高分辨率谱估计算法MUSIC和Minimum-Norm及性能比较

本文从理论上详细叙述了高分辨率谱估计技术MUSIC和Minimum-Norm算法的机理,给出并比较了它们的空域谱平坦度、3dB谱宽度和谱峰值随信噪比的变化情况.文章对工程设计人员加深理解、选择算法具有一定的参考意义.     

改进的支持向量机低分辨雷达目标分类算法

针对雷达目标识别系统中存在库外目标、各特征属性分类性能不一致,低分辨雷达不同类别目标特征值分布区间混叠的问题。文中基于支持向量机分类算法,对目标样本特征值进行置信度分析,获得置信区间,利用代价函数确定拒识门限,对库外目标以及混叠区域目标进行拒识分析;并根据训练样本先验识别率使用注水原理分配特征属性权重;在此基础上利用支持向量机进行目标识别。雷达实测数据实验结果表明,引入置信拒识分析与注水分配加权后,分类器性能得到了有效改善。     

基于相位交织的相控阵雷达通道幅相误差在线监测和校正方法

针对相控阵雷达天线通道间存在幅度和相位误差,使得天线系统性能恶化的问题,该文采用一种相位交织算法实时提取一维相控阵雷达天线阵元幅度相位值,实现了天线性能在线监测和校正;并利用提取的阵元幅相信息形成方向图,根据波瓣统计特征,对天线性能进行评估。仿真和试验数据验证了该文方法是有效可行的。     

基于keystone变换的噪声调频连续波雷达高速目标探测

针对目标高速运动导致严重多普勒色散的问题,提出基于keystone变换的距离徙动校正方法。根据噪声调频连续波无周期性的特点,对回波信号采用等间隔重叠分段法进行频域相关处理。结合快速离散时间尺度变换算法,能够实现高效的长时间相参积累。无需先验知识,能处理多目标场景。通过仿真实验验证了该方法的有效性,并与传统时域相关法进行了比较和分析。当目标未出现距离徙动时,该文方法和时域相关法对目标输出信噪比的提升效果基本一致。当目标出现距离徙动后,时域相关法的输出信噪比迅速下降,恶化程度与徙动严重程度成正比,而该文方法经距离徙动校正后的输出信噪比则基本不受目标速度的影响,且仍随积累时间的增加而增大。     

基于高阶奇异值分解的OTHR海杂波抑制算法

针对短相干积累时间(coherent integration time, CIT)引起的多普勒分辨率低,无法从强大海杂波中检测出舰船目标的问题,提出了基于高阶奇异值分解(higher order singular value decomposition, HOSVD)的海杂波抑制算法。首先利用相邻单元内海杂波的相干性,将毗邻距离单元和方位单元的多脉冲接收数据应用三阶张量表示,然后采用HOSVD方法求解三阶张量的海杂波子空间和目标子空间的投影矩阵,最后利用投影矩阵将三阶张量映射到目标子空间以抑制海杂波。该方法与现有子空间类海杂波抑制方法相比,提高了信干噪比(signal to clutter plus noise ratio, SCNR)和峰值旁瓣电平比(peak sidelobe level ratio, PSLR),解决了目标谱峰偏移问题。     

随机噪声雷达信号性能分析

针对随机噪声信号的分辨能力,推导出了不同功率谱形式的噪声信号的雷达目标距离分辨率表达式。理论分析基于信号的时间相关函数,利用Taylor级数和高次方程求解方法。理论结果表明:在相同的信号带宽情况下,具有高斯功率谱形式的噪声信号比矩形功率谱噪声信号具有更好的距离分辨率,也比常规线性调频信号有更高的距离分辨率,但高斯功率谱形式的噪声信号和线性调频信号可以具有相同的能量。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

面向像素的并行快速后向投影算法

针对后向投影算法运算量大和实时性差的问题,该文在图形处理器的并行处理架构下,结合时域快速后向投影算法,提出了面向像素的并行快速后向投影算法。该方法距离向根据分辨率要求进行划分并分配并行线程,方位向聚焦则通过多级子孔径合并与图像分裂技术来降低运算量。通过比较该文算法、全局后向投影算法和距离多普勒算法的理论计算量、成像时间和加速比可以看出,该文算法的运算速度比后向投影算法大大提高。三种算法针对实测数据成像时间与成像效果的对比验证了该文算法的有效性和工程实用价值。     

基于发射分集的MIMO雷达相参信号处理方法

针对多个运动的慢起伏目标情况,研究了发射分集多入多出(multiple input multiple output,MIMO)雷达的相参信号处理方法.提出了一种重复利用回波数据的目标参数估计算法.发射分集MIMO雷达的发射阵元间距满足空间分集条件,其接收端采用阵元间距为半波长的均匀线阵.按距离门对其回波信号进行脉压-Capon谱估计,可提取出各目标对应不同发射阵元的初步位置信息.然后利用回波数据及目标的初步位置信息,把同一目标对应不同发射阵元的脉压数据矢量经多普勒频移和相位补偿后相加,再进行Capon谱估计,获得高精度的目标方位角估计值.仿真结果表明,该算法可对雷达观测区域内的多个动目标进行高精度定位.     

机载合成孔径雷达成像算法研究

首先建立了机载合成孔径雷达回波信号的理论模型,阐述了SAR成像的基本原理,分析了目标与雷达之间的相对运动对成像的影响.然后对各种机载SAR成像处理算法进行了讨论和比较,包括标准的距离-多普勒(R-D)算法、改进的R-D算法、标准Chirp-Scaling(C-S)算法、扩展C-S算法和非线性C-S算法.分析表明,C-S算法以较小的运算量取得了较好的斜视情况下的性能,已取代R-D算法成为机载SAR成像的标准算法.最后指出了机载SAR成像算法今后的发展方向.     

压缩感知联合稀疏孔径自聚焦的多站无源雷达成像

针对外辐射源信号特点,考虑相位误差对成像性能的不良影响,提出了基于压缩感知联合稀疏孔径自聚焦的无源雷达成像方法. 利用不同载频外辐射源信号在不同转角下的点扩散函数构造稀疏传感矩阵的每个列向量,并利用lp 范数法将带约束条件的强散射点增强问题转换为无约束的最优问题求解,同时建立关于相位误差的最优化问题,通过准牛顿法求解相位误差增量,从而实现目标成像与相位误差的联合估计. 仿真结果表明,与子孔径综合无源雷达成像相比,该方法无需大的目标累积转角,同时在存在相位误差时仍可获得较好的成像效果.