基于宽带Stretch处理的长时间积累方法

针对超宽频带制导雷达长时间积累过程中运动目标跨距离分辨单元走动,引起微弱目标检测性能下降的问题,提出一种基于Stretch处理的相参积累方法.该方法利用目标速度装订信息进行速度粗补偿,使用Keystone变换完成距离走动校正,采用脉冲多普勒处理完成相参积累.计算机仿真验证了该方法的有效性.     

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Keystone变换的多帧步进频信号处理

针对运动目标在步进帧间跨高分辨距离单元走动的问题,提出了基于Keystone变换的解决方案来补偿运动目标帧间距离走动造成的影响,并分析了利用多帧步进频信号实现运动目标距离-速度二维高分辨检测的信号处理方法及算法性能.理论分析和仿真结果表明,只要参数设计合理,该方法可以在不需要任何先验速度信息的情况下,实现运动目标的帧间相参积累,获得目标的高分辨速度和距离信息.同时,由于多帧处理有效地提高了相参积累时间,更加有利于微弱目标的检测.     

PMF-FFT算法中码多普勒频率影响的分析及补偿

针对高动态长时间积累下,码多普勒频率会导致PMF-FFT算法出现码相位走动问题,不利于直扩信号的捕获的问题,推导了码相位走动与积累损失和参数估计偏差的定量关系. 在PMF-FFT算法的基础上,提出利用Keystone变换校正码相位走动,从而补偿码多普勒频率. 仿真结果表明,新算法能有效补偿码多普勒频率,在37 dB/Hz载噪比、10 ms相干积累时间和10-6虚警概率的条件下,单次检测概率达到98%.      

一种机载雷达空中机动弱目标检测方法

提出了一种机载雷达空中机动弱目标的检测方法,采用子空间投影法抑制杂波,再利用Keystone变换校正目标距离走动,然后利用修正Chirp-Fourier变换(MDCFT)估计目标加速度对多普勒走动项进行补偿。该方法有效解决了回波信噪比低、距离走动和多普勒走动的问题,实现目标能量的有效积累,提高了机载雷达对空中机动弱目标的检测能力。仿真结果验证了该方法的有效性。     

频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测方法

为了实现频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测,提出一种基于广义似然比检验(GLRT)和条件广义似然比检验(CGLRT)的检测方法.分析了该方法的积累检测性能和解角度模糊性能,并且针对由频率分集引起的多普勒差异问题,提出基于Keystone变换的多普勒补偿方法.理论分析和仿真结果表明,与单频工作的分布式子阵雷达相比,频率分集分布式子阵雷达具有更好的相参积累检测性能,并且能够降低栅瓣的影响,提高解角度模糊能力.通过Keystone变换可在目标径向速度未知的情况下,进行多普勒差异的补偿,实现频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测.     

严重方位模糊下的合成孔径雷达微弱运动目标聚焦与参数估计方法

针对现有运动目标聚焦方法存在的对多普勒模糊敏感、信噪比要求高、不能较好地实现无模糊运动参数估计的问题,提出一种严重方位模糊下的合成孔径雷达微弱运动目标聚焦与参数估计方法。首先,构造方位谱压缩函数压缩目标方位谱带宽;其次,应用二阶Keystone变换补偿距离弯曲;随后,通过所构造的距离走动补偿函数与吕氏分布变换(LVD)完成剩余距离徙动和多普勒徙动的补偿,进而实现目标能量聚焦;最后,结合参数粗估计结果,设计一种LVD域的无模糊参数精估计准则。仿真结果表明:该方法不受方位多普勒谱分裂与LVD域多普勒模糊的影响,具有较强的抗噪性,与Radon分数阶傅里叶变换的方法和基于非线性变换的方法相比,信噪比损失分别降低了约2 dB和15 dB。     

基于多核DSP的动目标检测算法的设计与实现

脉冲多普勒处理无法解决跨距离单元走动问题,而跨距离单元走动补偿算法运算量大,不利于工程化实现。为了解决上述问题,利用高性能浮点DSP处理器TMS320C6678,采用距离分段方式来实现动目标检测。该方法对检测空间进行距离分段,对近距离目标使用MTD方法进行检测,而对远距离目标,考虑到跨距离单元走动问题,使用基于Keystone快速变换的长时间积累算法。实验结果证明,该方法不仅能够有效的降低处理器的运算量,而且一定程度上能够对远距离目标跨距离单元走动进行有效补偿。     

