基于EMD算法的空间自旋目标平动补偿与微动特征提取

针对微多普勒频率附加在空间目标高速轨道运动产生的多普勒频移上使微动特征提取更加困难这一问题,提出了一种利用EMD算法对空间目标进行精确平动补偿和微多普勒特征提取的方法。对空间自旋目标进行建模,推导了窄带雷达条件下空间目标的微多普勒效应,并分析了平动分量对微多普勒的影响;把目标回波分解成一系列本征模态函数(IMF),然后求出瞬时频率,利用经验模型分解(EMD)算法对瞬时频率进行分解,分析各分量的能量百分比判别平动频移分量,实现回波信号的平动补偿;对平动补偿后的信号利用 EMD算法分离出微多普勒曲线,提取微动特征。仿真实验验证了该方法的可行性与有效性。     

距离扩展目标回波序列的慢时间谱积累检测器

针对目标高速运动引起宽带雷达回波间包络平移使得距离扩展目标的检测率降低的问题,提出了一种距离扩展目标回波序列的慢时间谱积累(STSI)检测器.采用频率-慢时间模型描述距离扩展目标信号,将宽带雷达回波脉压后变换到距离频率域,然后对回波序列各频率单元沿着慢时间作傅里叶变换,最后将各频率向量的最大值累加与检测门限比较进行检测判决.STSI检测器不需要目标运动的先验信息,具有恒虚警检测性能,对目标运动引起的散射点跨距离单元走动不敏感.仿真试验表明,与不依赖散射点分布信息的广义似然比检测器相比,STSI检测器在检测率90％处有5 dB的性能改善.     

基于多普勒效应的单声源速率测定算法研究

应用多普勒效应原理,实现了对固定频率、匀速运动的单声源的速率测定.利用MATLAB拟合了固定传感器接收到的该声源运动时的声音信号,用Hilbert变换得到了该信号的瞬时频率,并以离散时间域的多普勒效应为目标函数,采用非线性最小二乘拟合得到其速率.算法采用小波分析及经验模态分解(EMD)方法分别对原始声音信号和瞬时频率进行去噪.实验结果表明,该算法精度较高,是一种可行的方法.     

基于广义S变换的超声多普勒信号瞬时速度提取

多普勒回波信号中瞬时速度的提取对目标的运动状态分析具有重要意义,但由于其非平稳性的限制,一般的分析方法无法提供足够的时频聚焦性能.针对这个问题提出了基于广义S变换的超声多普勒信号瞬时速度提取方法,并进行了计算机仿真和实验验证.在仿真上设定超声波入射一个往复运动的质点得到了多普勒回波信号,在实验上设计了一个往复运动的机械装置,超声探头发射超声波并接收回波信号.通过对回波信号进行广义S变换,提取了信号的瞬时频率,并计算得到瞬时速度.计算机仿真和实验研究表明了广义S变换在超声多普勒信号中运动目标的瞬时速度提取上的有效性.     

运动目标微多普勒特征提取方法

雷达目标的微多普勒效应为目标精确识别提供了新的技术途径;近年来获得了广泛研究。为了实现对目标微多普勒特征的快速准确提取,在对逆合成孔径雷达系统中含旋转部件运动目标雷达回波信号距离-慢时间二维谱图域分析的基础上,提出了一种基于图像域的微多普勒特征提取方法。利用二维谱图上微多普勒曲线的正弦周期特性,实现对不同微多普勒曲线的分离和参数的快速提取,从而获得目标真实的微动信息,为目标的快速准确识别提供了依据。最后,仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于LabVIEW FPGA模块的雷达模拟回波多普勒频移调制

目标回波的多普勒信息反映了目标与雷达之间的相对运动情况,多普勒频移的调制是雷达回波信号模拟的重要内容。利用LabVIEW FPGA模块可以用图形化的编程编译FPGA,给出了一种多普勒频移调制的方法,先利用LabVIEW FPGA模块生成带有多普勒频移的零中频信号,再上变频到需要的频率。实验结果表明,这种方法有效、可行,同时该方法还可以大大缩短系统开发时间。     

