机载雷达三维空时自适应相关域降维算法

由于利用了俯仰维的自适应能力,三维空时自适应处理(three-dimensional space-time adaptive processing, 3D-STAP)能够获得比传统二维空时自适应处理(2D-STAP)更好的性能,但同时在运算量和采样数目的要求都将急剧增大。为了克服这个问题,提出了一种基于相关域的机载雷达三维空时自适应降维算法,即利用空时相关矩阵的子矩阵,将最优空时处理的二次代价函数转化为两个二次代价函数,并迭代求解这两个二次代价函数的两个低维权向量,所提算法能够明显降低计算复杂度和样本数目要求。基于仿真和实测数据的实验验证了算法的有效性。     

机载雷达三维空时降维自适应处理

基于机载雷达空时三维自适应处理,提出了一种空时可分离的降维自适应算法。该算法首先利用三个低维（俯仰、方位和时域）权矢量的直积近似表示最优权矢量,然后基于循环迭代的思想依次固定其中两个权矢量,并由此构造相应的降维变换矩阵,在低维空间上优化另一个权矢量。理论分析和实验仿真结果表明,所提算法能有效降低系统计算量和对训练样本的需求,在小样本情况下具有较好的杂波抑制性能和较强的误差稳健性。     

不敏空时自适应处理算法

针对空时自适应处理(STAP)的非均匀检测环境,提出了一种新的不敏空时自适应处理算法.该算法通过对有限的非独立同分布(non-i.i.d)数据应用不敏变换(UT)来获得近似估计的协方差矩阵,即将原始的非均匀数据到其所对应的均匀数据看作一种特殊的非线性变换,利用不敏变换(UT)估计非均匀数据经非线性变换后所对应均匀数据的协方差矩阵,有效地降低了非均匀特性的影响.仿真结果验证了该算法在非均匀环境下具有良好的运动目标检测性能.     

机载雷达二维自适应处理的空时结构方法比较

在机载雷达时空二维信号处理中，通常有三种处理结构：空时级联、时空级联和空时联合域结构。尽管联合域最优处理在实际中不大可能应用，但它有极为重要的理论价值，人们已将其有用概念和方法应用于空时级联或时空级联结构中，这时“级联”一词的含意已不再是“空、时频率响应之积”，因而它们的性能将大大提高。本文对比分析了空时结构中几种自适应算法的性能，并讨论了其实际应用的可能性。     

基于空时插值的机载雷达杂波距离依赖性补偿方法

杂波距离依赖性是机载前视阵雷达与双基机载雷达面临的重要问题,主要表现在其统计特性随距离而变化,导致杂波协方差矩阵估计不准确,进而使得空时自适应处理（space-time adaptive processing, STAP）性能下降。针对这种情况,提出了一种基于空时插值的杂波距离依赖性补偿方法。该方法通过雷达先验知识分别得到参考距离单元和待补偿距离单元杂波的两组导向矢量,然后对这两组导向矢量进行子空间拟合,利用得到的拟合矩阵作用于数据来补偿杂波距离依赖性,并且为了避免拟合过程中出现目标相消,增加了动目标保护约束。仿真实验结果表明了所提方法的有效性。     

基于曲波变换的自适应图像去噪算法

曲波变换是一种新的多尺度变换理论,具有各向异性的特征,可以很好地逼近含线奇异的高维函数。利用曲波变换和经验贝叶斯估计的方法,提出一种新的自适应图像去噪方法,在曲波分解的基础上,由贝叶斯决策理论方法来导出估计法则,从而获得贝叶斯估计值。实验结果表明,与其他几种常用的去噪方法相比,本方法去噪后,图像获得较好的视觉效果,同时客观评价指标明显改进,在较大噪声的情况下更能显示出其优势。     

