面向雷达高速目标检测的RFT快速实现方法

基于Chirp-Z变换(Chirp-Z transform, CZT)的Radon-Fourier变换(Radon Fourier transform, RFT)是一种频域RFT算法,然而对多普勒模糊数的遍历搜索使得该算法运算量较大,同时该方法对积累结果采用选大处理抬高了噪声电平。针对上述不足,提出了一种由粗到精(coarse-to-fine,CTF)的RFT快速算法(CTF-RFT)。在粗检测阶段,首先对多普勒模糊数进行跨间隔搜索,对多组二维积累结果进行粗检测提取潜在目标,再利用目标积累能量在多普勒模糊数维的变化规律剔除虚假目标,得到目标所在的多普勒模糊数区间及粗略参数;在精检测阶段,对粗检测确定的多普勒模糊数区间进一步搜索,确定目标的精确参数。理论分析和实验结果表明,与CZT-RFT相比,CTF-RFT在获得几乎相同检测性能的同时进一步降低了计算量。     

基于改进Jerk模型的高超声速滑翔目标跟踪

临近空间高超声速滑翔目标具有高速、高机动的运动特性,为了提高其跟踪精度,对现有的Jerk跟踪模型提出改进。首先将一阶AR模型的思想运用到模型参数的实时估计中,在目标状态方程和量测方程中引入了相关参数,然后构建了基于改进Jerk模型的参数自适应Kalman滤波算法,在目标状态估计的同时能够对模型参数进行自适应调整。最后基于HGT仿真轨迹对所提模型与传统的Jerk模型进行比较,仿真结果证明了改进Jerk模型对HGT跟踪的有效和优势。     

目标回波不连通的慢速小目标探测方法

为了探测因杂波干扰强度大、目标回波微弱等原因,导致雷达操纵员将其误当成杂波点的慢速小目标。把连续多帧雷达图像进行长时间积累,针对多帧雷达图像积累中目标回波不连通的情况,提出了一种目标回波不连通的慢速小目标探测方法。引入最小外接矩形的长宽比Fj3占空比Fj2和像素值Fj1等3个参量,运用图像标记技术提取目标回波上述参量,利用Fj1去除大片连通目标回波对慢速小目标的干扰,通过Fj2和Fj3得到的信息值H(Aj)对目标回波进行分类处理。在每个分类域中,首先去除目标回波中间隔距离大于多帧积累时间内慢速小目标运动距离的目标回波,然后通过“慢速小目标的确定”实现对慢速小目标的有效探测,最后把每个分类域中慢速小目标探测结果进行合成得到最终的慢速小目标探测效果。仿真实验结果验证了该算法的有效性。     

高超声速飞行器周期跳跃巡航轨迹设计与仿真

针对临近空间有动力高超声速飞行器（NSPHV）周期跳跃巡航轨迹的设计规划问题,提出了一种基于飞行动力模型与多约束条件下的轨迹简单规划方法。首先,建立NSPHV动力学模型;其次,根据NSPHV周期性跳跃巡航飞行特点设计了以高度为节点约束、攻角为控制量的制导飞行方案,把攻角设成关于高度的简单分段周期函数,段与段之间以一定的攻角变化率连接,并利用直接法对攻角进行求解。最后仿真得到速度、航迹倾角、高度均具有一定周期性的NSPHV跳跃巡航飞行轨迹,同时分析了初始高度、初始速度以及初始航迹倾角对飞行轨迹的影响。结果表明：该方法是一种简单有效的周期巡航轨迹规划方法,而且生成的轨迹具有一定的稳定性,不易受初值影响。     

基于偏移影响率的相控阵雷达事件调度方法

在相控阵雷达事件调度中,常以时间偏移率作为指标构造目标函数,但时间偏移率在非线性滤波系统中往往难以实现最优的调度性能。针对这一问题,首先,在分析时间偏移影响的基础上,提出了以偏移影响率做为评价指标,推导了卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)和扩展卡尔曼滤波器(extend Kalman filter,EKF)中偏移影响率的计算公式;然后,基于“偏移影响率”指标构造相控阵雷达事件调度中的目标函数,并利用改进的遗传算法进行求解,加快收敛速度;最后,采用仿真场景测试调度方法优劣。实验结果表明,在线性滤波系统中,偏移影响率与时间偏移率的调度效果相近;在非线性滤波系统中,偏移影响率的调度性能和跟踪精度明显优于时间偏移率。     

