利用直接数据域的双基机载雷达地面动目标检测方法

双基机载雷达的杂波存在严重的距离依赖性,从距离上获得的样本不能够准确估计杂波加噪声协方差矩阵,从而导致空时自适应处理(STAP)的杂波抑制性能严重下降。针对该问题,提出了利用直接数据域(DDD)的双基机载雷达地面动目标检测方法。因为DDD算法是在单个距离门对目标滤除后进行空时平滑来获得足够多的样本,所以不需要对双基雷达杂波距离依赖性进行补偿。仿真实验验证了该方法的有效性。     

空地双基地雷达杂波建模与特性分析

研究了球载发射源、地面接收站条件下的双基地雷达地杂波问题.首先在给出空地双基地雷达的空间几何模型基础上,研究了空地双基地雷达杂波建模方法,导出了空地双基地雷达在指定距离门内地杂波模型的表达式.对空地双基地雷在达地杂波的距离-多普勒二维分布特性进行了仿真分析,并讨论了收发波束照射同步对地杂波多普勒谱特性的影响,得出了收发波束的精确照射同步可以提高系统改善因子的结论.     

一种全谱域的机载前视阵雷达杂波补偿方法

机载前视阵雷达近程不同距离门杂波的方位-多普勒分布不同,导致杂波具有强烈的距离依赖性,从而使得杂波噪声协方差矩阵估计不准确,空时自适应处理（STAP）的杂波抑制性能严重下降。针对该问题,提出了一种全谱域的杂波距离依赖性补偿方法。以雷达先验参数知识为基础重构各距离门的杂波协方差矩阵,对重构的杂波协方差矩阵向参考距离门进行一定变换,进而实现全谱域的补偿。仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

双基机载正侧视雷达杂波谱距离依赖性分析与补偿

针对垂直和水平基线的双基机载正侧视雷达杂波谱的距离依赖性进行了理论分析和仿真,给出了杂波多普勒频率随距离变化的解析公式,并根据该公式采用谱搬移方法对水平基线的杂波谱进行了补偿.理论分析和仿真表明:在垂直基线的双基系统中,同一距离单元的杂波多普勒频率和空间角频率存在线性关系,杂波谱在主瓣内有较好的重合;水平基线正侧视雷达的杂波谱在主瓣内较宽.同时仿真还证明,采用谱搬移方法可以有效减轻双基杂波谱随距离变化对空时二维自适应处理性能的影响.     

基于修正STAP的高速空中机动目标检测方法

空时自适应处理(Space-time adaptive processing,STAP)是一种有效的机载雷达运动目标检测方法.空中目标的高速运动会导致其回波产生严重的距离走动和多普勒模糊,并且目标作加速运动时还会导致其多普勒频率随时间变化(即多普勒走动).为了有效检测上述目标,本文提出了一种新方法,该方法在目标距离走动校正之前首先进行杂波抑制,避免了直接利用Keystone变换校正存在多普勒模糊的运动目标距离走动时影响杂波分布特性,进而降低STAP性能的问题;对距离走动校正后的数据进行修正STAP,估计出目标的加速度,并根据估计值对多普勒走动项进行补偿;最后进行常规空时二维波束形成来实现目标能量积累.仿真结果证明了该方法的有效性.     

知识辅助的机载MIMO雷达降秩STAP算法

研究机载平台下的MIMO雷达空时自适应处理技术(STAP),基于广义旁瓣相消结构的多级维纳滤波器,提出了一种利用先验知识约束的MIMO雷达降秩STAP算法。通过利用干扰方向知识以及基于扁长椭球波函数估计的杂波子空间知识,在保证杂波抑制性能的基础上,大大降低了机载MIMO雷达STAP算法的运算量和样本需求量。同时,考虑了知识不匹配情况下,知识辅助对算法收敛性能的影响。仿真结果表明,当知识存在一定误差时,该算法仍能有效地改善STAP算法的收敛性能。     

多通道SAR杂波抑制技术研究

主要研究了几种典型的多通道SAR杂波抑制技术:相位中心偏置(DPCA)技术、沿航迹干涉(ATI)技术和空时自适应处理(STAP)技术,探讨了对机载单天线SAR实际数据应用复图像域DPCA、ATI杂波抑制技术和空间频率域STAP杂波抑制技术实现运动目标检测,并给出一些实际数据的实验结果。     

小样本机载分布式雷达空时自适应处理方法

针对机载分布式雷达地杂波和干扰抑制的问题,提出一种基于小样本协方差重构的机载分布式雷达空时自适应处理（space-time adaptive processing,STAP）方法。该方法根据分布式雷达接收的杂波与干扰具有相关性不同的特点,首先利用小样本估计出各子雷达的杂波空时协方差矩阵和干扰全空域协方差矩阵,然后通过块对角延拓和时域拓展方法得到完整的空时协方差矩阵。所提方法利用全部空域自由度,在有效抑制杂波的同时抑制较多数量的干扰,克服了理想协方差矩阵估计时所面临的独立同分布（independent and identically distributed,i.i.d.）样本严重不足的问题。理论分析和仿真实验验证了所提方法的有效性。     

均匀圆形阵列基于指数形式导数更新的STAP算法

机载相控阵雷达采用均匀圆形阵列天线具有全方位扫描、同时实现仰俯-方位角估计和天线方向图好等优点;但圆形天线特殊的几何结构使得其各距离单元回波不是独立同分布的样本,造成了空时自适应处理技术性能急剧下降。本文提出了一种基于指数形式导数更新(Exponent derivative based updating,EDBU)的杂波抑制方法,该方法通过对样本数据进行指数形式扩展, 减小均匀圆形天线机载雷达杂波的非均匀程度,提高统计型空时自适应处理(Space time adaptive processing, STAP)处理器的性能。仿真结果表明,该方法不仅明显好于局域处理和杂波距离依赖性补偿算法,而且也优于传统的基于导数更新法。     

地杂波背景中机载预警雷达作用距离分析

针对不同地杂波环境对机载预警雷达最大作用距离影响程度的差异.在分析地杂波特性的基础上.推导出杂渡环境下机载预警雷达作用距离方程,得出了典型杂波环境下机载预警雷达的作用距离.最后选用适当参数进行仿真,结果表明该方法的正确性.     

