GMTI雷达STAP系统仿真研究

地面动目标检测(Ground Moving Target Indication,GMTI)是脉冲多普勒雷达在军事上的重要应用领域之一。空时自适应信号处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)技术因为在GMTI雷达应用中具有很好的微弱信号检测性能而受到广泛关注。基于均匀直线阵列(Uniform Linear Array,ULA),建立了机载GMTI雷达动目标检测的完整仿真系统,给出了回波模拟仿真和信号处理的流程,讨论了多通道STAP处理技术在实际应用中的细节,并将幅度相位估计(Amplitude and Phase Estimation,APES)与STAP技术结合,提高检测性能。仿真实验结果证明了系统的有效性。     

一种SAR-GMTI的无源压制性干扰方法

针对合成孔径雷达地面动目标检测（synthetic aperture radar ground moving target indication, SAR GMTI）的工作原理,提出了一种基于旋转角反射器的无源压制性干扰新方法。该方法利用旋转角反射器产生的微多普勒在各个通道中形成干扰条带,在多通道抑制地杂波后,微多普勒干扰条带将造成动目标检测无法完成,使得无法对动目标正确地定位和测速。理论分析和仿真实验证实了该方法对SAR-GMTI干扰的有效性。     

星载GMTI稀疏阵雷达的STAP研究

针对稀疏阵的欠采样会引起动目标检测盲区的问题,基于星载GMTI(ground moving targets indica-tion)稀疏线阵雷达,分析了多载频稀疏阵雷达的系统模型和空时自适应处理(space time adaptive processing,STAP)的基本原理,考虑了非周期阵列对减少盲区的作用。仿真结果表明采用多载频模式可有效改善稀疏引起的动目标检测盲区。     

机载双通道SAR地面慢速运动目标参数估计方法

针对机载双通道合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统中运动目标参数估计,提出了一种利用目标相位历程拟合目标运动参数的方法,包括距离向速度、方位向速度、距离向加速度和方位向加速度估计。对于高信杂噪比目标,直接利用通道之间的相位关系推导了目标运动参数估计的解析表达式;对于低信杂噪比目标,杂波抑制后,利用目标真实合成孔径时间与目标方位向运动参数的关系结合相位历程一起进行参数估计。该方法只对目标相位进行拟合,计算量低,易于工程运用。仿真与实测数据验证了该方法的有效性。     

对机载预警雷达STAP的慢时调频干扰方法

机载雷达的空时自适应处理技术(space-time adaptive processing, STAP)可以通过采样形成二维凹陷,使干扰机难以产生密集的假脉冲。本文提出了一种有效增加假脉冲数量的干扰方法。通过理论分析推导出频率唯一性条件, 证明了不同多普勒频率的干扰脉冲无法被STAP采样对消。干扰机可在快时和慢时分别调整干扰脉冲的距离和径向速度, 增强干扰的可控性, 既可在局部区域内精确掩护, 也可以在全距离范围内实现大面积密集遮盖。仿真证明, 通过为每个干扰脉冲依次调制不同多普勒相位, 可显著提升干扰信号的数量密度, 而且对降维STAP依然有良好的干扰作用。     

一种新的多通道SAR地面动目标检测定位方法

提出了一种对图像配准误差稳健的多通道合成孔径雷达地面动目标检测定位方法。该方法根据图像配准误差的方向确定观测矢量,计算特征系数矢量,利用动目标的空域导向矢量和特征系数矢量构造特征导向矢量,然后利用自适应波束形成技术进行杂波抑制的同时估计动目标的运动速度,最后对目标重新定位。该方法能够在图像配准误差较大的情况下获得满意的动目标检测性能和较高的测速定位精度。仿真结果验证了方法的有效性。     

基于STAP的空中机动目标检测方法与仿真研究

由于机动目标回波的多普勒频率随时间变化(即发生多普勒走动),因此常规的空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)方法对于这类目标的检测效果很差.提出了一种基于修正匹配滤波器的空中机动目标检测方法,该方法首先通过子空间投影抑制杂波,然后采用修正的匹配滤波器对目标的多普勒走动项进行补偿,能够在目标存在多普勒走动的情况下,获得满意的动目标检测结果.仿真结果表明,该方法能够增强机载雷达对空中机动目标的检测能力.     

一种双通道SAR动目标检测和参数估计方法

提出了一种基于空时自适应处理(STAP)杂波抑制和修正的离散Chirp-Fourier变换(MDCFT)参数估计的双天线合成孔径雷达(SAR)运动目标检测和成像方法.将MDCFT变换应用于经过STAP杂波抑制后的信号,在MDCFT幅值平面内同时完成对运动目标的检测和多普勒参数的估计.分析了STAP方法对SAR回波的滤波效果,建立了适合SAR系统的MDCFT模型.在分数阶傅里叶域进行滤波以消除杂波对相位的影响,进而利用通道间的相位差和多普勒中心频率对运动目标准确定位并估计径向速度.通过大量的仿真实验验证了该方法的正确性.     

