光学区雷达目标散射中心提取及识别方法研究

首先回顾了在宽带体制下光学区雷达目标频域响应的特性 ,而后给出了矩阵束算法的原理 ,并应用该算法提取光学区雷达目标的散射中心 ,提出了所谓“基于散射中心极点和幅度的相关匹配目标识别方法” ,最后给出了五种飞机缩比模型宽带散射数据的实验结果。实验结果表明 ,该识别方法在白噪声条件下具有高识别率和强抗噪声能力。     

基于扩展Kalman滤波的运动目标距离/速度联合估计

通过对高频区运动目标的频域回波模型的分析,提出了一种基于高频区回波频域模型的非成像类参数化高分辨方法。该方法基于扩展卡尔曼滤波理论,通过对所建立的运动目标回波频域模型进行参数估计来获得目标距离高分辨。仿真结果证明,该方法回避了目标运动情况下成像类高分辨方法所必需的距离补偿问题,多散射点情况下在获得各散射点的距离高分辨的同时,可以获得目标运动参数的精确估计。     

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。     

一种高分辨率频谱特征提取方法的研究

本文着重研究基于高分辨率雷达视频回波的目标特征提取问题。提出了基于ＡＲ模型动态地获取目标极点信息,利用获取的目标极点信息对线性调频变换进行初始参数的设置,雷达视频回波经基于此参数线性调频变换获得高分辨率频谱特征的新方法,并用这种方法对实地录取的地面目标视频回波数据进行处理提取高分辨率频谱特征。最后,利用所构造可分性测度计算了该模式特征的可分性测度值并与付里叶谱特征的可分性测度值比较,证明本文提出的方法具有更好的可分性,是一种良好的高分辨率目标频谱特征提取方法。     

基于ESPRIT矩阵束法的UWB雷达目标特征提取

提出了一种基于ESPRIT矩阵束法的UWB雷达目标特征提取方法,该方法把提取信号极点问题转化为求解矩阵束的广义特征值问题。理论分析和数值仿真结果表明,这种方法与传统的Prony算法相比有明显地改进,能有效地提取出目标回波信号的极点和留数,并对随机噪声具有良好的抑制作用。该方法特别适用于UWB雷达或其它高分辨率雷达的目标特征提取。     

基于改进MUSIC算法的散射中心参数提取及RCS重构

随着隐身技术的发展,雷达目标的边缘绕射等逐渐取代镜面散射成为主要的散射源,因此基于几何绕射理论（geometric theory of diffraction,GTD）的散射中心模型对隐身目标电磁散射特性的描述要比衰减指数和模型更为精确。显然,准确估计出GTD散射中心参数对刻画目标散射特性犹为重要。针对经典多重信号分类（multiple signal classification,MUSIC）法仅利用目标原始回波数据、参数估计精度不高这一问题,提出一种改进的MUSIC算法对散射参数估计提取。改进的MUSIC算法通过对原始回波数据取共轭,构建新的总协方差矩阵,有效利用了目标原始回波数据的共轭信息。仿真结果表明,与经典MUSIC算法相比,改进的MUSIC算法参数估计精度更高,雷达散射截面重构拟合程度更好,且运算量增加不大,可有效提取出隐身目标的散射中心。     

基于频域稀疏压缩感知的雷达目标三维散射中心反演方法

基于平面阵列的微波天线结构可以获取多视角下的目标散射中心三维分布。针对平面阵列稀疏分布导致的目标成像及散射中心反演精度较差的问题, 设计了一种基于组合巴克码的稀疏孔径分布方式。在此基础上, 利用稀疏孔径回波和频域主成分分析得到参考复数信号。利用该参考复数信号对原始回波进行干涉处理, 获得回波频谱的稀疏表征方式。在频域建立基于压缩感知的目标散射中心三维分布模型并进行优化求解, 得到重构后的目标三维频谱, 并逆变换至空间域, 可实现目标散射中心幅度及三维位置重建。暗室试验数据处理结果表明, 所提方法在X波段和稀疏采样率为50%的条件下, 目标散射中心幅度及三维位置反演精度均优于90%。     

基于时频分布的空间锥体目标微动形式分类

空间锥体目标的微动形式分类对空间目标识别、参数估计等有着重要意义。针对这一问题,提出了一种从雷达回波时频分布中提取特征对微动形式进行分类的方法。首先分析了空间锥体目标的散射特性,在此基础上建立了等效散射点模型,并与传统的一般散射点模型比较,电磁计算结果进一步证明了提出模型的正确性;在特征提取阶段,基于能量强弱提取了回波时频分布中包含微动信息的区域,并针对自旋、进动、章动3种微动形式下瞬时频率变化的差别提取了4种特征;最后基于等效散射点模型仿真产生训练数据集、电磁计算产生测试数据集的模式,使用支持矢量机（support vector machine, SVM）分类器的分类实验结果表明新方法在一定信噪比条件下可有效实现对微动形式的分类。     

基于神经网络和散射中心模型的目标参数提取

从雷达回波中获取目标几何参数信息往往存在高计算成本、非线性等困难。该文基于卷积神经网络和前馈神经网络, 提出了一种依据散射中心时频像特征的目标类型自动识别和目标几何参数自动提取方法。由于构建一个神经网络需要大量的训练数据样本, 而扩展目标的散射场计算又非常耗时, 利用基于已知目标已建立的散射中心模型, 快速生成大样本训练数据, 有效解决了训练样本难以获得的问题。以弹头类目标为例给出了数值实验结果, 证实了所提方法的有效性。     

