弹道目标中段雷达成像仿真研究

对弹道目标进行ISAR成像识别是分辨真假目标的重要手段。本文研究了中段弹道目标成像仿真问题。简介ISAR成像技术后，仿真了中段弹道。研究了中段弹道目标成像，分析了在有无调姿两种情形下和不同弹道阶段对相干积累时间的要求。仿真结果表明，在不同情形下，雷达必须适当调整脉冲积累时间和改变脉冲重复频率才能实现有效成像。     

空间目标ISAR成像与识别对抗研究

阐述了空间目标的雷达对抗措施,通过仿真研究了对抗条件下的空间中段目标ISAR成像与识别,分析了对抗手段对ISAR成像质量与识别性能的影响,指出对ISAR的二维压缩机理进行破坏是实施有效干扰的关键所在。仿真结果表明,通过对抗手段能有效降低ISAR的成像质量,破坏ISAR的识别性能。实验结果对于增强中段突防目标的突防能力有较重要的参考价值。     

宽带MIMO雷达的阵列设计和成像方法

为了降低多输入多输出(multiple-input and multiple-output, MIMO)成像雷达的阵列规模和系统硬件的复杂性,结合宽带MIMO雷达发射/接收阵元的角度分集和信号分集特性,提出了一种基于双均匀线阵组合的非线性阵列模型,并给出了该阵列的设计准则。不同于基于实孔径均匀阵列的宽带MIMO雷达成像系统,提出的非线性阵列模型可有效增加虚拟阵元个数和扩展阵列孔径,在不改变目标方位向成像质量条件下能有效降低实孔径均匀线阵的阵列规模和系统硬件的复杂度。同时,该阵列设计易于操作和实现。最后,仿真实验对该阵列模型的有效性进行了验证。     

星载雷达对弹道目标跟踪模式的选择

针对星载雷达对弹道目标跟踪模式的选择问题,在建立星载雷达对空间轨道目标跟踪所需坐标系的基础上,给出了先转换后绝对运动状态跟踪和先相对运动状态跟踪后转换两种跟踪模式,分析了两种模式的测量误差传递特性以及状态模型建立的难易程度。最后对两种模式的跟踪精度进行了仿真实验,仿真结果表明,相比于前一种模式,后一种模式的跟踪性能获得了明显的改善。研究结果能为星载雷达对弹道目标跟踪模式的选择提供设计依据。     

基于MP稀疏分解的弹道中段目标微动ISAR成像新方法

弹道目标在中段的运动包括轨道运动和微动。与轨道运动相比,弹道目标的微动能引起目标相对雷达视线角更为快速的变化,有利于逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)成像。针对自旋对称弹头的微动特性,提出了一种基于匹配追踪(matching pursuit, MP)稀疏分解的微动ISAR成像算法,分析了成像平面和成像所需积累转角,并通过计算机仿真与传统的距离－多普勒(range-Doppler, RD)、魏格纳－维尔(Wigner-Ville, WV)成像算法进行了比较。仿真结果表明：本文算法具有更好的成像精度和稳定性,且不受交叉项的干扰,是一种有效的微动目标成像算法。     

一种高分辨雷达空间目标跟踪方法研究

高分辨雷达在跟踪远程空间目标时,其量测坐标转换会引起一类特殊的强非线性问题。对其产生机理进行了分析。经典的非线性滤波技术的跟踪精度会急剧下降。因此,提出一种基于中间过渡状态的Kalman滤波器,在直角坐标系下进行目标状态预测,避免了球坐标系下目标运动的复杂建模;预测后,通过选取量测空间内目标位置和速度量及其协方差作为中间过渡状态,在测量坐标系下进行目标状态线性更新;更新后,再将中间状态映射到直角坐标系下,从而得到目标状态的一致性估计。仿真实验结果表明,基于中间过渡状态的Kalman滤波器可有效提高高分辨雷达对空间目标的跟踪精度。     

