采用脉冲积累方式提高防撞雷达测距性能

雷达对目标回波的检测能力是雷达测距性能的基础,而一般情况下雷达的回波信号是非常微弱的,有时甚至完全淹没在噪声中.为了检测出微弱的有用信号,可以采用对回波脉冲进行视频或中频积累.分析了脉冲积累对回波信号信噪比的改善能力,并设计了先对回波信号进行高速采样然后进行累加的数字式脉冲积累方案.试验表明当对M个周期的回波信号进行积累时,可使信噪比大约改善M倍,大大提高了门限检测电平,显著地改善了雷达的测距性能.脉冲积累方式同样适用于诸如生物医电等非常微弱的信号的测量,从而可以大大提高信噪比.     

子波去噪在雷达信号处理中应用

在介绍子波变换功率谱计算方法的基础上,提出了一种基于子波变换理论的雷达视频回波信号去噪方法,该方法首先对回波信号进行多分辨分解。确定每一尺度上的门限阈值;然后对信号进行离散子波变换,去除各尺度上低于对应门限阈值的信号成分,再利用离散子波反变换获得了去噪后的视频回波信号。利用该方法对实测雷达视频回波数据进行仿真验证,获得了较好的效果。     

微弱信号长时间积累的检测方法

提出一种微弱信号长时间积累的检测方法,对雷达回波信号采用时域分帧处理,每帧进行门限预处理,剔除大部分干部噪声,仅保留包含目标在内的部分HAF谱成分以作后续的帧间累加,仿真结果表明,该方法可以有效地进行信号积累,只需1／4或1／8的存储量,就可以取得与HAF方法接近的检测效果。     

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.     

基于模糊支持向量机的一维距离像识别

在毫米波雷达一维距离像识别中,为达到消除噪声与孤立点影响的目的,在研究了基于距离和样本紧密度的隶属度函数的基础上,提出了一种能反映雷达回波信号在特征空间分布的隶属度函数.用一个紧凑的超椭球体将样本包围起来,并使用超椭球体的方向半径度量样本之间的紧密度.将改进的基于样本紧密度的隶属度函数应用于模糊支持向量机中,可较好地区分开支持向量与含噪声或野值的样本.实验结果显示:随着雷达回波信号信噪比的降低,支持向量机的目标识别率迅速下降,而模糊支持向量机的目标识别率只下降了1%,有效地减小了噪声对一维距离像识别结果的影响.     

基于经验模态分解的水下目标回波提取

为在噪声中有效提取水下目标回波,提出一种基于经验模态分解的目标回波提取方法,分别对目标回波与噪声进行经验模态分解,得到二者各阶的固有模态信号分量;计算二者各阶的固有模态分量的能量,求取对应各阶的能量差,并与门限相比较,选取大于门限的固有模态分量重构目标回波信号.分析了经验模态分解阶数和选择门限等因素对重构信号精度的影响.仿真结果表明,该方法可精确提取目标回波.采用该方法提取信号的均方误差均低于自适应滤波方法,尤其在低信噪比时.     

真实地形环境下低空雷达目标回波信号分析

针对低空雷达目标与杂波、环境难于一体化建模的问题,提出了一种分析真实地形环境中低空飞行目标的雷达回波信号的实景相干复合方法(CHIAL).以机载脉冲多普勒(PD)雷达为平台,首先将半空间并矢格林函数引入物理光学方法中,结合图形电磁学计算低空目标的雷达散射场强度,然后利用地形高程数据和地形地物分析数据,得到杂波单元的散射特性,通过相干杂波模型产生地杂波,最后将所有雷达回波送入各自的距离门,并加入噪声信号,模拟包含目标特性和杂波特性的有效回波信号.与传统复合建模方法相比,CHIAL方法的目标回波信号和杂波信号更加准确.对机载PD雷达探测低空目标的仿真实验表明,CHIAL方法在处理90m×90m地形高程数据时,杂波分布和信杂比与理论分析基本一致,有很强的系统工程实用价值.     

