双基地多载频MIMO雷达目标运动参数估计

双基地多载频多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达采用稀布阵发射多载频调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)信号,阵列接收目标回波。本文分析了双基地多载频MIMO雷达的信号模型,提出将多项相位变换和解调频技术结合来进行目标运动参数估计的方法,从而大大减少了运算量。针对多载频MIMO雷达提出了一种新的解速度模糊方法,该方法原理简单、易于工程实现,且速度估计精度较高。仿真结果表明,本文方法能够对目标运动参数进行有效估计。     

基于窄带雷达组网的高速自旋目标成像

针对单部窄带雷达无法获得高速自旋目标无失真二维像的问题,研究了基于多部窄带雷达组网的自旋目标无失真成像方法。首先在建立自旋目标窄带雷达回波模型基础上,分析了单基窄带雷达成像方法;然后分别研究了基于多幅窄带雷达图像配准的旋转对称目标和非旋转对称目标图像二维定标方法;最后,对配准后的各窄带雷达图像进行融合得到了目标的无失真二维像。仿真实验验证了本文方法的有效性,并分析了算法的鲁棒性。     

多基地雷达的目标检测性能

本文研究了在白噪声情况下,由M部采用检测后积累工作方式的接收机构成的多基地雷达系统检测部分相关Rayleigh目标时的检测概率。给出了计算这种系统检测概率的方法。得到了在不同脉冲数N和站数目M情况下检测概率随信噪比变化的曲线。同时还计算了由于采用多基地雷达带来的检测增益。对于实际雷达设计者来说,了解检测增益可以使其在系统复杂性和系统性能之间作出最佳的选择。     

用混沌序列提高MIMO雷达多目标检测性能

基于混沌相位编码信号在相关性和随机性等方面的良好特性,提出了一种用混沌相位编码信号提高多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达多目标检测性能的方法。取不同初始值代入混沌映射产生不同的混沌序列|通过均匀量化、四相编码得到混沌相位编码波形。通过多脉冲压缩累积有效降低混沌波形的互相关和自相关旁瓣,使得输出结果具有较低的旁瓣峰值,从而提高了MIMO雷达对多目标检测的性能。最后的仿真结果表明了该方法的有效性。     

双基地MIMO雷达的高速运动目标定位方法

高速运动目标的大多普勒频率会导致传统匹配滤波器严重失配,因此当目标高速运动时多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）雷达利用传统匹配滤波器无法有效地形成虚拟阵列。研究了利用双基地MIMO雷达实现多个高速运动目标交叉定位的方法,采用降低雷达距离分辨率的方式以获取较长时间的相参积累,并将接收阵列回波信号与发射信号共轭相乘后的数据进行频域处理,有效形成了虚拟阵列,然后利用传统超分辨算法对在相同粗距离分辨单元上的高速运动目标的发射角和接收角进行联合估计,从而能够有效交叉定位多个在距离上无法分辨的高速目标。仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性。     

基于高分辨雷达的运动目标参数估计方法研究

根据运动目标的频域回波的特点，深入研究了一种具有多项式相位结构的运动目标回波仿真模型，并提出了基于该模型的多特征参数提取方法。该方法基于匹配傅立叶变换理论，依据频域雷达目标回波特征构造匹配函数，对目标回波数据进行匹配傅立叶变换，变换结果的主瓣坐标反映了目标散射点的距离及速度信息。大量的仿真实验结果证明，该方法十分有利于进行运动目标的特征提取。根据对仿真结果的分析，进一步给出了改进算法，使得在较低信噪比情况下也能够有效的检测出目标上的散射点的距离与速度参数。     

基于FSVM的雷达多目标识别

重点分析了支撑矢量机多分类问题中存在的误分、拒分现象,针对雷达目标提出解决这一现象的模糊支撑矢量机。采用模糊支撑矢量机的分类机理对样本数据有限且残缺不全的高分辨一维雷达距离像进行多目标识别。实测数据(4种飞机雷达距离像)的多目标识别结果表明,模糊支撑矢量机与一般多类支撑矢量机相比在多目标识别时简单易行,而且在识别率上有显著的提高。     

