一种基于波形匹配的目标检测和识别方法

基于对目标回波信号的波形匹配，提出了一种新的目标检测和识别的方法，该方法不需要进行特征提取，而是直接利用目标回波进行匹配处理来同时检测和识别目标，这种方法也可用于隐身目标的检测和识别，通过不同条件下的仿真试验可以看出这种方法能有效地检测和识别目标。     

超高速运动目标回波及其对雷达检测的影响

超高速运动目标是现代雷达目标检测中遇到的新情况。文中建立了超高速运动目标的回波模型，得出其信号模型是一多项式调频信号。根据超高速运动目标回波信号的特点，给出了先进行多普勒处理再进行脉冲压缩的超高速运动目标检测方法。分析了目标的超高速运动对雷达目标检测的影响，并对理论分析进行了仿真验证。最后给出了问题的解决方向。     

雷达跟踪、探测

0310185利用数值微分构造机动目标跟踪的估计模型:原理和应用[刊]/杨宜康//电子学报.—2002,30(12).—1759～1762(K)0310186一种提高二相编码雷达检测目标动态范围的方法[刊]/顾红//电子学报.—2002,30(12).—1752～1754(K)在相位编码雷达进行各目标回波信号功率相差较大的多目标或隐身目标检测时,会存在隐身目标和小     

基于水下动目标LFM回波检测的累积归一化算法

水下声信号处理中通常采用匹配滤波器作为线性调频回波的最优检测器,并且根据匹配滤波器输出的峰值位置估计目标距离,但对于径向速度未知的动目标线性调频回波信号,多普勒频偏造成的回波和样本失配将导致匹配滤波器检测性能下降。在Dechirp算法基础上提出了可以用于混响噪声背景下动目标线性调频回波检测的累积归一化算法,仿真测试表明,该算法在混响噪声背景下具有良好的检测性能,并且根据判决向量的峰值位置可以估计目标径向速度。     

一种提高二相编码雷达检测目标动态范围的方法

在相位编码雷达进行各目标回波信号功率相差较大的多目标或隐身目标检测时,会存在隐身目标和小功率信号淹没在大功率信号距离旁瓣中的情况.本文提出了一种逐次消去回波中大功率信号的方法来去除大功率信号的距离旁瓣,检测小功率信号,从而提高雷达系统观察目标的动态范围至80dB以上.仿真研究和雷达实验表明该方法是有效可行的.     

基于修正自适应匹配滤波器的机动目标检测方法

机动目标回波的多普勒走动和训练样本不足导致常规自适应匹配滤波器(Adaptive Matched Filter, AMF)检测机动目标时运算量大且性能不佳。针对此问题, 该文提出一种基于修正AMF的机动目标检测方法。该方法首先通过对角加载减少样本空间自由度, 从而降低对训练样本数的需求;然后以3次相位变换(Cubic Phase Transform, CPT)分离估计加速度, 并以估计值补偿多普勒走动, 降低联合匹配搜索维度, 进而减少运算量;最后进行积累检测。仿真结果表明, 该方法运算量低, 可实现小样本下机动目标的有效检测, 具有恒虚警(Constant False Alarm Rate, CFAR)特性。      

基于DFRFT水下动目标LFM回波检测算法

匹配滤波器作为高斯白噪声背景下线性调频信号的最优检测器,在水下声信号处理中得到了广泛的应用。根据匹配滤波器输出峰值位置可以获得目标距离的估计,但运动目标径向速度造成的回波和样本失配将导致匹配滤波器检测性能下降。利用分数阶傅里叶变换对线性调频信号的聚焦特性,提出了应用离散分数阶傅里叶变换的水下运动目标线性调频回波检测算法。仿真测试表明,该算法对于混响噪声背景下径向速度未知动目标的线性调频回波具有良好的检测性能。     

毫米波雷达直升机旋翼回波匹配滤波研究

针对低重频毫米波雷达直升机旋翼回波信号检测中旋翼回波信噪比低的问题,本文采用发射大时宽带宽的线性调频信号,接收匹配滤波处理以增加旋翼回波信号的信噪比,并推导了线性调频旋翼回波模型。由于旋翼旋转对雷达回波产生调幅效应,使其对线性调频匹配滤波器失配,造成信噪比的下降。本文利用匹配滤波的概念,用旋翼匹配滤波器组近似达到了旋翼匹配滤波的性能,提高后端旋翼回波检测的信噪比。     

