赋予雷达系统更加蓬勃的生命力。本文总结了国内外光子雷达系统的主要研究进展,讨论了光子雷达系统中的关键技术,并展望了光子雷达及其关键技术的发展趋势。     

基于被动量子雷达的隐身目标探测研究

未来战场,将是隐身武器的较量,不论是有人机、无人机,还是巡航导弹、弹道导弹,都朝着隐身化方向发展.传统雷达在对付这些隐身目标时存在无法突破的性能极限.笔者将被动雷达与量子技术结合,提出被动量子雷达,分析其对隐身目标探测的机理.采取超导电路技术实现对微波光量子转换处理,并使用SVI和PSA量子增强接收技术,以及JPA技术实现高灵敏度微波信号接收,被动量子雷达可将系统灵敏度最大提高大约4个数量级.分析结果表明提出的基于被动量子雷达的隐身目标探测原理可行,具有很强的应用潜力.     

隐身目标探测方法研究

介绍了一种探测隐身目标的实现方法．以双基地雷达为例，通过讨论雷达的有效散射截面RCS与雷达作用距离的关系^[1]，将接收机部署在探测隐身目标的前沿，使整个探测系统可在较远的距离上发现隐身目标．对于接收机收到的目标回波信号比较微弱，噪声相对较大，对于隐身目标的信号检测，可以采用对小信号的预处理，数据采集，进行分析处理^[2]．文中给出了理论依据，建立了模型，并通过MATLAB语言进行计算机模拟仿真，给出一些结果，说明其可行性．     

2011-22 科技新闻媒体关注指数排行榜

 目标探测是人类认识客观世界的重要手段,从宏观世界的宇宙天体到微观世界的分子原子,都需要借助观测设备进行分析研究,一定程度上,探测水平决定着研究水平。雷达作为最重要的探测器之一,无论是在战场监视、精确打击等军事领域,还是载人航天、探月工程、空中交通管制、对地观测等民用领域中都发挥着重要的作用。雷达起源于无线电探测与测距(Radio Detecting and Ranging,RADAR),自问世之初,主要担负远距离探测的任务,起着望远镜的作用;随着技术的进步及需求的提高,除能够远距离探测外,还需具备对目标的结构、尺寸、运动等细节的测量能力,即承担显微镜的作用。目前,雷达的发展趋势是作用距离越来越远、测量精度越来越高,如美国导弹防御系统最新部署的海基X波段雷达能够对3000km以外的目标实现cm量级的测距和测速,星载的合成孔径雷达对地面目标观测成像的分辨率可达到分米量级。     

雷达海面目标识别技术研究进展

 针对雷达海面目标识别特征数据缺乏和识别算法推广能力差等问题,从雷达目标电磁散射特性和目标分类识别两方面总结了雷达海面目标识别技术的研究热点和发展趋势。围绕海面目标雷达特性,从电磁散射测量和建模两个方面综述了国内外研究现状;从低分辨雷达回波、高分辨距离像、高分辨雷达图像3方面综述了海面目标识别技术发展现状;介绍了雷达海面目标识别工程应用情况;最后展望了海面目标识别技术的发展趋势。     

基于DDS技术的L波段收发系统设计

提出了以直接多通道数字频率合成(DDS)技术为基础设计的收发系统,应用到连续波体制穿墙动目标探测雷达的设计方案。讨论了DDS技术和连续波体制雷达原理和特点。在该系统中,采用了多通道同时输出、切换速率快和低相位噪声的DDS频率合成源,为工程实现雷达发射输出复杂调制波形,以及多通道信号的相位一致性提供了很好的解决途径。     

部分发射天线损毁时 MIMO 雷达信号认知优化

针对电子战环境中多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达部分发射天线遭受摧毁时目标检测问题,提出基于互信息量(mutual information,MI)准则的雷达感知天线状态并再次优化的算法.作为MIMO雷达信号优化设计方法之一,注水法能依据环境状况自适应分配发射信号功率,所提算法能提升分配功率的注水水位,降低天线损毁时目标脉冲响应与目标回波间互信息量损失,进而改善目标检测概率(target detection probability,TDP).仿真结果表明,低检测性能天线损毁时,当信噪比大于0 dB时采用所提方法能提升互信息量;高检测性能天线损毁时,采用所提算法能有效提升互信息量和目标检测概率.信噪比为20 dB时,互信息量提升4.96 nat;若以达到同一检测概率时所需信噪比的减少量表示性能增益,则检测概率为0.8时,性能增益为3.73 dB.     