非正侧视机载雷达一种改进的多普勒频移算法

非正侧机载雷达的杂波分布随距离变化而变化,各距离单元的杂波分布不再满足独立同分布条件,导致统计型STAP处理器性能下降。多普勒频移（Doppler Warping,DW）算法沿主波束方向对杂波非均匀进行了补偿,但在其余方向上杂波非均匀依然存在,因而性能较差。提出了一种改进的非正侧视机载雷达杂波抑制算法——修正的多普勒频移法（Modified Doppler Warping,MDW）,先通过多普勒频移法使各距离单元的杂波谱在主波束方向重合,再沿多个多普勒通道使参考单元和检测单元的杂波谱保持一致,进一步消除非正侧视机载雷达的杂波非均匀程度。仿真结果表明,与原有方法相比,该方法的杂波抑制性能有明显提高,且运算量增加不多,是一种具有工程应用价值的方法。     

A novel STAP method for the detection of fast air moving targets from high speed platform

Space-time adaptive processing (STAP) is an effective method for detecting moving target in airborne/spaceborne radar.However,the detection of fast air moving targets from high speed platform is challenged by the range walk of both the clutter and moving targets.It is well known that keystone formatting can be used to compensate for the range walk of multiple moving targets simultaneously without using the knowledge of the motion parameters.However,in the presence of serious Doppler ambiguity of fast air moving targets,distribution of the clutter will be affected by the keystone formatting matched to the ambiguity number of targets,and as a result the STAP performance will degrade.In this paper,a novel STAP method is proposed for the detection of fast air moving targets from high speed platform,which can deal with the range walk of both clutter and targets.Effectiveness of the new method is verified via simulation examples.     

Robust and fast iterative sparse recovery method for space-time adaptive processing

Conventional space-time adaptive processing (STAP) requires large numbers of independent and identically distributed (i.i.d) training samples to ensure the performance of clutter suppression, which is hard to be achieved in practical complex nonhomogeneous environment. In order to improve the performance of clutter suppression with small training sample support, a robust and fast iterative sparse recovery method for STAP is proposed in this paper. In the proposed method, the sparse recovery of clutter spatial-temporal spectrum and the calibration of space-time overcomplete dictionary are achieved iteratively. Firstly, the robust solution of sparse recovery is derived by regularized processing, which can be calculated recursively based on the block Hermitian matrix property, afterwards the mismatch of space-time overcomplete dictionary is calibrated by minimizing the cost function. The proposed method can not only alleviate the effect of noise and dictionary mismatch, but also reduce the computational cost caused by direct matrix inversion. Finally, the proposed method is verified based on the simulated and the actual airborne phased array radar data, which shows that the proposed method is suitable for practical complex nonhomogeneous environment and provides better performance compared with conventional STAP methods.     

机载MIMO STAP收发天线联合设计研究

针对机载多输入多输出雷达进行动目标检测时,天线稀疏出现栅瓣导致盲速、天线密布导致冗余及布阵需考虑平台尺寸等问题,对天线结构进行研究.首先基于相位中心等效原理,讨论一定收发阵元数目下如何实现最大自由度和最大孔径;然后根据机载平台结构,设计更合理的收发天线布阵结构;最后结合多相编码进行空时自适应处理,实现动目标检测和杂波抑制.仿真实验表明,与其他天线结构相比,本文方法可获得更好的动目标检测性能.     

共形阵机载雷达杂波非平稳特性及抑制方法研究

分析了共形阵机载雷达的杂波非平稳特性,并结合该特性提出了一种非平稳杂波环境下的Doppler补偿方法.不同于传统的线阵天线,共形阵天线的三维空间结构决定了应在四维频域研究其杂波分布.针对这个特点,对共形阵机载雷达的杂波非平稳特性进行了理论分析,揭示了共形阵杂波非平稳现象的本质机理,并得出在任意摆放姿态下共形阵机载雷达均存在杂波非平稳现象这一结论.在此基础上,提出了在四维频域对主杂波进行联合补偿的空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)方法.经仿真验证,在共形阵机载雷达非平稳杂波环境下,利用本文所提STAP方法的杂波抑制性能显著优于传统的Doppler补偿STAP方法.     

机载前视风切变检测气象雷达的研究进展

机载气象雷达是商业飞机强制安装的机载电子设备,可以称得上是“双眼 ”,它对于保障飞行安全具有举足轻重的作用。目前,机载气象雷达关键技术尚掌握在国外 生 产厂商手中。本文从机载气象雷达系统和机载气象雷达涉及的信号处理技术（包括降水目标 检测、湍流检测和低空风切变检测、地杂波抑制等）两个方面论述了机载气象雷达的发展历 程,指出了其中的关键技术和尚待解决的问题。最后,本文针对下一代具有增强型检测能力的 机载气象雷达系统及其相关技术进行了评述。