基于连续波雷达的人体目标微多普勒频率估计方法

针对连续波多普勒雷达在频谱混叠区域目标信号难以识别以及传统维特比瞬时频率估计算法路径分叉的问题,本文将修正的维特比算法与指数平滑预测技术相结合,根据雷达回波的局部特性动态调整指数平滑法的平滑系数,并定义基于三次动态指数平滑预测的新型惩罚函数,提出一种从连续波雷达回波中估计人体特定散射部位微多普勒频率的新方法.研究结果表...     

采用同步挤压小波变换的人体运动姿态分析

针对人体运动的雷达回波信号特征复杂、不同运动姿态微多普勒频率差异小、难以区分精细特征的问题,提出了一种采用参数可调的同步挤压小波变换(SSTAP)的人体运动姿态分析方法。首先根据实测人体运动数据构建人体运动模型及其雷达回波模型;然后利用SSTAP方法对人体运动模型雷达回波信号进行分解,获得人体各主要部位的时频特征;再通过调整同步挤压小波变换的2个参数获得人体整体回波信号的具有最佳时频分辨率的时频特征,进一步与各部位的人体时频特征比较获得了人体运动姿态的信息。实验结果表明,相比广义S变换(GST)、小波变换(WT)等时频分析方法,基于参数可调的同步挤压小波的人体微多普勒分析结果更加清晰精细,更能反映人体微运动的特征,其微多普勒频率的分辨率比GST、WT分别提高了17%和14%。     

基于匹配傅里叶变换的舰船目标成像算法

为解决逆合成孔径雷达(ISAR)对非合作、机动目标成像时的散焦问题,提出利用瞬时多普勒参数估计补偿相位的成像方法.分析舰船目标的回波特性及其偏航、俯仰、侧摆等转动分量引起的多普勒非线性变化,将回波近似为噪声和杂波背景下的多分量线性调频信号.比较二阶、二步两种匹配傅里叶变换的多普勒参数估计精度.蒙特卡罗实验验证.二步匹配傅里叶变换均具有更好的多普勒分辨力,估计误差较小.利用匹配傅里叶变换估计多普勒频率完成瞬时成像的方法,去除了传统算法中的严重散焦现象,提高了聚焦性能,可获得舰船目标在观测时间内的姿态变化.仿真实验及实测结果验证了该方法的有效性.     

超声多普勒回波信号瞬时幅度和瞬时频率估计的新方法

对脉冲超声多普勒回波信号模型进行了改进，并在改进模型的基础上，提出了一种基于非线性能量算子ψ的检测超声多普勒回波信号瞬时幅度和瞬时频率的方法．该方法具有跟踪信号瞬态变化的能力，计算量小，很容易做到实时．仿真结果和对颈动脉超声多普勒回波信号的分析，都证明了该方法的可行性．     

基于S变换的浮标式高频地波雷达相位补偿算法

针对浮标式高频地波雷达系统,分析了雷达平台晃动对回波信号相位的影响,并且提出一种基于S变换的相位补偿方法。该方法利用信号窄带分量中能量最大者作为相位补偿的标校信号,采用S变换的时频分析方法对雷达信号的瞬时频率以及相位进行估计,实现对回波信号相位补偿。仿真结果显示一阶海洋回波谱得到了很好的锐化,与相位污染前的多普勒频谱相近,从而验证了方法的有效性。     

智能运输系统中的雷达车辆检测器

研究智能运输系统中的雷达车辆检测器,利用雷达原理完成对速度,流量等交通流的实时检测和统计,连续波雷达检测器利用运动目标产生的多普勒频移检测运动车辆,调频畦达检测器利用雷达测距原理检测静止,车辆,在频域中数字信号处理器对信号变换与处理,能快速,准确地得到车辆的速度,流量等信息,该检测器已广泛有于北京市智能运输系统中,实践表明对运动车辆的速度和流量的检测准确率高达95％。     