基于分级变换的自适应立体对应算法

通过分级变换将图像从灰度空间转换到新的等级空间,然后构造相应的匹配代价函数计算两个图像点之间的最大相似度,从而找出对应点和偏移值。分级变换可以有效的解决在立体对应中经常遇到的图像噪声、失真及左右图像的亮度差异等问题。大多数的自适应立体对应算法是以偏移量和灰度值两个自变量来构造代价函数,而构造合适的代价函数是一个困难的问题。本文中提出自适应窗选择算法只与灰度值有关。首先通过边缘检测提取出灰度边缘信息。本算法仅根据灰度边缘信息就可以进行自适应窗的选择。自适应选择图像窗的过程与偏移值无关,从而降低了构造代价函数的难度。实验结果说明本算法能够生成准确度较高的深度图,是一种较好的局部立体对应算法。     

基于空时约束的自适应迭代单脉冲估计方法

在机载雷达参数估计过程中, 在主瓣杂波区附近自适应和差波束会发生畸变, 角度和多普勒频率参数估计之间存在耦合, 导致传统和差单脉冲估计方法的参数估计性能严重下降。针对此问题,提出了一种基于空时约束的机载雷达自适应迭代单脉冲估计方法。该方法首先通过导数约束和零点约束确保所形成的差波束为最优差波束; 其次利用广义单脉冲法进行参数估计, 解决了多参数估计之间存在的相互耦合问题; 最后通过自适应迭代方式进一步提高目标参数的估计精度。计算机仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于时域自适应FIR滤波的空时处理方法

传统的后多普勒自适应处理方法,如果仅仅选用一个多普勒通道的输出数据进行空域滤波时,虽然对旁瓣杂波的抑制接近最优,但是对主瓣杂波抑制性能较差。针对以上问题,提出了基于时域自适应有限长单位冲激响应(finite impulse response, FIR)滤波的空时处理方法。该方法先设计一组自适应FIR滤波器,利用这组自适应FIR滤波器对雷达回波数据进行时域FIR滤波,然后分别对同一多普勒通道的输出数据进行空域自适应处理。仿真结果表明,该方法的杂波抑制性能优于1DT方法,而且该方法在天线阵元存在一定的随机幅度和相位误差情况下,杂波抑制性能损失不大。     

超长基线双基机载雷达空时杂波建模与特性

超长基线双基机载雷达杂波的空时分布特性不仅严重依赖于双基雷达构型,也取决于地球曲率引入的波束覆盖问题。针对这一问题,推导了地心坐标系下超长基线双基机载雷达等距离环解析表达式,得出等距离环在基线所在铅锤面的投影为抛物线。通过对几种典型双基构型及其公共波束覆盖区域的分析,研究了超长基线双基雷达杂波空时分布的条带式截断特性,给出了杂波分布的距离依赖性分析。仿真实验验证了本文分析结论的正确性和有效性。     

基于Keystone变换的警戒雷达信号处理

增加积累时间是提高检测微弱目标能力的一种重要手段。为了实现警戒雷达对高速运动微弱目标的探测,提出了一种新的雷达信号处理方法。利用Keystone变换补偿长时间积累和目标高速运动导致的跨距离单元走动,使目标能量得到有效积累,并通过数据融合解多普勒模糊,实现对目标的有效检测和参数估计。该方法可以用于对不同距离和速度的多个目标长时间相参积累和检测,同时,随着脉冲积累个数的增加,提高了测速精度。多目标仿真的结果验证了该方法的有效性。     

机载雷达超低空多径目标稳健STAP方法

超低空目标与环境之间存在耦合多径效应,产生“镜像”虚假目标,严重恶化协方差矩阵估计和运动目标检测性能。针对这一问题,该文提出基于时域优化的多点联合幅相约束的稳健空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)方法。基于超低空目标及其“镜像”目标多普勒扩展特性的分析,提出了目标及临近空时二维域多点联合幅相约束的STAP方法,并基于保形约束推导了时域响应的解析解,实现了STAP二维响应的主瓣保形,克服了目标多径效应造成的检测性能损失。仿真实验验证了该文方法的有效性。     