基于多项相位变换的FMCW-ISAR微多普勒特征提取方法

主要研究了调频连续波逆合成孔径雷达(FMCW-ISAR)目标的微多普勒特征及其提取方法。在FMCW-ISAR系统中,脉冲持续时间内微动目标的连续运动将导致一维距离像产生走动和主瓣展宽,由此引入的误差将影响到后续的微多普勒特征提取以及成像,利用现有的微多普勒特征提取方法不能得到真实的目标微动特征。针对该问题,本文首先详细分析了FMCW-ISAR目标微多普勒效应的具体表现形式及其特点,应用多项相位变换的方法对导致一维距离像主瓣展宽和走动的误差相位进行了补偿,结合扩展Hough变换,提出了一种基于多项相位变换的FMCW-ISAR微多普勒特征参数提取方法。论文所提方法在微多普勒曲线产生展宽和走动的情况下,能准确提取出旋转目标的微多普勒特征参数,最后仿真实验验证了理论分析结果及所提方法的有效性。     

基于Keystone变换的相位编码信号长时间积累方法

针对精确末制导雷达导引头相位编码相参脉冲串信号(CPCPT),提出一种长时间相参积累方法. 在径向速度未知或未精确获知的情况下,使用Keystone变换完成跨距离分辨单元走动的校正,采用傅里叶变换完成相参积累. 其中Keystone变换采用DFT-IFFT算法实现,有效降低了其算法复杂度. 在该方法的支持下, CPCPT无距离-多普勒耦合问题,并保证了相参积累增益、速度与距离分辨率. 计算机仿真验证了该算法的有效性.     

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。     

基于联合调频傅里叶变换的步进频雷达目标运动的补偿

针对频率步进雷达目标成像过程中运动参数精确估计及补偿问题,提出了基于脉间和脉内联合调频傅里叶变换的参数估计方法. 目标回波信号与本振信号混频后看作线性调频信号,将其作调频傅里叶变换,并在脉组间进行相干累积. 通过对调频率的搜索得到目标速度的精确估计,从而实现了低信噪比下目标运动的补偿. 由于该方法在调频傅里叶变换过程中,频率维采用了IFFT操作,运算效率较高. 计算机仿真结果进一步表明了该方法的有效性和实用性.      

基于Keystone变换的锥扫定位算法

针对距离高分辨圆锥扫描测角体制中,锥扫周期内目标回波距离像跨距离分辨单元走动使得锥扫测角失败的问题,提出一种基于Keystone变换的锥扫定位算法.在径向速度未知或未精确获知的情况下,通过Keystone变换对圆锥扫描周期内获得的多个距离像进行校正,可以正确提取锥扫幅度调制信息,使锥扫测角算法得以应用.计算机仿真结果验证了该方法的有效性.     

提高多普勒雷达测速估计精度的方法

针对连续波多普勒雷达外弹道测速的特点,为了解决频率分辨率与采样频率影响多普勒雷达速度测量精度的问题,提出应用快速傅里叶变换的频谱分析法.该方法基于目标弹道升、降规律对估计频率进行线性调整,能有效提高多普勒雷达的作用距离、测试精度和抗干扰能力,避免由于频率分辨率不够而出现连续相同的速度值.利用信号相邻两次截断后的频谱相位信息能提高频率估计精度.仿真结果和外场试验表明该方法在较低信噪比下,仍可以得到很高的频率估计精度.     

基于FDD-OFDM信号外辐射源双基雷达的低空目标微动特征提取

作为当前一种广泛使用的民用移动通信信号,LTE信号是低空目标探测的一种重要外辐射源信号。开展基于LTE信号的低空目标特征分析与提取研究,对于低空监视与要地防护等具有重要意义。LTE移动通信信号的核心技术之一是多载频正交频分复用技术, OFDM,分为时分双工TDD和频分双工FDD 2种模式。针对FDD-OFDM信号,首先建立了带旋翼低空目标雷达回波模型,推导了目标散射点的多普勒和微多普勒参数化表达,并分析了其微多普勒频率的影响因素。在此基础上,使用时频分析和Hough变换结合的方法对目标的微动特征参数进行提取,验证基于FDD-OFDM信号外辐射源双基雷达的低空目标微动特征提取的可行性和有效性。     

基于SGP4模型的卫星多普勒频移补偿方法研究

针对卫星与地面站进行通信时,地面站接收到的信号存在明显的多普勒频移现象,提出了一种基于SGP4模型的卫星多普勒频移补偿算法。首先,根据开普勒定律推导出多普勒频移公式;然后由卫星星历信息,基于SGP4模型预测出卫星的轨道,计算出卫星和地面站之间的相对位置和相对速度,得出多普勒频偏,在地面站分别进行预校正与补偿;最后,使用STK/HPOP生成标称轨道对SGP4模型生成的预测轨道进行误差分析和性能评估。仿真结果表明,对于工作在Ka频段、轨道高度200~1 000 km的低轨卫星,多普勒频偏估计精度优于50 Hz,精度高;随着轨道高度的增加,多普勒频偏估计更加精确。