基于外辐射源的机载无源SAR成像算法

提出一种基于外辐射源的单发单收模式的机载无源SAR成像方法。该方法基于单个外辐射源,利用载机作规则的环形运动来合成等效雷达孔径对地面静止目标进行成像。由于接收到的数据非均匀且数据量较少,通过对接收回波数据进行坐标变换和插值运算,直接在频域数据空间利用二维傅里叶变换重建目标的散射函数分布。理论推导和计算机仿真结果证明该方法是有效的。     

The New Method for Calculating Poles of a Scattering Object

ＴｈｅＮｅｗＭｅｔｈｏｄｆｏｒＣａｌｃｕｌａｔｉｎｇＰｏｌｅｓｏｆａＳｃａｔｅｒｉｎｇＯｂｊｅｃｔＷｕＸｉａｎｌｉａｎｇ，ＪｉａｏＤａｎ＆ＷａｎｇＬｉａｎｇｚｈｉＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａ...     

方位频域滤波的机场毫米波雷达干扰抑制方法

强散射目标距离旁瓣造成的干扰, 严重影响机场跑道异物(foreign object debris, FOD) 毫米波雷达对微弱目标的检测。针对该问题, 本文基于信号频谱分布特点, 即静止目标信号的方位谱具有窄带特性, 而旁瓣干扰信号的方位谱是宽带的, 提出在方位向进行信号频域滤波的干扰抑制方法。首先在距离向使用窗函数加权方法处理, 方位向通过傅里叶变换到频域, 利用提前标定和构建的窄带带通滤波器进行滤波, 最后再变换回时域。与其他方法相比, 该方法能够在有强散射环境下获得较好的干扰抑制效果, 提高微弱目标的信杂比。93 GHz FOD雷达实测数据处理结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

一种频域自适应最大似然时延估计算法

提出了一种基于平方相干函数的频域自适应最大似然时延估计算法。该算法构造了一种广义相位数据最大似然加权函数,并通过自适应估计输入信号的平方相干函数加以实现。算法的性能分析和仿真实验表明,该算法有更好的时延估计精度、收敛速度和跟踪性能,能够有效提高低信噪比环境下的低空目标被动声探测的时延估计性能。     

正交小波基在SAR的多普勒参数求取中的应用

在合成孔径雷达技术中 ,对于多普勒参数的估计 ,即多普勒质心 fdc 和多普勒频率变化率fdr 的估计是非常重要的。提出了一种采用频谱支集紧小波基的计算信号瞬时参数的快速局部算法 ,且这种方法有良好的抗噪能力 ,在求取多普勒质心和多普勒频率变化率中取得了较为满意的效果。     

基于重叠型区域分解的时域积分方程法

时域平面波算法可以降低时域积分方程的计算复杂度以及内存消耗,但是时域积分方程的阻抗矩阵的近场部分元素无法减少,内存消耗依然很大。提出了利用重叠型区域分解法降低时域积分方程的内存需求,通过采取划分子区域,利用特征基函数法降低阻抗矩阵规模的方法,降低了内存消耗。数值算例验证了重叠型区域分解法结合时域积分方程能有效地用于瞬态电磁散射问题的分析。     

用频域-时域转换法分析天馈系统的不连续性

针对时域反射计法(timedomainreflectometry,TDR)和频域反射计法(frequencydomainreflectometry,FDR)是分析和测量天馈系统不连续性的两种基本方法的各自特点,提出了一种综合运用TDR和FDR,采用Chirp Z变换将频域数据转换到时域,从而精确地分析天馈系统内部不连续性的方法。应用此方法可在天馈系统出现重大故障前发现细小的、难于确认的问题,打破了传统的故障之后再修理的维护方法。计算机仿真结果表明,该方法是可行的,采用Chirp Z变换,提高了故障点定位的精度。     

MIMO-OFDM/OQAM系统中基于导频的时域信道估计方法

针对基于交错正交幅度调制的多输入多输出正交频分复用(multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation,MIMO-OFDM/OQAM)系统的信道估计问题,构造了基于导频的时域信道估计模型,利用导频符号估计信道的时域脉冲响应。与传统的频域信道估计方法相比,这种方法需要的导频数量较少,并且在存在严重频率选择性衰落的信道条件下也有较好的估计性能,理论分析和仿真结果表明了算法的有效性。     

基于频域处理的机载雷达自适应杂波抑制方法

传统的机载雷达自适应杂波抑制多是从时域角度来考虑的，提出了一种基于频域的杂波抑制方法——FFT频域处理法。该方法将输入数据首先经过FFT运算变换到频域上，然后利用质量中心法来估计杂波谱的中心多普勒频率和带宽，最后将杂波分布区内的FFT通道输出置零(即滤除杂波)。实验仿真结果表明，与传统的基于谱估计的自适应MTI方法相比，该方法具有良好的改善因子和较小的信噪比损失，对于慢速目标检测十分有利，并能有效地防止目标白化，其运算简单，适于工程实现。     

基于平衡流场的再入飞行器电磁散射特性分析

针对高速再入飞行器穿过大气层时产生冗长等离子尾流的特点,综合利用真实气体效应情况下等离子体流场计算方法和移位算子时域有限差分电磁散射建模方法。首先由再入飞行器相关参数得到其周围非均匀等离子体流场的分布情况,然后据此建立含等离子体尾流目标的电磁散射模型。以锥球形目标为例,计算和分析了以零攻角再入时的低频电磁散射特性。结果表明,当飞行器再入速度较高时,等离子体尾流在低频段将显著增强其后向散射,有利于低频雷达探测再入目标。