改进的通道补偿法检测高频雷达机动目标

通过FFT进行相干积累以提高SNR的高频雷达传统信号处理方式无法有效发现机动目标。基于低的算法复杂度和处理实时性的考虑,提出了改进的多通道补偿算法检测高频雷达机动目标。首先对补偿后的通道-多普勒谱图进行频率校正以弥补补偿导致的信号频率偏移,进而根据选大的原则以及设置掩模函数进行通道合成以实现抗杂波发散的单通道检测,最后引入峰值检测进一步降低运算量和虚警。理论分析和数据处理都表明该算法具有低运算量、低虚警以及稳健的特点,因而具备较强的工程实用性。     

LFMCW毫米波雷达目标运动的补偿与鉴别

本文针对宽带LFMCW毫米波雷达工作体制和制导应用背景,提出了一种用于高速运动平台对目标的运动进行补偿和鉴别的新方法。文中首先建立了运动目标在毫米波宽带线性调频连续波激励下的响应方程,然后给出了一维距离剖面像的运动补偿算法以及从运动杂波背景中鉴别运动与静止目标的方法,最后给出了计算机仿真结果,表明了本文方法的有效性。     

基于连续信任函数理论的鲁棒雷达目标检测方法

目标检测是雷达的基本功能, 其鲁棒性直接决定了雷达应用的成败。针对瑞利目标检测问题, 充分利用连续信任函数理论在不确定性信息表征和推理方面的优势, 提出一种鲁棒雷达目标检测方法, 在决策空间中可对先验模型噪声、真实目标和外来干扰的信任进行精准量化。鉴于该检测方法不存在解析解的问题, 通过随机变量的变换, 将任意瑞利目标幅度起伏模型转化为标准瑞利模型, 再利用查表方式实现信任函数的数值计算, 最后完成检测决策或用于后续融合推理。瑞利目标检测实验验证了所提方法的鲁棒性。     

高速运动雷达弱小目标检测方法研究

针对强杂波下高速运动的雷达弱小目标的特点,提出了一种基于短时滑窗相参积累和改进动态规划的检测前跟踪相结合的算法。首先,将雷达的回波信号构成一个先入先出的队列,进行短时滑窗相参积累。其次,在航迹跟踪时采用了基于改进动态规划的检测前跟踪算法,并且在原来的状态转移的基础上又对后续状态进行了估计,从而降低了相邻两帧间目标强度起伏的影响。实测数据证明此算法检测性能好,计算量较小,实际可行。     

多基站ISAR成像模型与运动参数估计

针对单站逆合成孔径雷达（inverse synthetic aperture radar, ISAR）成像中难以准确获得目标散射点方位向尺度和运动参数的问题,建立了平面匀加速度运动目标的多基站ISAR目标成像模型,给出了目标成像和运动参数估计算法,分析了多基站ISAR成像约束。目标散射点的坐标由距离向投影方程组求解得到,基于方位向多普勒方程组通过搜索算法最小化目标函数实现目标的固有转速和目标相对于平动补偿后各基站视向量变化的转速的分离,得到目标的位置和目标运动参数的准确估计。仿真实验验证了多基站ISAR平面成像模型和运动参数估计方法。     

基于HHT的高频雷达机动目标参数估计

针对高频雷达强杂波场景下的机动目标检测,提出了基于希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的机动目标参数估计算法。该算法首先通过复数经验模态分解将回波分解为杂波和目标分量,然后计算目标分量的瞬时频率,获得频率随时间变化的HHT谱,最终利用线性拟合估计目标运动参数。该算法无需抑制杂波,可同时对多目标进行运动参数估计,有助于简化多目标运动补偿和检测流程。数据分析结果表明,该算法可以有效运用于对高频雷达机动目标速度和加速度的估计。     