机动目标ISAR成像的相对运动补偿

非合作的机动多目标相对于雷达射线的姿态是时变的,而且目标间可能存在相对运动,给逆合成孔径雷达(ISAR)成像造成较大困难。针对此问题建立目标相对运动的模型,提出一种相对运动补偿的算法,在运动补偿的基础上对运动目标进行二次补偿,消除相对运动的影响。模拟和实测数据的处理结果说明,当相对运动目标和其它目标在距离上能分离时,该算法是可行的。     

一种舰船目标SAR回波的快速仿真方法

为满足合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)在海洋遥感的应用需求,提出一种舰船目标SAR成像的快速仿真方法。对成像场景中重点关注的目标进行精确电磁建模,并利用"四路径"模型计算目标与海面的复合散射回波,对海面背景采用散射面元法计算回波;将舰船复合散射回波与海面回波进行合成得到总的SAR回波,利用聚束SAR成像处理方法获得SAR图像。结果表明:该算法避免了对整个成像区域进行复杂的电磁仿真,能够有效降低对海面大场景的电磁计算效率。由于在目标区域采用高频电磁算法,保留了目标的电磁散射的精细结构,为精确模拟SAR回波提供了一种准确而高效的仿真算法。     

机载SAR的地面运动目标成像处理

基于先进的高分辨率机载SAR数据,研究了地面单个和多个运动目标的高分辨率成像问题。利用频域滤波法将地面运动目标信号从杂波中分离出来,在距离频率-方位时间域进行距离走动和距离弯曲校正,并在距离-多普勒域完成运动目标成像。PGA方法被用来对单个运动目标作进一步的聚焦处理。在多目标环境下,提出一种改进的距离弯曲校正方法,并利用时频分析方法有效地解决了多个地面运动目标的成像问题。给出了SAR实际数据成像处理结果。     

合成孔径雷达成像三维地形目标模拟方法

分析讨论了一种合成孔径雷达成像三维地物目标模拟的方法。阐述了复杂三维地物目标模型的建立方法，分析了回波信号的结构并且讨论了成像仿真参数。最后完成了对三维复杂地物目标的成像仿真实验，得到了较为理想的结果。     

宽带多极化雷达目标模糊匹配识别方法

针对宽带多极化雷达体制,提出了一种雷达目标模糊匹配识别新方法。介绍了距离-极化模糊矩阵的构造和多维模糊匹配的原理,介绍了模糊匹配模式矩阵库的构造方法,利用宽带多极化测量数据进行了目标识别的实验。实验结果表明,该方法匹配运算量少,对目标姿态角的变化有较强的容忍能力,为解决宽带多极化雷达目标识别提供了一条有效的途径。     

基于EKF及弹道方程的弹道目标跟踪滤波器设计

针对地面跟踪雷达多目标、低数据率、高跟踪精度要求,提出了基于弹道运动方程的扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)算法。建立了导弹被动段精确的质心运动方程,改进了EKF算法,经过与传统的基于常加速模型的EKF算法和基于弹道运动方程的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)算法比较,验证了基于弹道运动方程的EKF具有低数据率下滤波精度高、计算量小等优点,解决了地面跟踪雷达实际中遇到的问题。     

基于算法融合的红外成像目标稳健跟踪方法

针对复杂背景下的红外图像机动目标跟踪问题,在对现有的多种红外成像目标跟踪算法进行分析与比较的基础上,提出了一种基于算法融合的红外成像目标稳健跟踪方法。该方法在对各跟踪器输出的目标位置测量值序列采用基于“当前”统计模型的模糊交互多模方法进行处理的基础上,采用基于总均方误差最小规则的自适应加权融合方法对目标状态的多个滤波与预测值进行综合处理,较大程度上提高了系统的跟踪精度与稳定性。仿真结果显示了该方法的有效性与稳健性。     