一种基于FCM的微多普勒雷达中频信号检测处理方法

在时域信号中引入FCM算法,以区分运动目标的多普勒频移特性。利用多普勒特性对雷达中频信号进行了模拟研究,并使用FCM算法在一个雷达扫描周期可确定两个聚类中心,分别对应两个静止和运动的目标信号;对多个雷达扫描周期的多个聚类中心点,采用算术平均值滤波的方法构造中心函数C,通过门限判决的方法判定目标,并计算目标的检测概率。该算法简单、易于实现、计算量小,且有良好的目标检测概率。     

一种大多普勒容限的伪码调相连续波雷达

针对伪码调相雷达信号的多普勒敏感性,构建了一种基于m序列移位相乘特性的伪码调相连续波雷达系统.该系统通过对正交化后的目标回波信号进行延时交叉相乘求差处理,其多普勒容限可达子码重复频率的一半,因此可以有效应用于高速超高速目标的搜索和跟踪.由于脉压输出为频域的幅度调制信号,静止和低速目标干扰也能得到有效抑制,故该系统还兼具动目标检测功能.该文给出了雷达系统框图及实现方法,并进行了理论分析和系统仿真,展望了其工程价值.     

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％.     

频域积累与EMD去噪结合的微动信号检测算法

 超宽带生命探测雷达具有穿透能力强、距离分辨率高、抗干扰能力强等诸多优点,在防暴、救援、反恐等领域有很高的使用价值。由于穿墙生命探测雷达回波信号具有杂波干扰严重,且生命信号与背景噪声相互交叠等特点,利用传统数字滤波方法无法有效检测人体微动信号。针对此问题,本文提出一种利用频域积累与经验模态分解（EMD）相结合的人体微动信号检测算法,利用频域积累提高回波信号的信噪比,利用EMD 方法进行进一步的去噪处理。该算法不仅具有频域积累可以有效提高信噪比的优点,而且具有EMD 方法自适应分解信号的能力。同时,它克服了在低信噪比情况下,频域积累实时性不强,以及EMD 方法不能有效去除杂波的缺点。仿真和实验证明,该算法既可以有效提高雷达回波信号的信噪比,又可以改善单纯使用频域积累实时性不强的缺点,利用该算法对雷达回波信号进行处理可以准确快速地检测出人体的呼吸频率,是一种很好的穿墙雷达微弱信号检测新方法。     

紧凑型地波超视距雷达海杂波区目标检测影响因素研究

针对紧凑型地波超视距雷达海杂波周边及区域内目标难以检测问题，通过相关影响因素的理论及实测数据统计分析，对系统信号积累时间选取、目标航行状态与海杂波区的关联以及实测数据的联合域展开研究,分析结果为雷达相干积累时间的选取制定了取值范围。研究表明海杂波区内远距离非机动目标潜在驻留时间超过雷达积累时间，且导致的回波多普勒变化量有限，但海杂波和目标在时空及极化域具有相对较大的差异，可作为海杂波区目标检测的重要依据。     

探地雷达目标检测中的加窗统计量定位方法

 目标检测与定位是探地雷达的一个重要问题。目前,多数检测与定位方法都是通过判断探地雷达信号中的双曲线特征实现的。在检测目标大致区域的基础上,要实现目标定位,无论是合成孔径算法还是叠加-幅度波速法,都存在计算量大的问题。现有的统计量方法还需依赖霍夫变换方法检测出双曲线,算法也较复杂。根据探测背景介质结构相似及在探测方向上利用整个A-scan进行统计量计算干扰较大的特点,提出了一种探地雷达目标快速定位方法。首先以能量和方差为统计量,在深度方向上判断出目标区域的时间窗口,而后在探测方向对A-scan加窗,只选择该窗口下的部分A-scan数据,以能量为统计量确定目标的位置。由于仅采用方差、能量两个统计量进行计算,算法实现比较简单,并且采用时间加窗方法去除了回波数据上大部分与目标无关数据的干扰,对目标的定位准确度较高。实测数据表明,该方法适用于探地雷达目标检测中对目标的快速准确定位。     

紧凑型地波超视距雷达海杂波区目标检测影响因素研究

针对紧凑型地波超视距雷达海杂波周边及区域内目标难以检测问题，通过相关影响因素的理论及实测数据统计分析，对系统信号积累时间选取、目标航行状态与海杂波区的关联以及实测数据的联合域展开研究,分析结果为雷达相干积累时间的选取制定了取值范围。研究表明海杂波区内远距离非机动目标潜在驻留时间超过雷达积累时间，且导致的回波多普勒变化量有限，但海杂波和目标在时空及极化域具有相对较大的差异，可作为海杂波区目标检测的重要依据。     

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。