基于马尔科夫链的交互残差估计的跟踪波门设计方法

跟踪波门通常基于残差估计进行设计,但传统残差估计法在目标机动状态未知时的预测精度较差。针对这个问题,在分析2种现有残差估计法的适用环境基础上,提出了一种基于马尔科夫链的交互残差估计法:该方法首先分别利用现有2种估计法对下一时刻残差值进行预测,定义并计算滑窗内2种方法的预测误差,并根据预测误差的似然函数计算对应似然值;然后,基于服从已知概率的马尔科夫链的转移矩阵,采用似然值求解各方法所占权重;最后,通过加权求和得出下一时刻残差预测值。仿真实验表明,利用文中算法得出的残差预测值在目标运动状态未知的情况下精度较高,据此设计的跟踪波门性能更优。     

反临与反导预警探测特征比较

为厘清防御方对来袭临近空间高超声速目标性能的认识,进而改进现有导弹防御策略,对此类目标与弹道导弹之间的预警探测特征进行比较分析。通过建立颗粒度适中的目标运动模型、红外探测模型和雷达探测模型,采用同等仿真条件,详细、定量对比分析两类目标飞行高度和横向机动能力对地基预警体系的影响及红外辐射可探测性性能。比较分析结果表明,纵向射程相同时,高超声速目标更低的飞行高度和更强的机动能力导致雷达对目标搜索捕获难度更大,但其红外辐射强度大使得对目标稳定预警探测的时间更长。     

基于TAS模式的多目标跟踪波束调度策略

在跟踪加搜索工作方式下,相控阵雷达既要对已捕获的目标保持稳定跟踪,又要继续搜索责任空域发现新目标,为此提出了一种波束调度策略。在交互多模型框架下,基于状态的一步预测估计了目标的预期驻留时间,以检测概率和跟踪精度为约束条件进行了优化,基于驻留时间估计了目标的预期噪声方差和预期误差协方差,定义了目标跟踪的紧迫因子、偏差因子和调度系数,在各个时刻估算所有目标下一时刻的调度系数,根据调度系数大小确定下一时刻的波束指向,指挥波束进行照射,当波束照射到目标上时,更新量测噪声并滤波,当波束未照射到目标上时用预测值表示目标状态,仿真证明了算法的可行性和有效性。     

基于图像化多帧积累滤波的慢小目标探测方法

针对慢小目标在雷达相邻帧间因不能连续检测,造成雷达丢失目标的问题,提出了一种基于图像化多帧积累滤波的慢小目标探测方法。利用帧间差分技术去除固定杂波对慢小目标的干扰,引入了最小外接矩形的长宽比(F3)、占空比(F2)和像素值(F1)3个参量值作为滤波的特征因子,运用图像标记技术提取积累区域上述特征因子,最后通过控制特征因子去除目标中慢动杂波,提高了雷达对慢小目标的探测性能。仿真实验结果验证了该算法的有效性。     

基于双平行互质阵列的二维高精度DOA估计

为利用互质结构进行二维高精度波达方向(direction of arrival, DOA)估计,设计了双平行互质阵列,提出了构建非均匀虚拟阵列的失配处理贝叶斯学习方法,最大限度扩展了测向自由度的同时,降低了网格失配对DOA估计精度的影响。首先,对平行互质阵列进行垂直方向扩展构建了双平行互质阵列;其次,进行了非均匀虚拟阵列扩展,利用稀疏贝叶斯学习进行稀疏重构;然后,利用到达角相邻网格的能量关系,通过泰勒展开,进行了低复杂度的失配处理;最后,提出剔除规则和选择规则,融合两个方向子阵的估计结果。理论分析和仿真实验证明了所提阵列和DOA估计方法的有效性。