外辐射源雷达模糊函数的快速算法与硬件实现

外辐射源雷达作为一种新体制雷达在探测低空小目标应用中得到了广泛的关注。针对外辐射源雷达利用模糊函数探测目标时延和多普勒频移的计算量大、难以满足系统实时性要求的问题,提出一种快速计算模糊函数方法。首先，将数据进行分段;然后，对分段后数据分别进行相关运算和抽取滤波;最后，用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法对数据进行处理,显著提高了模糊函数的计算效率,并在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)上实现了该算法。实测结果表明了该算法的可行性，研究成果为外辐射源雷达系统算法硬件化提供了参考依据。     

外辐射源雷达模糊函数的快速算法与硬件实现

外辐射源雷达作为一种新体制雷达在探测低空小目标应用中得到了广泛的关注。针对外辐射源雷达利用模糊函数探测目标时延和多普勒频移的计算量大、难以满足系统实时性要求的问题,提出一种快速计算模糊函数方法。首先，将数据进行分段;然后，对分段后数据分别进行相关运算和抽取滤波;最后，用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法对数据进行处理,显著提高了模糊函数的计算效率,并在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)上实现了该算法。实测结果表明了该算法的可行性，研究成果为外辐射源雷达系统算法硬件化提供了参考依据。     

DTMB外辐射源雷达参考信号纯度对探测性能的影响分析

外辐射源雷达通过被动接收目标反射的第三方照射源信号来实现目标探测,其中参考通道纯净参考信号获取与目标通道直达波抑制是实现目标相干检测的两项关键技术。研究了基于地面数字多媒体广播（digital terrestrial multimedia broadcasting, DTMB）的外辐射源雷达中的参考信号重构技术,并结合时域直达波抑制和匹配滤波处理重点分析了重构参考信号纯度对目标探测性能的影响。仿真与实测数据处理结果表明,重构技术能够有效地获取参考信号,提高参考信号纯度,对改善外辐射源雷达的探测性能有积极的作用。     

基于多电视台的两种无源雷达成像算法

基于外辐射源的无源雷达成像是当前新体制雷达的研究热点,给出了利用多个电视台作为外辐射源的直接二维快速傅里叶变换成像算法和极坐标成像算法。建立了多基地无源雷达成像模型,通过理论推导得到目标散射函数和雷达接收信号之间的傅里叶变换对的关系。选取15个电视台信号作为外辐射源进行了仿真实验,分析和比较了两种算法的性能,证实了算法的可行性。     

基于ICW-RCM的辐射源组合威胁评估

针对传统辐射源威胁评估方法难以直观地给出目标威胁程度以及在实时性、复杂性上的不足,在雷达图法(radar chart method, RCM)的基础上,提出基于改进组合赋权(improved combination weighting, ICW)-RCM的辐射源组合威胁评估算法。组合威胁评估将辐射源威胁等级粗排序和精细排序相结合,根据雷达指标计算雷达工作模式,对辐射源威胁等级进行粗排序,并降低威胁程度低的辐射源任务优先级;基于ICW-RCM,对相同雷达工作模式的辐射源精细化排序,并结合粗排序结果,得到最终的辐射源威胁评估结果。实验仿真与分析表明,该算法具有较好的正确性与有效性,与传统组合赋权雷达图法相比算法复杂度较低、实时性较高、结果更加形象直观。     

基于合作目标的外辐射源雷达发射站直接定位

外辐射源雷达利用已知位置信息的第三方发射站发射的信号作为照射源,对运动目标进行探测定位。但在实际应用中,发射站精确位置信息往往难以预先获取,给外辐射源雷达在未知环境中的快速应用带来困难。为了解决该问题,将已知轨迹的无人机作为合作目标。利用实时获取的无人机位置信息,建立了发射站位置未知时的目标直接定位模型。并进一步构建了基于目标位置的代价函数,从而实现对发射站位置的精确估计。该方法不仅可以克服常用两步定位算法中存在信息损失的不足,可达到更高的定位精度,而且利用了外辐射源雷达直达波信号,较传统直接定位方法性能更优。最后,通过仿真验证了该算法的有效性。     

全球性数字广播高频外辐射源雷达参考信号重构

外辐射源雷达通过直达波提纯来获取雷达参考信号,且参考信号的纯净程度直接决定着雷达探测性能的好坏。针对全球性数字广播（digital radio mondiale, DRM）信号的特殊结构,提出通过重构发射信号来生成雷达参考信号的方法。首先基于DRM信号调制解调理论介绍了重构算法流程,然后通过实测数据处理验证了重构性能,最后分别从模糊函数性能与杂波抑制能力两方面定量研究了解调误码率对雷达探测性能的影响。仿真与实测结果均表明,通过本文所提重构算法能够获得良好的雷达参考信号,为目标探测提供必备条件。     

基于TOA测量的Tn-R型无源雷达目标跟踪算法

针对传统单次无源定位方法对发射站与接收站的布站要求高的缺点,提出了基于到达时间（time of arrival, TOA）测量的Tⁿ-R型外辐射源雷达目标跟踪算法。该算法基于多个发射站获得的目标TOA测量值,采用Levenberg-Marquardt算法快速给出目标位置,然后利用扩展卡尔曼算法（extended Kalman filter, EKF）做滤波跟踪,解决了基本EKF算法的收敛速度慢和受初值影响大、易发散的问题。针对机动目标跟踪,提出了目标机动性判决方法并给出了一种简化的机动目标跟踪方案。针对外场试验数据的实际情况,采用了基于“两发一收”体制的目标跟踪和消除航迹模糊的方法。仿真与外场数据处理均表明,该算法收敛速度快,性能稳定,定位跟踪精度高,可满足实用要求。     