多目标雷达数据处理中的数据结构

针对一个合理的数据结构对于有效的雷达数据处理的重要性,通过对多目标雷达数据处理算法的研究,综合了雷达数据处理算法———滞后判定法和空间矩阵法的优点,提出一种高效的链表数据结构与相应的双回流算法流程,使相对独立的多目标雷达数据处理算法(滞后判定法和空间矩阵法)有机地结合为一体。经实践验证,该数据结构与流程结构有效、可行。     

利用窄带接收机实现对宽带雷达信号测向

窄带电子侦察接收机具有能够稀释信号和便于实现数字处理等优点,通过对宽带信号在窄带接收机中的过渡过程的分析,证明了宽带信号经过窄带系统后,其方位信息得到了保存,并且测向算法的设计与通频带带宽及阵元相对位置等系统指标有关。结合MUSIC算法完成了方位信息的提取并进行了计算机仿真实验,证明了结论的正确性。     

窄带相参雷达调制谱超分辨处理方法

针对采用时分体制下窄带相参雷达对单个目标的连续跟踪时间变短,导致频谱分辨率降低的问题,提出了一种连接不同时间段回波信号的方法。该方法利用MUSIC算法估计窄带雷达时域回波的模型参数,然后用该模型连接不同时间段信号。通过该方法,可以提高窄带相参雷达时分多目标跟踪时的频谱分辨率,有利于调制谱特征的提取。对仿真和实测数据的分析处理验证了该方法的有效性。     

High precision phase-domain radial velocity estimation for wideband radar systems

Radial velocity estimation used in wide-band radar systems is investigated. By analyzing the signal of cross-correlation output of adjacent echoes, it is found that the frequency and phase of the cross-correlation output are related to the target’s radial velocity. Since the precision of the phase estimation is higher than that of the frequency, a phase-based velocity estimator is proposed. However, the ambiguity problem exists in the phase estimators, and thus the estimation of the cross-correl...     

二次调频信号的检测及参数估计

提出一种基于伪瞬时相关函数沙漏型变换(pseudo instantaneous correlation function-sandglass transform, PICF-SGT)的二次调频(quadratic frequency modulation, QFM)信号的检测与参数估计算法。PICF-SGT可以解除QFM信号的伪瞬时相关函数中的时间和时延平方项的耦合,从而实现信号的相干积累和交叉项的有效抑制,并且获得信号的调频率和二次调频率的估计。详细分析了PICF-SGT算法的实现、插值误差、信号聚焦特性和交叉项分布及抑制,并且提出了一种改进的尺度因子选择标准。仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于光流估计的运动目标检测系统设计实现

光流场计算是计算机视觉及视频图像压缩中的重要领域,它的实时实现又是该领域的一个重要研究课题。考虑到硬件实现的实时性,综合分析了现有的各种光流算法,重点对基于区域相关匹配的光流估计算法的运算进行改进;同时研究了改进算法的体系结构,并进行了设计实现。设计中总体采用了并行流水线结构方式,在某些流水线段上采用了SIMD结构,提高了系统处理速度。验证结果表明,系统处理时钟的速度可以达到80 MHz。对于256×256的图像序列,如果系统实际工作时钟频率为50 MHz,每处理一帧仅需要16 ms。     

Improved HHT and its application in narrowband radar imaging for precession cone-shaped targets

Imaging the spatial precession cone-shaped targets with narrowband radar is a new technical approach in mid-course recognition problem. However, most existing time-frequency methods still have some inevitable deficiencies for extracting microDoppler information in practical applications, which leads to blurring of the image. A new narrowband radar imaging algorithm for the precession cone-shaped targets is proposed. The instantaneous frequency of each scattering point is gained by using the improved Hilbert-Huang transform, then the positions of scattering points in the parameter domain are reconstructed. Numerical simulation and experiment results confirm the effectiveness and high precision of the proposed algorithm.