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。     

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．     

高分辨雷达信号检测方法

高分辨雷达(HRR)照射目标时,其目标散射模型不是简单的点目标,而是在距离维上呈现出多个强散射点。文章研究了高分辨情况下目标的散射模型;分析了回波的特点;阐释了单个脉冲回波信号和多周期脉冲串回波信号,利用积累来提高检测性能的多种方法。     

编队目标架次检测方法研究

针对常规低分辨雷达无法直接在距离和方位上分辨同一批次中目标的缺陷，分析了编队目标雷达回波信号的时频特征，提出了一种基于平滑的伪Wigner-Ville分布来提取编队目标雷达回波中的架次信息的方法。该方法不仅能可靠检测目标架数，而且有一定的抗噪声和抗干扰能力。仿真试验验证了该方法的有效性，优于常规的WVD分布。     

一种应用海杂波分数维检测海面目标的方法

论证了雷达海洋回波存在分形特征的可能性.大量研究表明,波浪起伏的海面及其反射的雷达回波信号都具有分形的特征.海面船只存在会改变海面及其回波信号的分数维.因此可以通过测算回波信号的维数变化达到检测目标的目的.从长时间以及大范围来看,海面运动是不规则的,但在短期以及局部范围内,海面运动是有规律可循的,可以将相邻时段以及区域间海面回波的分数维差别作为检测目标的方法,这比直接测量回波信号维数要有效得多.提出一种通过比较相邻时段、相邻距离元的雷达海洋回波信号分数维差值来检测海上目标的方法.通过对某条船航行海域的雷达回波信号数据实验数据分析,可以看到轮船的微弱轨迹.     

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.     

一种新的基于HRRP的雷达目标识别算法

雷达目标高分辨距离像(HRRP)包含目标结构信息,是目标重要的分类特征.提出基于独立分量分析(ICA)的雷达目标特征提取方法,将雷达目标高分辨距离像(HRRP)在"基信号"域中分解,提取相应的基系数组成向量,作为目标特征向量.采用反向传播(BP)神经网络作为识别系统的分类器,对神经网络的输出进行编码,为了克服分类器对非库属目标的误判问题,引入拒识门限设计一种新的分类器.采用电磁场时域有限差分(FDTD)算法仿真了飞机的宽带回波,并用所提的方法进行实验.结果表明,基于以上算法的雷达目标识别系统在最大拒识率前提下具有较高的正确识别概率.     

雷达高度表回波信号采集器中的回波捕捉

针对提高雷达回波信号捕获率的要求,对雷达高度表视频回波信号高速采集系统提出了改进方案．对采集系统在实际工作中可能会受到的持续强干扰的情形,通过动态调整门限的方法实现捕捉中的恒虚警概率,并根据回波自身的特点提出多帧近似的模糊处理方法,从而提高了捕获率．     

雷达高度表回波信号采集器中的回波捕捉

针对提高雷达回波信号捕获率的要求，对雷达高度表视频回波信号高速采集系统提出了改进方案。对采集系统在实际工作中可能会受到的持续强干扰的情形，通过动态调整门限的方法实现捕捉中的恒虚警概率，并根据回波自身的特点提出多帧近似的模糊处理方法，从而提高了捕获率。     

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.     

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.     

天波雷达弱目标检测的知识辅助DP-TBD方法

提出一种知识辅助动态规划检测前跟踪(KA-DP-TBD)方法.在天波雷达弱目标的检测中,联合多帧回波数据积累能量,先单帧数据做常规信号处理,再用距离-多普勒平面上目标的运动特征及目标运动的统计特性为辅助知识,在下一帧能量积累时选择在合理的关联区域内进行动态规划积累,排除不符合目标运动特性的积累区域的强噪声对检测结果的影响,提高雷达在复杂多变的外界干扰环境及非平稳的电离层传播环境中的检测概率,在提高弱目标检测性能的同时减小了运算量,工程可实现性较强.仿真分析和实测数据处理结果验证了该方法的有效性.     

非均匀噪声下基于双剔除门限的恒虚警目标检测算法

为了解决雷达检测算法在非均匀噪声环境下目标检测性能严重下降的问题,在分析实际回波杂波分布特性的基础上,提出了一种基于双剔除门限的恒虚警目标检测算法,通过双剔除门限将极大极小干扰信号从参考窗口中剔除,实时精确估计背景噪声功率.经过与各检测算法仿真对比,该算法在多目标干扰、遮挡和杂波边缘干扰等非均匀背景噪声环境下仍具有最优的检测性能和鲁棒性.结果表明,所提出的目标检测算法在非均匀噪声环境下具有良好的检测性能.