基于STFT和Hough变换的高频雷达机动目标检测

高频雷达回波中存在强大的地海杂波及各种高频干扰,一般通过空、时、频三维处理实现目标的检测。对于机动目标,该方法在两方面存在缺陷。其一,机动目标回波在相干积累时间内相位呈非线性变化,导致多普勒频谱展宽、检测性能下降。其二,上述处理过程不能获得目标的加速度。本文针对上述缺陷提出了基于STFT和Hough变换的高频雷达机动目标检测方法。其中,STFT用于获得目标回波的时频谱,而Hough变换通过对目标的时频"谱脊"进行非相干积累实现目标的检测并估计其速度和加速度。理论分析和数据处理结果均表明该方法在高频雷达机动目标检测方面性能良好。     

OTHR低信噪比下的机动目标检测算法

在天波超视距雷达(OTHR)中,采用短时间相干积累时,可以提高数据率和检测效能,减小电离层污染。但采用短时间相干积累时,目标信噪比往往较低,检测难度较大,而机动目标的多普勒扩展进一步增加了目标的检测难度。传统的机动目标检测算法利用基于高阶模糊函数(HAF)的多普勒补偿算法来提高机动目标的可检测性,但由于HAF多次用到非线性变换,而每次非线性变换都会损失部分信噪比,因此对输入信噪比要求较高,难以适应于更低信噪比环境下的机动目标检测。将机动目标回波建模为三阶多项式相位信号,采用一种低非线性度的运动参数估计方法并结合多普勒补偿算法对目标回波进行处理,仅需要一次相位降阶操作,减少了信噪比损失,降低了对输入信噪比的要求。经过仿真验证,该算法的输入信噪比门限为-3dB,而HAF算法的输入信噪比门限为3dB。     

基于IGRFT的机载双基地雷达高速目标信号相参积累方法

机载雷达观测高速机动目标,能够有效克服地物遮挡、地球曲率等不利因素干扰,具有探测范围广、灵敏度高、机动性强等诸多优势。但在实际飞行过程中,由于受到气流等外界因素的影响,机载雷达不可避免会受到运动误差的影响;同时,由于目标的高速机动性,观测时间内会发生跨距离走动与跨多普勒走动,导致传统的相参积累方法失效。为此,本文提出了一种基于改进广义拉东傅里叶变换（Improved Generalized Radon Fourier Transform,IGRFT）的机载双基地雷达运动误差补偿与信号相参积累处理方法,通过对等效运动参数和运动误差参数的联合搜索,可以同时补偿目标的距离/多普勒走动以及机载平台的运动误差,进而实现回波信号的能量相参叠加,提升回波信噪比。仿真结果表明,该方法能够显著提高存在运动误差下的目标积累检测性能。     

基于遗传算法的OTHR机动弱目标检测

天波超视距(OTH)雷达系统中,为了获得较高的多普勒分辨率,通常会采用长的相干积累时间,但对于机动目标,长相干积累时间会导致回波的多普勒展宽,不利于检测。对于弱目标,由于其能量低,容易被强目标掩盖,加大了检测难度,针对这一问题,提出一种基于目标运动参数估计的OTHR机动弱目标检测方法。利用遗传算法优越的参数估计性能这一特点,采用遗传算法估计各目标的运动参数,并引入"clean"算法的思想,在时域上逐个减去强目标,以消除强目标的掩盖效应。又考虑到遗传算法的运算量较大,进一步提出采用时频分析算法估计各参数范围,减小遗传算法的运算量。仿真结果表明,与已有算法相比,文中算法具有更高的参数估计精度和弱目标检测性能。     

米波双基地雷达长时间相参积累算法

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动特性进行了分析;在此基础上,提出了基于Keystone变换的米波双基地雷达长时间相参积累算法。该算法在距离频域-方位时域利用Keystone变换补偿距离徙动,并利用FFT实现长时间相参积累。最后,Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。本文所提算法为四代机目标检测提供了新的技术途径。      

利用改进频域补偿和分数阶Fourier变换的多帧相参TBD方法

天基雷达接收空间高速机动目标的多帧回波数据,本文提出一种利用改进频域补偿和分数阶Fourier变换的多帧相参TBD方法用于目标参数估计。该方法利用改进的频域补偿方法将各数据帧中出现距离徙动的目标回波信号校正到一个距离单元中,然后在补偿由于不同数据帧带来的固有相位差基础上对一个距离单元内数据做分数阶Fourier变换而用于目标参数估计。该方法充分利用多帧回波数据间的相位信息,避免了常规检测前跟踪方法由于帧间非相参积累所导致的能量积累损失问题,在低信噪比的情况下能够获得较高的参数估计性能。仿真结果证明了所提方法的有效性。      

