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。     

基于Keystone变换的高速运动目标检测方法研究

高速运动目标脉间存在越距离单元走动,且多普勒频谱混叠,脉间相参积累困难.利用长时间的信号积累,来提高微弱高速运动目标在低信噪比下的检测性能理论上是一种有效方法,但积累时间长,使得目标回波越距离单元走动,相参积累更加困难.进行速度提前预估计的方法,能很好提高检测性能,但增加了技术难度,并且需要长的检测时间.本文研究一种改进的Keystone变换方法,该方法是通过计算不同模糊系数时的所有回波脉冲峰值位置的方差,记录下方差最小时的模糊系数,利用该模糊系数,结合运用SINC函数插值实现的变换方法.该变换方法不受目标回波积累时间的限制,无需预先估计目标速度,可同时实现解多普勒模糊和补偿距离走动.仿真结果表明,与进行匹配滤波后相参积累的方法相比,结合最小方差法和Keystone变换的方法,能有效补偿距离走动,去除多普勒模糊,有效提高了高速运动目标回波脉冲积累的信噪比,改善了雷达的检测性能.     

基于多通道补偿的毫米波雷达高速目标检测方法

目标检测是雷达的重要任务之一,利用长时间信号积累能有效提高低信噪比时的检测性能.对于高速运动目标,脉间回波存在相位差,及严重的距离走动现象,影响相参积累的效果.针对雷达系统高速运动目标检测的问题,提出一种基于多通道补偿的方法,提高毫米波雷达脉间相参积累性能.该方法将目标速度范围划分成若干区间,对每一区间设置一个补偿通道,各通道按对应速度区间的中值对输入信号进行走动校正及相位补偿,补偿后经过匹配滤波器输出;选取所有通道输出值的最大值,与预先设定的阈值的判决器进行比较,以确定有无目标.该方法与恒虚警检测结合,无需预先估计目标速度.用Matlab构造毫米波雷达发射与接收回波的模型,对接收信号进行多通道补偿高速目标检测进行了仿真.仿真结果表明,在毫米波雷达高速目标检测中,多通道补偿方法能有效的检测出微弱高速运动目标,与直接相参积累方法相比,可提高7dB的信噪比,增强毫米波雷达系统的检测性能.     

基于FCM聚类的雷达中频信号的运动目标检测

针对航海雷达在强杂波环境下对弱小目标检测能力不足的情况,提出一种基于FCM(Fuzzy-C-Means)聚类的雷达中频信号检测方法.对雷达中频信号进行小波分解,提取低频子带作为聚类样本集,利用FCM聚类方法,对同次脉冲回波相邻单元进行聚类分析,通过设定门限来判定目标.仿真结果表明,该方法可以改善输出信噪比,实现对目标的有效检测.     

基于航迹检验的雷达检测前跟踪新算法

针对在低信噪比环境下雷达目标检测的问题,提出了一种基于航迹检验的检测前跟踪方法.该方法利用航迹检验和能量积累检测双重检测方法,在目标运动信息未知的情况下,在多脉冲回波间估计目标运动参数,获取目标航迹并沿着目标航迹的进行非相参积累,有效地积累目标回波能量,改善了积累后的信噪比,提高了检测性能.通过仿真表明,在目标匀速和匀加速运动时,该方法都具有较好的检测性能,与其它检测前跟踪方法相比,该方法鲁棒性更好.     

双发双收双偏振天气雷达信噪比改善方法研究

针对双偏振天气雷达在同时发射同时接收体制下,存在信噪比损失3 d B的现象,分析了信噪比损失对雷达回波产品显示的影响,并详细介绍了一种在信号处理器中对水平和垂直通道内的I/Q回波信号进行相干叠加,改善雷达回波信噪比的方法。理论分析和计算表明,该方法可以提高雷达信噪比2~3 d B;观测结果证实,该方法可以增强双偏振天气雷达对弱信号的探测能力。     

计数型小滑窗检测器检测性能的简捷算法

自动检测雷达信号的任务是从噪声加目标信号的回波中可靠地检测出目标信号来.利用目标回波信号在距离上的相关性和噪声信号的随机性,通过对回波信号在时间上的积累,就能提高信噪比,从而有利于发现目标。滑窗检测器正是根据这一原理而设计出来的数字式视频积累器.它将雷达视频回波信号在距离和幅度上分别量化,并对同一距离单元N次量化所得的1元素积累起来与某一门限相比较,超过此门限就认为有目标出现,否则是噪声。随着雷达探测脉冲不断发射,滑窗每次将获得一个新元素0或1;     

基于Gabor-Radon变换的低信噪比雷达LFM信号检测与估计

针对通常利用的匹配滤波法对低信噪比雷达LFM(linear frequency-modulated)进行信号检测和估计的不足,提出一种联合Gabor-Radon变换方法.通过计算雷达回波的Gabor时频变换,得到2D含强噪声和弱直线LFM的时频分布图;然后,利用Radon变换能对直线和边缘进行快速检测、抗噪能力强的特点,对时频2D图像进行Ra-don变换,检测出微弱LFM信号;再设置合适门限可对时频分布图去噪,进行Gabor逆变换可以得到去噪的时域波形.仿真结果证明了此方法能在低信噪比下有效地检测出LFM信号.     

