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.     

基于多普勒变换的水下目标运动状态检测

为解决水下目标运动状态的检测问题,提出了一种基于多普勒变换的检测方法.因受被测目标的不同运动状态影响,线性调频信号回波的参数会产生相应变化.利用多普勒变换在时频域中良好的能量积聚性,将回波信号稀疏化,然后基于压缩感知重构回波信号的特征参数,同时消除水声信道背景噪声的干扰,从而根据线性调频信号回波的物理特征判定水下目标的运动状态.仿真结果表明,该方法提高了非线性信号瞬时性能的时频域分辨率,能够有效检测水下目标的运动状态,并且在低信噪比下具有较高的检测概率.     

异源多普勒频移应用于空中风探测

针对无线电经纬仪体制下的空中风探测精度较低的问题,提出基于异源多普勒频移测速技术的空中风探测方法,讨论了该方法应用的意义.分析了利用异源多普勒频移进行空中风探测的数学原理,根据多普勒频移原理和探测精度对频率源的要求,在探空仪上使用恒温晶振(OCXO)作为高稳定度的频率源,将其输出频率分频后作为副载波调制在发射机上,地面接收机检测副载波信号的频移并进行径速的计算.对这种方法进行了初步的实验验证,结果表明该方法的应用可以改善被动探测方式下的空中风探测精度.     

一种非合作照射源的无源雷达目标检测方法

利用无源雷达来对目标检测是目前电子对抗研究的一个热点。文章给出了以调频广播信号为非合作照射源来进行目标探测的数学模型;提出了一种先对回波信号进行多普勒补偿后再进行相干积累的方法。通过对该雷达采集的实际回波数据进行仿真,表明该方法不仅具有很好的目标检测性能,而且实时性较强,为工程上实现提供了技术支持。     

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.     

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.     

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。     

改善正侧视机载PD雷达检测低径向速度目标性能研究

对低径向速度目标的检测能力是衡量机载脉冲多普勒雷达性能的一项重要指标.文章在分析正侧视机载脉冲多普勒雷达杂波特点的基础上,提出了一种改进的脉冲多普勒处理方法,用于改善对低径向速度目标的检测.通过对实测数据的处理,结果表明该方法取得了较好的效果.     

基于地图信息的机载雷达对海探测目标检测算法

机载雷达在对临近陆地的海面目标进行探测时会受到很强的陆地杂波干扰,海面附近的强陆地杂波会导致探测范围内虚警概率升高,严重影响雷达的对海探测性能. 针对该问题本文提出了一种基于地图信息的机载雷达对海探测目标检测算法,所提算法通过载机惯导系统提供的载机姿态及天线指向等信息计算天线波束照射区域的经纬度,并将其与地图数据匹配实现海陆分割,进而剔除陆地虚警,输出海面目标. 基于X波段雷达探测实验数据的实验结果表明,本文所提算法能够快速准确判断目标的海陆位置,通过海陆目标的筛选与剔除,提高机载雷达在陆地杂波较强的情况下对海探测性能.      

基于M-D特征和Duffing振子的车辆目标分类方法

针对低信噪比条件下履带式车辆和轮式车辆的分类问题,提出一种基于微多普勒(Micro-Doppler,MD)特征和Duffing振子的低信噪比条件下车辆目标分类方法.首先,基于窄带雷达对两类车辆目标进行回波建模,分析了两类车辆目标微多普勒特征的主要差异,然后利用Duffing振子系统检测微弱信号的性能优势,在低信噪比条件下基于Duffing振子实现了两类车辆目标较高精度的分类,最后基于实测数据验证了所提方法的有效性.     

近程PRC-CW雷达扩展多普勒容限方法研究

针对伪码调相连续波(PRC-CW)雷达信号的多普勒敏感性,提出了一种扩展多普勒容限的新方法.该方法将单频脉冲信号和伪码调相信号结合起来,采用两种波形交替发射,在利用插值快速傅里叶变换方法得到各目标对应多普勒频率的基础上,构造相应的多普勒补偿后的信号再进入距离波门进行脉压-快速傅里叶变换处理,消除了原有的多普勒容限的影响,使该体制雷达可以应用于近程高速目标的搜索和跟踪,多普勒频率估计方差接近单频回波时段的Cramer-Rao下限.     

