ISAR目标多普勒偏置效应分析与补偿

采用相位梯度自聚焦算法对非合作目标进行高分辨逆合成孔径雷达聚焦成像的处理过程中,回波多普勒偏置效应将严重影响后续转动补偿的效果,妨碍成像聚焦质量的提升。从相位梯度自聚焦算法的原理出发,阐释了多普勒偏置效应产生的原因。进而,分析了多普勒偏置效应对散射中心距离徙动补偿的影响。最后,提出了一种基于图像质量评价的多普勒偏置效应估计与补偿算法,并通过数值仿真分析和实测数据处理实验验证了本文分析结果的正确性。     

基于自注意力的双波段预警雷达微动融合识别

针对预警雷达对气动目标协同识别的需求，提出一种自适应权重双输入自注意力残差融合识别方法。通过分析不同波段雷达对气动目标的微动差异性，在传统卷积块注意力模块(convolutional block attention module, CBAM)残差网络的基础上进行针对性改进，设计加权双输入CBAM(weighted double input-CBAM, WDI-CBAM)残差结构，对两种波段的时频图浅层特征自动分配权重并融合，从而均衡不同波段对目标识别的贡献度。仿真和实测数据处理结果表明，WDI-CBAM残差网络训练代价小，在信噪比较低及驻留时间较短的情况下识别率高。可视化结果进一步证明了所提方法能够合理分配不同波段输入对气动目标分类的重要性。     

一种基于时频匹配的长时间相干积累器设计

对回波信号进行长时间相干积累是实现雷达威力增程的重要手段。为补偿目标匀加速运动对回波 相干性的破坏并提高相干积累处理的时效性,首先提出一种基于时频域匹配处理的长时间相干积累方法,该方法 可避免目标多普勒模糊的影响,实现对目标速度和加速度的补偿;其后,给出了基于时频域匹配的长相干积累处 理器运动补偿通道间隔的定量化设计技术,并提出了采用多片通用图形计算卡的积累器并行优化实现方法。此 外,还研究了静止轨道卫星相对地面雷达站的运动规律,并针对此类目标的长时间相干积累探测进行了并行化设 计实现,从而验证了方法的有效性和实用性。     

基于通用图形处理器的大规模Costas信号脉压处理

本文分析了并行Costas信号脉压方法,设计了基于“通用图形处理单元（GPGPU）”的处理模型, 并基于“铺路爪”雷达参数实现了Costas信号的方案。该方案在8片Nvidia tesla C1060的异构系统上对5418个通道脉压处理耗时514.3 ms, 比通用CPU处理系统速度提升574倍。研究结果对新一代异构高性能雷达信号处理系统的设计具有很好的参考意义。     

基于双曲调频波形稀疏重构的干扰抑制方法

双曲调频波形特有的多普勒不变性使其在远程高速目标成像方面具有显著优势。然而波形的非线性调频特性限制了其在现有宽带解调频接收系统中的应用, 且在间歇采样转发干扰情形下成像性能退化。为此, 在分析目标双曲调频波形解调频回波特性的基础上, 提出一种基于稀疏重构的干扰抑制方法。首先, 构建了双曲调频波形解调频回波模型与间歇采样转发干扰时域抑制模型。其次, 基于此模型建立了相应的稀疏矩阵, 并利用目标结构稀疏特性对重建算法进行了加速。所提出的干扰抑制与波形成像方法可实现干扰有效抑制和多目标聚焦成像。最终, 通过电磁仿真数据验证了所提方法的有效性。     

一种基于宽带雷达回波的航迹起始方法

宽带雷达回波能提供高距离分辨能力,有助于实现高精度目标跟踪。但高分辨导致的目标回波分裂效应和距离跨越效应给目标检测和关联提出严峻挑战。为此,提出一种基于层次聚类的宽带目标点迹凝聚方法,实现群目标场景下检测点迹的自适应凝聚。进一步地,提出了一种基于全局运动补偿的航迹起始方法,克服传统方法在宽带航迹起始过程中补偿效果差、航迹多分枝等缺陷。最后,采用群目标场景仿真验证了本文宽带点迹凝聚和航迹起始方法的有效性。     

基于相位分析与散射点关联的速度估计方法

宽带探测为目标高精度运动参数估计提供了可能。然而, 目标多散射特性以及姿态变化等因素限制了测速性能的进一步提升。为此, 提出一种基于相位分析与散射点关联相结合的有效方法。首先, 通过建立分段匀加速直线运动模型, 采用包络对齐方法与自适应Chirplet分解方法相结合的方式, 从回波的相位变化中提取出目标的运动信息。然后, 使用预测-观测的关联方法, 去除其中非平动因素的影响, 提高平动速度的估计精度。最后, 实测数据的实验结果证明了所提方法的有效性。     

窄带雷达频谱混叠微动信号的平动补偿

针对存在频谱混叠的窄带雷达微动信号平动补偿问题,从高阶和低阶频谱混叠两种情况出发,给出了一种平动补偿方法。在对两种频谱混叠情况分析的基础上,针对高阶混叠将混叠的瞬时频率近似为线性调频锯齿波信号,通过对频率以及调频率的估计,实现信号混叠程度的快速降阶。对于低阶混叠,首先将时频图在频率维周期扩展,再基于形态学图像处理方法提取出无模糊的瞬时频率曲线,最后对其进行多项式的最小二乘拟合完成平动补偿。仿真实验验证了所提方法的有效性以及对不同的信号形式和噪声的鲁棒性。     

逆合成孔径雷达目标等效旋转中心估计

在大的目标观测视角下,为抑制散射中心的越分辨单元徙动影响,获得高质量的逆合成孔径雷达(ISAR)目标成像结果,不仅需要目标的相对转动信息,而且需要估计其等效旋转中心。该文通过等分目标回波获取2幅距离-D opp ler图像,并在图像域跟踪3个散射中心的位置变化信息,提出了一种目标转速和等效旋转中心联合估计方法。同时,分析了若干影响该方法性能的因素,为方法的正确实施提供了指导。数值仿真实验表明了等效旋转中心估计的必要性和本方法的有效性。     

基于调制谱超分辨重构的微多普勒参数估计

调制谱间隔是气动目标识别的重要特征，在雷达波形资源受限的情况下存在估计精度差且噪声鲁棒性弱的问题。针对此问题，利用稀疏迭代协方差谱估计方法进行调制谱超分辨，根据调制谱谱线等间隔的原理提出用基频组功率累积占比表征基频谱，进而实现基频的超分辨估计。基于甚高频波段雷达的仿真和实测数据分析证明了该方法抗噪能力强，且在相参积累时间大于1.5倍微动周期、调制谱折叠、重频参差等场景下均可有效提高调制谱间隔参数估计准确率。