径向匀加速目标的长时间相参积累方法

长时间相参积累是数字阵列雷达等新体制雷达提高目标检测性能的主要途径之一,但必须有效补偿目标回波在长观测时间内跨距离单元、跨Doppler单元等效应。基于目标频域信号模型,该文提出了一种径向匀加速目标长时间相参积累方法。该方法在每个脉冲回波频域对目标跨距离单元、跨速度单元进行回波包络与Doppler相位的联合补偿,实现了对径向匀加速度目标回波的有效积累。该方法显著改善了雷达对径向加速目标的检测性能,具有补偿精度高、易于并行化等特点,适于工程实现。数值实验验证了该方法的有效性。     

基于Gabor-Radon变换的低信噪比雷达LFM信号检测与估计

针对通常利用的匹配滤波法对低信噪比雷达LFM(linear frequency-modulated)进行信号检测和估计的不足,提出一种联合Gabor-Radon变换方法。通过计算雷达回波的Gabor时频变换,得到2D含强噪声和弱直线LFM的时频分布图;然后,利用Radon变换能对直线和边缘进行快速检测、抗噪能力强的特点,对时频2D图像进行Ra-don变换,检测出微弱LFM信号;再设置合适门限可对时频分布图去噪,进行Gabor逆变换可以得到去噪的时域波形。仿真结果证明了此方法能在低信噪比下有效地检测出LFM信号。     

基于部分匹配的雷达回波信号检测

针对雷达回波信号检测中对整个回波信号全部匹配滤波需要较长时间及较多资源的问题,提出部分匹配滤波方法.将雷达接收机接收到的回波数据,以雷达发射的线性调频(LFM)脉冲信号的脉宽为长度,分成若干段,逐段匹配滤波,通过判决门限找到匹配结果中的信号峰值后,计算出目标反射回波的位置.运用Matlab对时宽带宽积为500的线性调频脉冲信号进行仿真,结果表明:该方法适用于信噪比高于-12 dB的信号的搜索定位;该方法既可减少处理时间,又能节省系统资源.     

改进的相控阵雷达信号检测方法

针对传统雷达信号检测方法对相控阵雷达信号检测概率较低的问题,提出了一种结合小波降噪和极值序列法的信号检测方法。该方法采用小波阈值降噪法对雷达信号进行预处理,以提高侦收信号的信噪比,利用极值序列法在高信噪比下检测精度较高的优势,完成对信号的准确检测和参数的精确估计。仿真结果表明,与传统检测方法相比,该方法在低信噪比下对相控阵雷达信号的检测概率平均提高21.8%。     

穿墙雷达系统中信号检测的新算法

针对冲击体制穿墙雷达系统中回波信号结构复杂、信噪比低、信号检测困难等问题,提出一种小波-双谱联合检测新算法.在对穿墙雷达回波信号建模的基础上,用联合算法将非相干累积后的回波信号经过小波包变换提高信噪比,再用双谱算法进行信号检测.实验结果验证了新算法的有效性,能提供比单独使用其中任一算法更高的检测精度.该算法能反映墙壁后物体的距离-方位信息,为穿墙雷达系统成像提供了可能.     

雷达回波信号的多普勒瞬时频率仿真研究

雷达回波信号是非平稳的时变信号,其瞬时频率是雷达接收机所接收到的回波信号的重要参数,可以获知空间目标的运动信息.本文分析了雷达回波信号处理过程中产生的多普勒瞬时频率的数学基础,其信号频谱峰值随时间的变化而变化,并采用时频分析的方法仿真了多普勒瞬时频率的性能参数,以获得回波信号的多普勒瞬时频率时间域与频率域的联合分布信息,便于获知空间目标的运动情况,更好地探测、跟踪空间运动目标.     

调频广播台杂波和噪声与目标回波功率对比分析

利用无源雷达来对目标检测是目前电子对抗研究的一个热点。该文给出了以调频广播信号为非合作照射源来进行目标探测的传输模型,由此计算出目标回波信号与直达波功率比（信直比）、信杂比和信噪比的强度,然后将三者的强度进行了对比分析,得出了直达波对整个系统性能一直起到主导作用,而对于不同的基线距离,信噪比和信杂比对系统性能影响程度的比重将发生变化,从而为后续的杂波抑制和信号检测提供了理论依据。     

“二代小波变换算法”在激光雷达回波信号去噪中的应用

提出了一种新的基于二代小波的消噪算法,可以有效地消除激光回波信号中的噪声.仿真结果表明,该算法可以有效地提高信噪比,降低激光回波信号中所含有的噪声,与传统小波去噪算法相比,该算法计算简单,适合于实时处理.     

正交频分复用调制雷达高速弱目标检测算法

为提高正交频分复用(OFDM)调制雷达对高速弱目标的检测能力,提出了一种基于相参Radon变换的OFDM调制雷达高速弱目标检测算法。首先分析了高速弱目标回波信号模型以及对其进行长时间相参积累时出现的跨距离单元走动问题,然后采用相参Radon变换算法沿距离单元走动斜线对其进行长时间相参积累,并研究了其存在速度模糊情况时的参数估计方法。理论分析和仿真结果表明,该算法具有比非相参Radon变换和动目标检测(MTD)更优的低信噪比(SNR)背景下的目标检测性能,并能进行有效的参数估计。     

一种提高船舶导航雷达远距离探测能力的方法

船舶导航雷达接收机的中频窄带滤波器性能直接影响到雷达对远距离目标的探测能力。提出了构造一种提高船舶雷达远距离回波信号信噪比的“匹配滤波器”的方法。通过阻抗变换的方法设计高Q窄带中频滤波器,达到了2 MHz的通带宽度,小于3 dB的带内插损以及较高的矩形系数等设计目标。将滤波器运用于实际的船舶导航雷达接收机中,有效提高了雷达的探测距离。设计的窄带滤波器还有体积小、结构简单、制作方便、成本低等特点。