一种基于FCM的微多普勒雷达中频信号检测处理方法

在时域信号中引入FCM算法,以区分运动目标的多普勒频移特性。利用多普勒特性对雷达中频信号进行了模拟研究,并使用FCM算法在一个雷达扫描周期可确定两个聚类中心,分别对应两个静止和运动的目标信号;对多个雷达扫描周期的多个聚类中心点,采用算术平均值滤波的方法构造中心函数C,通过门限判决的方法判定目标,并计算目标的检测概率。该算法简单、易于实现、计算量小,且有良好的目标检测概率。     

基于多视图像序列跟踪的SAR地面运动目标检测

为基于合成孔径雷达(SAR)检测地面切向运动目标,提出基于多视图像序列跟踪的检测方法。在SAR多视图像序列上,具有切向速度的地面运动目标在子视图像间的位移轨迹可近似为一条斜线。该算法利用具有方向性约束的动态规划实现动目标在SAR多视图像序列上的轨迹跟踪,进而沿散焦轨迹作非相干积累可显著改善微弱目标检测性能。基于跟踪信息可实现动目标切向速度估计和解Doppler模糊。基于实测机载SAR数据的数值实验证明了该方法的有效性。     

Extraction of Sea-state parameters with an X-band radar

Ocean wave spectrum and surface currents can be determined from a series of spatial wave images recorded by an X-band marine radar. In the absence of a surface current, the three-dimensional spectral energy found by using the series of images will be confined to a trajectory defined by the still water dispersion relationship. The presence of a surface current will make the three-dimensional spectral energy show a corresponding Doppler shill which may determine the current using the least squares method and obtain the directional wave spectrum. On the basis of conventional wave spectrum and directional function, the paper emulates a series of X-band radar images considering shadowing modulation and simulates numerically the threedimensional image spectrum both with and without a surface current, calculates the current velocity by virtue of the Doppler shift, and obtains the two-dimensional image spectrum. Finally the paper analyzes measured wave level elevation-a function of time t to obtain one-dimensional image spectrum, and the data comes from an X-band radar in McMaster University.     

基于扩充的Prony方法对信号的谱估计

目的 探讨现代谱估计方法在雷达信号谱估计的应用。方法 采用扩充Ｐｒｏｎｙ方法和ＦＦＴ方法分别对双正弦信号进行仿真计算。结果 理论分析及仿真结果表明扩充Ｐｒｏｎｙ方法具有比ＦＦＴ高的谱估计精度。结论 扩充Ｐｒｏｎｙ方法可应用在雷达信号的多普勒频率和相位的估计中,并由此估计和计算出目标的运动参数和运动轨迹。     

基于Radon-STFT的多目标雷达信号处理

最初的测速雷达是采用FFT进行信号处理的,效果不够理想.为此,用PPS信号建立了测速雷达回波信号的数学模型,采用Radon-STFT方法对多个多项式相位信号进行检测.结合"CLEAN"技术,实现对多个多项式相位信号进行分离和参数估计,得到了令人满意的结果,是一种有效的算法.     

窄带相参雷达刚性编队目标架次分辨及横向间距定标

针对窄带相参雷达刚性编队目标架次分辨难题,该文提出了基于高分辨Doppler像架次分辨和横向间距定标的方法。首先,建立了基于长时间积累的刚性编队目标信号模型。其次,基于Doppler锐化度准则估计目标切向速度,并通过聚焦处理获取编队目标的高分辨Doppler像。进而,基于目标高分辨Doppler像谱峰个数获取目标架次信息并实现编队目标间的横向间距定标。同时,还定量分析了刚性编队目标可分辨的最小积累时间。最后,用实测窄带雷达数据验证了本文方法的有效性。     

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.