基于波形特征的外辐射源雷达杂波抑制算法

在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)波形外辐射源雷达系统中,相对于直达波和多径回波,目标回波的功率要微弱许多,因此多径杂波抑制是此雷达信号处理的一项关键技术。许多时域自适应滤波算法被用来抑制直达波和多径回波,但往往存在滤波器阶数过多,或计算负担过高的问题。基于OFDM波形的多载波调制特性,提出了分载波自适应滤波算法,相比于常规时域自适应滤波算法,能够有效降低滤波器阶数和计算复杂度,简单且高效。以基于OFDM调制原理的数字调幅广播外辐射源雷达为例,详细介绍了分载波递归最小二乘和分载波归一化最小均方算法的自适应滤波原理和过程,并基于仿真和实测数据分析比较了常规时域自适应滤波算法和分载波自适应滤波算法的性能差异。     

无参考通道的外辐射源雷达参数估计

在分析外辐射源雷达中参考通道与目标回波通道信号特点的基础上,提出了在外辐射源雷达分析模型中,不使用参考通道,仅仅利用目标回波通道的数据信息,完成对目标的检测,进行时延和多普勒频率参数的提取。在对目标进行角度估计时, 为了实现多目标的参数匹配,给出了已知波形匹配算法和比幅测向的角度参数估计算法,通过仿真实验说明了所提方法的有效性。     

基于顺序统计滤波和二元积累的辐射源信号检测方法

现代雷达采用宽带线性调频、相位编码等低截获概率(low probability of interception,LPI)波形,发射功率较低,到达侦察接收机的辐射源信号信噪比较低,给被动侦察带来了巨大的挑战.现有的被动检测方法在检测该类信号时,存在一定的局限性,比如算法复杂度高、计算量大和实时性较差等.针对上述问题,提出...     

低截获MIMO雷达改进MUSIC算法

在军事领域中,机载多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达既要探测机动目标,又要防止被截获接收机侦收.针对这一问题,提出了低截获的单基地非均匀阵列MIMO雷达改进多信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法.通过对MIMO雷...     

A High Speed Detection Scheme for Point Targets in a Multitarget Environment

The purpose of this paper is to develop a high speed detection scheme for moving and / or stationary point targets in a multitarget environment as registered in an IR image sequence. An iterative approximate 3-D line searching algorithm based upon the geometric representation of lines (for non-maneuvering targets in space) in a 3-D space is derived. The convergency of the algorithm is proved. An analysis is performed of the theoretical detection performance of the algorithm. The statistical experiment results show high effectiveness and computational efficiency of the algorithm in the case of low SNR. The idea may be employed to satisfy the real-time processing requirement of an IR system.     

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。     

主、被动雷达数据融合算法研究

对主、被动雷达的数据融合问题进行了研究.由于被动雷达只能测角,不能测距,当其与目标间的相对加速度为零时,目标的距离状态是不可观的,若只利用角度信息进行主、被动雷达数据互联,则当同一方向上有两个以上目标时,主、被动雷达的正确相关率较低.针对这种情况,提出了被动雷达利用伪距离测量方法来估计目标的径向距离信息,从而可利用主、被动雷达的角度和径向距离信息进行数据互联,并给出了直角坐标系下的数据互联算法.仿真结果表明,利用提出的方法可使主、被动雷达可达到较好的数据融合效果.     

合成孔径雷达的并行成像算法研究及实现

随着合成孔径雷达 (SAR)成像技术的不断发展 ,对SAR图像的成像精度和实时率的要求也愈来愈高 ,尤其是军事领域 ,高实时率是SAR成像系统的一个关键指标。针对目前较流行的SAR成像算法———CS(ChirpScal ing)提出了适合于群集 (cluster)结构的并行机的中粒度并行算法及粗粒度并行算法 ,并对两种算法作了详细分析和比较     

一种宽带雷达相干检测的新方法

宽带雷达目标回波表现为多散射点子回波的合成,各子回波幅度、频率、相位具有一定的随机性,造成一个重复周期内各子回波信号能量难以有效积累,严重影响宽带雷达目标检测性能.针对此问题,提出利用RELAX算法实现宽带雷达目标多散射点子回波精确分离,对各子回波幅度相加实现多散射点回波能量相参积累,提高输出信噪比,从而增强宽带雷达的目标检测性能.仿真及实测数据处理结果表明所提出的方法应用于宽带雷达重复周期内多散射点回波能量相参积累是有效的.     

基于发射分集的MIMO雷达相参信号处理方法

针对多个运动的慢起伏目标情况,研究了发射分集多入多出(multiple input multiple output,MIMO)雷达的相参信号处理方法.提出了一种重复利用回波数据的目标参数估计算法.发射分集MIMO雷达的发射阵元间距满足空间分集条件,其接收端采用阵元间距为半波长的均匀线阵.按距离门对其回波信号进行脉压-Capon谱估计,可提取出各目标对应不同发射阵元的初步位置信息.然后利用回波数据及目标的初步位置信息,把同一目标对应不同发射阵元的脉压数据矢量经多普勒频移和相位补偿后相加,再进行Capon谱估计,获得高精度的目标方位角估计值.仿真结果表明,该算法可对雷达观测区域内的多个动目标进行高精度定位.