基于宽带LFM雷达的弹道目标精确测速方法

由于弹道中段末期稀薄大气对轻诱饵具有明显的减速作用,精确的速度测量是该阶段真假目标识别的重要途径之一。提出了一种基于宽带线性调频(linear frequency modulation,LFM)雷达回波信号的精确测速方法,该方法对雷达中频回波信号相位差进行最小二乘参数估计,完成弹道目标速度的精确测量。针对低信噪比条件下的精确测速问题,采用恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测与形态学滤波相结合的技术对噪声进行抑制,有效地提高了算法的鲁棒性和测速精度。对典型弹道目标的动态雷达特征信号及测速算法进行了仿真和分析,验证了算法的有效性。     

Passive target tracking using marginalized particle filter

A marginalized particle filtering(MPF)approach is proposed for target tracking under the background of passive measurement.Essentially,the MPF is a combination of particle filtering technique and Kalman filter.By making full use of marginalization,the distributions of the tractable linear part of the total state variables are updated analytically using Kalman filter,and only the lower-dimensional nonlinear state variable needs to be dealt with using particle filter.Simulation studies are performed on an illustrative example,and the results show that the MPF method leads to a significant reduction of the tracking errors when compared with the direct particle implementation.Real data test results also validate the effectiveness of the presented method.     

基于局部亮度直方图特征的实时目标识别与跟踪

针对自寻的电视导引头实时跟踪需求及其硬件平台的限制,借鉴离线训练的思想,提出一种基于局部亮度直方图的二进制特征描述算子,利用该算子设计了基于差异度函数和索引值的两级特征匹配方法。算子的二进制特性使得特征匹配过程主要通过一系列二进制位运算完成,算法复杂度大大降低。实验表明,该算法实时性强,平均跟踪速度可达25 fps以上,运行过程中内存需求量小,并且对目标尺度变化、旋转、光照变化等具有较好的鲁棒性,满足了导引头实时目标识别与跟踪需求。     

Energy efficient target tracking algorithm using cooperative sensors

Target tracking is one of the applications of wireless sensor networks(WSNs).It is assumed that each sensor has a limited range for detecting the presence of the object,and the network is sufficiently dense so that the sensors can cover the area of interest.Due to the limited battery resources of sensors,there is a tradeoff between the energy consumption and tracking accuracy.To solve this problem,this paper proposes an energy efficient tracking algorithm.Based on the cooperation of dispatchers,sensors in the area are scheduled to switch their working mode to track the target.Since energy consumed in active mode is higher than that in monitoring or sleeping mode,for each sampling interval,a minimum set of sensors is woken up based on the select mechanism.Meanwhile,other sensors keep in sleeping mode.Performance analysis and simulation results show that the proposed algorithm provides a better performance than other existing approaches.     

Method of target tracking with Doppler blind zone constraint

Doppler blind zone （DBZ） has a bad influence on the airborne early warning radar, although it has good detection performance for low altitude targets with pulse Doppler （PD） technology. In target tracking, the blind zone can cause target tracking breakage easily. In order to solve this problem, a parallel particle filter （PF） algorithm based on multi-hypothesis motion models （MHMMs） is proposed. The algorithm produces multiple possible target motion models according to the DBZ constraint. Particles are updated with the constraint in each motion model. Once the first measurement from the target which reappears from DBZ falls into the particle cloud formed by any model, the measurementtrack association succeeds and track breakage is avoided. The simulation results show that on the condition of different DBZ ranges, a high association ratio can be got for targets with different maneuverability levels, which accordingly improves the tracking quality.     

利用CDMA信号为照射源的雷达目标探测技术

针对基于CDMA蜂窝网信号的外辐射源系统,提出一种利用多个基站发射的信号对运动目标检测的方案.该方案根据直达干扰分量的多普勒频移为零,而目标发射信号的多普勒频移非零以及基站信号序列自相关函数的特点,采用对消方法滤除各个基站多径分量的干扰;再根据基站之间除导频信道外其它信道可以认为是完全无关的这一特点,实现基站与回波时延的匹配,完成对定位参数的估计.通过仿真实验证明了该算法的有效性.