非正侧阵机载雷达杂波谱迭代自适应配准方法

对于机载非正侧阵雷达,杂波谱的距离空变性使得直接利用邻近单元数据估计的协方差矩阵与真实协方差矩阵不匹配,导致空时自适应杂波抑制性能下降。基于配准的补偿(registration based compensation, RBC)方法通过时域平滑来估计空时谱,继而对地杂波的距离依赖性进行补偿,由于时域孔径损失使杂波谱峰值的估计精度受到限制。针对这一问题,考虑到杂波空时谱的稀疏性,本文利用迭代自适应算法(iterative adaptive approach, IAA)进行空时谱估计,并重构各辅助距离单元协方差矩阵以实现杂波谱配准,称为IAA RBC算法。由于该算法不存在孔径损失,杂波谱配准精度更高。仿真实验表明,即使在样本中存在目标污染等干扰因素的情况下,所提方法相比传统的利用时域平滑的RBC方法也能获得更好的信噪比改善。     

空时自适应处理中基于知识的训练样本选择策略

针对空时自适应处理中样本协方差矩阵受干扰目标污染时检测性能下降的问题,提出了一种基于知识的空时自适应处理（knowledge aided space time adaptive processing, KA STAP）方法。该方法将待测距离单元杂波的先验知识与广义内积非同态检测器（general inner product nonhomogeneity detector, GIP NHD）结合,对训练样本进行有效选择。通过仿真证明该方法能有效剔除存在干扰目标的样本,提高训练样本被干扰目标污染时空时自适应处理的检测性能。     

GPS信号空时处理后码跟踪误差的补偿方法

全球卫星定位系统（global position system, GPS）接收机使用空时自适应处理能够增益信号并抑制干扰,但空时自适应处理结构影响GPS信号的定位精度。首先推导空时自适应处理后,GPS信号与参考信号的相关波形,分析了空时处理对码跟踪的影响。然后在码跟踪过程中改进本地参考信号以补偿相关波形的误差,减少空时自适应处理后的码跟踪精度损失。仿真和实测结果验证了算法的有效性。     

基于keystone变换的宽带雷达精确测速

宽带雷达利用脉冲串测速时,高速运动目标在脉冲串内通常移动超过多个距离分辨单元,无法通过脉冲串内直接相参处理获取速度信息。针对宽带脉冲多普勒雷达测速的特点,提出了一种基于Keystone(楔石)变换的测速方法,能有效解决目标越距离单元走动和多普勒谱展宽,并根据该方法的特点,提出一种基于Keystone变换的解速度模糊的方法,仿真证明该测速方法能达到很高的测速精度,有很高的应用价值。     

机载干涉合成孔径雷达数据处理方法研究

针对机载InSAR的大下视角和高分辨率,干涉图中小阴影区域多,提出了一种幅度非统计滤波和相位统计滤波的联合滤波方法,来提高机栽InSAR干涉相位图的相干性.针对大规模相位图分块相位展开给出了一种图像拼接的代价函数.对机载双天线单航过实测数据的处理结果,证明了滤波方法的有效性.经过滤波之后,相位质量明显改善,分块展开干涉相位图,最后利用代价函数拼接得到机载InSAR实测数据完整的相位展开图.     

基于SVRGD的机载预警雷达自适应波束形成算法

自适应波束形成是机载预警雷达数字信号处理的一个关键环节.针对传统最小均方误差(least mean square,LMS)算法在短快拍数条件下的波束形成性能下降以及因迭代震荡易收敛于局部最优值的问题,提出了一种基于机器学习的随机方差减小梯度下降(stochastic variance reduction gradien...     

基于稀疏重构的机载雷达训练样本挑选方法

针对空时自适应处理中训练样本受目标信号污染时检测性能下降的问题,提出了一种基于稀疏重构技术的训练样本选取方法。该方法首先将接收数据由阵元脉冲距离域转换到阵元多普勒距离域,然后采用改进的正则化FOCUSS算法进行空域稀疏重构,估计待检测多普勒通道对应的阵元距离域数据得到高分辨角度距离谱,利用杂波多普勒与角度的先验关系,剔除角度距离谱上明显偏离角度期望的样本,实现对训练样本的有效选择。仿真表明,相比传统样本选择方法,该方法无须估计协方差矩阵,在小样本集情况下依然能够剔除被污染的样本,有较大优势。