空地目标探测中的自适应抗差UKF应用研究

机载雷达在进行空面目标探测时回波会受到强度不同的地面杂波影响,导致角度测量常常出现异常偏差,在实际应用中,其量测误差难以用一个准确的测量协方差矩阵来描述,降低了滤波效果。此外, 考虑到直角坐标系下的雷达探测属于非线性观测,文中在传统线性抗差滤波模型的基础上,提出了一种改进的自适应抗差UKF算法,以解决非线性抗差滤波问题,同时,研究了当目标发生机动时的抗差滤波工程应用问题,提出了一种合理的抗差权系数设置方法,使滤波器在具备抗差滤波的同时仍然维持对机动目标的滤波效果。实验仿真表明,通过比较不同条件下各滤波器性能,证明了该算法的有效性。     

联合三阶Keystone变换与相关函数的机动目标补偿算法

在机载脉冲多普勒雷达中,针对高机动目标的运动补偿问题,本文提出了一种基于联合三阶Keystone变换、相关函数与尺度变换的距离维和多普勒维走动校正方法。首先对回波信号进行传统的脉冲压缩处理,接着对慢时间维进行三阶Keystone变换处理并构造自相关函数,进行慢时间变量的相参积累,从而补偿掉机动目标引起的所有距离走动现象;之后对自相关函数的慢时间变量进行尺度变换,并对尺度变换后的信号针对时延和慢时间进行二维FFT变换,从而消除掉目标的多普勒散焦现象,得到目标聚焦峰值点,顺利地进行目标检测。仿真实验验证了方法的有效性。     

Novel method of moving target detection for dual-channel was radar based on compressed sensing

We propose a ground moving target detection method for dual-channel Wide Area Sur- veillance （WAS） radar based on Compressed Sensing （CS）. Firstly, the method of moving target detection of the WAS radar is studied. In order to reduce the sample data quantity of the radar, the echo data is randomly sampled in the azimuth direction, then, the matched filter is used to perform the range direction focus. We can use the compressive sensing theory to recover the signal in the Doppler domain. At last, the phase difference between the two channels is compensated to suppress the clutter. The result of the simulated data verifies the effectiveness of the proposed method.     

基于HT-MDCFT的高速机动目标运动参数估计

针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题,将Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合,提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用Hough变换,从距离像图像中提取目标运动轨迹特征,校正距离走动并解速度模糊;然后利用MDCFT校正多普勒频率徙动,估计目标运动参数;最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明,该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法,其抗噪声能力提升了约17.6 dB;即使雷达回波输入信噪比低至-35 dB,该方法仍可精确估计目标运动参数,充分聚焦目标回波能量。     

组网雷达对隐身飞机的探测概率研究

设计了隐身飞机采取S 机动通过分层部署式、环形雷达网的作战场景,得到了飞机相对每部雷达的动态雷达散射截面积;然后,采用swerlingI 型雷达检测模型,计算了单部雷达的检测概率;最后,采用秩K 判断准则,得到不同秩下,组网雷达的联合探测概率和虚警概率。当秩K =2 时的六雷达组网系统,具有较高的检测概率,较低的雷达虚警概率。该文对于雷达组网对隐身飞机的探测、隐身飞机突防具有一定的指导意义。     

基于随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换的相参积累

针对远程隐身目标微弱回波的低信噪比检测和多普勒模糊下的参数测量问题,该文采用随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换(RPRI-RFT)实现回波脉冲的长时间相参积累和盲速旁瓣(BSSL)抑制。通过分析PRI随机抖动量与多普勒模糊旁瓣均值、随机调制噪声谱方差的定量关系,表明增加积累脉冲数量可以降低调制噪声的影响,并针对脉冲数增加导致的回波跨距离单元的问题,提出RPRI-RFT实现回波脉冲的有效相参积累。理论分析和仿真结果表明,RPRI-RFT能够降低随机调制噪声,同时可以抑制盲速旁瓣,从而有效提高低重复频率雷达对远程、微弱高速多目标的检测和测量能力。