基于单频涡旋电磁波雷达的人体目标步态精细识别

现有基于传统平面电磁波雷达的人体目标识别技术能够实现对步态差异较大的人体目标的分类识别,但在步态精细识别方面面临较大困难。将涡旋电磁波雷达应用于人体步态识别中,尝试通过发射携带有轨道角动量的单频涡旋电磁波来增加雷达回波中的目标信息量,以提高人体步态精细识别能力。首先建立了人体目标的涡旋电磁波雷达回波模型,并仿真生成了3种步态下的回波数据集;然后通过将回波变换到基频,获得目标线多普勒和角多普勒混合信息并用时频图表征,最终将时频图输入到卷积神经网络模型中获得分类结果。仿真实验表明：相比于传统平面电磁波雷达,使用涡旋电磁波可以提升人体步态精细识别能力。     

近程PRC-CW雷达运动目标特征研究

为获得运动目标特征,基于目标多点散射模型推导了近程伪码调相连续波(PRC-CW)雷达回波多分量信号模型.在该模型基础上提出将运动目标的细微频谱结构作为该目标特征,并详细阐述了特征提取的方法.该方法在常用的脉压-快速傅里叶变换处理之后,利用频谱细化方法得到目标的细微频谱结构,然后通过梅林变换实现了该结构特征对于目标不同入射角情况下的尺度不变性.给出了实现过程框图.目标外场实测数据试验结果表明不同目标的细微频谱结构明显不同,反映了不同目标的结构特征.     

单频信号瞬时频率估计

目的　研究点目标回波信号的瞬时距离信息提取问题; 方法　在详细讨论点目标回波差频信号频谱结构的基础上,利用单频信号瞬时频率ＩＦ（ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）定义、ＦＦＴ方法和计算机仿真,分析差频信号谱结构与信号携带的距离信息的关系; 结果与结论　差频信号的基波频率与目标距离相对应; 所提出的频域最大值跟踪法优于Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ 分布（ＷＶＤ）和前向差分法;     

高速运动目标的频域合成带宽方法

为了利用线性调频步进雷达获得高速运动目标的高分辨距离像,提出了基于高速运动模型的频域合成带宽方法.该方法根据运动目标雷达回波的精确模型建立运动补偿因子,并在时域将回波信号与频域频谱搬移的误差频率混频,以消除频域频谱搬移误差的影响.与传统的基于低速运动模型的合成带宽法相比,所提方法对高速运动目标回波补偿后不存在子脉冲频谱的初相补偿误差和失配误差,具有更高的补偿精度.针对高速运动目标的仿真结果表明,在采用海明窗加权的情况下,与基于低速运动模型的频域合成带宽法相比,所提方法得到的距离像没有出现栅瓣且副瓣电平在-42 dB以下.     

基于高次模糊函数的SAR图像动目标检测

SAR图象中动目标运动形成的相位误差可描述为有限次幂级数,时频分析将时域信号变换为时频联合域,揭示出信号瞬时频率随时间的变化规律,应用高次模糊函数可估计出动目标信号的相位多项式系数,检测含高次相位误差的动目标,结合逐次消去法,可将其用于检测含高次相位误差的多个动目标.     

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。     

二相编码脉冲雷达模拟器的研制

研究二相编码体制雷达信号处理机与雷达模拟器之间的接口方式,以及在变脉冲重复周期时巴克码和M序列码雷达回波信号的产生方法.以数字信号处理器(DSP)为核心器件,设计了一套较为通用的硬件实现方案,在此基础上,对回波信号进行二相伪随机码调制、多普勒调制和天线方向图调制,模拟距离模糊和速度模糊,并采用数字的方法进行多目标合成.该雷达模拟器与信号处理机可实时闭环工作,检验信号处理机搜索和跟踪多目标的能力.