天基稀疏阵运动目标检测模糊

针对利用天基稀疏孔径实现地面运动目标指示时带来运动目标检测模糊的问题,分析了稀疏阵产生运动检测模糊的机理,研究了利用频率正交信号解模糊的方法,从理论上推导了解模糊对信号频率的约束条件,提出了稳健、有效的解模糊方法——二级检测法。仿真结果验证了理论分析的正确性和解模糊方法的有效性。     

基于Keystone变换的地面运动目标检测研究

合成孔径雷达 (SAR)在检测地面运动目标中所面临的难题之一是距离和速度的耦合导致了地面运动目标在SAR图像中模糊、错位、甚至消失。分析了Keystone变换的原理 ,提出了Keystone变换在一般正侧式SAR系统具体实现的方法与步骤 ,分析了Keystone方法对不同运动类型目标成像效果的修正作用。最后通过仿真证明了实现方法和分析结果的正确性。     

Improved STAP algorithm based on APES

Space-time adaptive processing(STAP) has been proven to be one of the best techniques capable of detecting weak moving targets in strong clutter environment and has been widely applied in airborne ground moving target indication(GMTI) radar.This paper applies an amplitude and phase estimation(APES) approach to two aspects of the STAP algorithm.Firstly,APES is applied to accurately describe the clutter characteristic in angle-Doppler domain.Then,APES is incorporated into the standard STAP algorithm to improv...     

Canonical framework for multi-channel SAR-GMTI

Synthetic aperture radar （SAR） systems have become an important tool for fine-resolution mapping and other remote sensing operations. The multi-channel SAR ground moving-target indication （GMTI） must process its data to produce not only the image of surveillance area but also the information of the ground moving-targets. The topic of moving-target detection in clutter has been extensively studied, and there are many methods that are used to detect moving targets, such as displaced phase center antenna （DPCA） method, along-track interfero-metric （ATI） phase, space-time adaptive processing （STAP）, or some other metrics. A canonical framework is proposed that encompasses all the multi-channel SAR-GMT methods, namely, DPCA and ATI. The statistical test metric for multi-channel SAR-GMTI is established in a simple form, via the definition of the complex central Wishart distribution, to deduce the statistics of the test metric, and the probability distribution of the test metric for multichannel SAR-GMTI has the complex central Wishart distribution of 1×1 case, namely the X^2 distribution. The theory foundation offers the possibility to construct the united multi-channel SAR-GMTI detector, and derives the constant false alarm rate （CFAR） detector tests for separating moving targets from clutter.     

Target location with signal fitting and sub-aperture tracking for airborne multi-channel radar

The location of a moving target based on signal fitting and sub-aperture tracking from an airborne multi-channel radar is dealt with. The proposed approach is applied in two steps: first, the ambiguous slant-range velocity is derived with a modified single-snapshot multiple direction of arrival estimation method, and second, the unambiguous slant-range velocity is found using a track-based criterion. The prominent advantage of the proposed approach is that the unambiguous slant-range velocity can be very large. Besides, the first stage is carried out at the determinate range-Doppler test cell by azimuth searching for fitting best to the moving target signal, therefore, the location performance would not be sacrificed in order to suppress clutter and/or interference. The effectiveness and efficiency of the proposed method are validated with a set of airborne experimental data.     

基于频心法的STAP非均匀检测器

针对杂波谱移动非均匀和功率非均匀现象,提出了"频心"法非均匀检测器。该检测器利用杂波谱移动非均匀和功率非均匀环境下杂波散射中心频率和能量随距离变化这一特点进行非均匀样本选取。仿真结果证明这种非均匀检测器在杂波谱移动非均匀和功率非均匀环境下具有较好的非均匀检测性能。     

基于噪声乘积调制的SAR-GMTI间歇采样干扰方法

为阻止合成孔径雷达地面动目标显示(synthetic aperture radar-ground moving target indication, SAR-GMTI)对地面运动目标的侦察, 提出了基于噪声乘积调制的间歇采样灵巧干扰方法。该方法在间歇采样的基础上, 辅之以噪声乘积调制, 在保证干扰机天线收发隔离的同时, 仅通过离线模板设计, 即可灵活高效地产生多假目标欺骗和密集性假目标遮盖的不同干扰效果。该方法调制过程首先对截获信号进行间歇采样, 然后与线下调制好的噪声模板进行乘积, 建立了干扰模型, 推导了对SAR和SAR-GMTI的干扰效果, 详细阐述了侦察误差对性能的影响。理论分析和仿真表明, 所提方法可有效弥补单一间歇采样干扰生成的假目标分布规律明显、易于辨识的缺陷, 拓展干扰的作用范围, 干扰效果灵活多变。     

大斜视角SAR成像的改进频率变标算法

首先给出了一种改进的频率变标算法。该算法适用于处理距离解线调后的聚束式SAR数据。对大斜視角数据,由于二次距离压缩误差的影响,偏离参考距离的散射点未能完全聚焦,且离参考距离越远聚焦性能越差。将非线性变标的方法加入频率变标算法对数据进行二次距离压缩,有效地减小了距离压缩误差。最后通过仿真实验表明,对给定的SAR参数,在斜视角为定值时,也能得到较好的成像结果。     

星机双基地SAR-GMTI中的运动误差分析

运动误差补偿影响杂波抑制、多普勒参数估计和目标聚焦成像,是双基地合成孔径雷达地面运动目标检测(synthetic aperture radar ground moving target indication , SAR-GMTI)的一项关键技术。根据星机双基地系统的特点,提出了一种有效的运动误差分析和补偿方法。从星机双基地SAR GMTI的运动误差几何模型出发,分析出误差对运动目标参数的影响,并给出了相应的补偿因子。特别针对地势起伏和斜视角不能忽略的情况,分析了误差补偿的偏移量并提出了有效的补偿方法。最后,计算机仿真验证了所提方法的有效性。