一种高分辨雷达目标识别方法的研究

探讨了高分辨率雷达视频回波特征提取及识别方法。鉴于时域视频回波波形特征变化较快，不适合作为目标特征进行识别。回波频域的波形（频谱）相差不大，为了提高谱的分辨率，本文提出对回波信号作Ｃｈｉｒｐ－ｚ变换，以提高谱的分辨率。理论分析与实验结果均表明以回波信号的Ｃｈｉｒｐ－ｚ变换作为目标特征优越性。以ＢＰ网络作为分类器，对两类目标进行了识别，仿真结果说明了此方法的有效性。     

一种线性调频连续波探测抗欺骗式干扰方法

针对用于亚音速弹载探测的毫米波线性调频连续波(LFMCW)探测体制,采用射频存储转发技术,提出一种基于高分辨率一维距离像（HRRP）并结合线性调频Z变换（CZT）频谱细化算法以及动态时间弯曲（DTW）匹配算法的抗欺骗式干扰方法。分析了LFMCW探测体制下多散射中心目标回波模型以及基于数字射频存储技术（DRFM）的干扰信号模型;在常规恒虚警（CFAR）检测基础上,利用CZT获取目标信号细化频谱,提取出目标HRRP特征,并采用DTW进行特征匹配,对真实目标与干扰目标进行区分。仿真及实验结果表明,对采用毫米波LFMCW体制探测的亚音速弹载探测器,所提的CZT-DTW联合检测方法能够有效区分真实目标与采用DRFM的干扰目标。     

地面运动目标分类的模式特征与评价

为了进一步对车辆目标分类，对实验获得的典型地面运动目标一轮式车、履带式车的地震动信号从频域、时一频域等多方面进行特征提取。在频域上，应用傅立叶变换、经典功率谱分析等常用的信号处理方法对信号进行处理，提取了信号的FFT特征和功率谱特征。在时一频域应用短时傅立叶变换、小波及小波包分析方法对信号进行处理，得到时频分布矩阵奇异值分布特征和小波包分解能量分布特征。之后基于距离可分性设计了一个模式特征可分性测度，对时域和时一频域所提取的各种特性进行对比评价，结果表明FFT特征、功率谱特征和小波分解后的能量特征具有更好的可分性。该结果与将各特征应用神经网络进行目标识别的结果是一致的。这表明所设计的模式特征可分性测度是有效的。     

基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的频谱弥散干扰抑制算法

现有频谱弥散（SMSP）干扰抑制算法均针对一个脉冲重复周期回波信号,涉及相干处理间隔（CPI）整体回波时,需要分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制。针对该问题,以远距离支援干扰条件下线性调频脉冲多普勒雷达抗SMSP为背景,以雷达在真实目标方位接收到的一个CPI回波为处理对象,提出基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的SMSP抑制算法。分析回波信号多阶次分数阶特征,结合采样型离散分数阶傅里叶变换快速算法,研究真实目标和干扰机发生分数阶域走动的临界运动参数,设计二维遮盖窗。仿真结果表明,所提算法无需分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制,通过对一个CPI回波整体处理,可同时达成干扰抑制和目标检测的目的。     

多时宽线性调频脉冲信号校正数据产生方法

针对工程应用中多时宽线性调频脉冲信号校正数据产生方法复杂繁琐的问题,提出了一种基于离散希尔伯特变换、幅相误差提取和补偿技术的校正数据产生方法。该方法利用多时宽线性调频脉冲信号频谱一致性的特点,仅对多种时宽线性调频脉冲信号中最大时宽的线性调频脉冲信号进行采集,并进行离散希尔伯特变换和幅相误差提取,通过多项式曲线拟合,得到幅度包络曲线和相位误差曲线,利用这两条曲线对全部时宽的线性调频脉冲信号进行幅相误差补偿。该方法降低了多时宽线性调频脉冲信号校正数据产生的复杂度。仿真实验结果表明:使用校正数据得到的线性调频脉冲信号幅度包络平坦度和峰值旁瓣比满足雷达设备使用要求。     

基于离散分数阶傅里叶变换的水下动目标线性调频回波检测算法的研究

水下动目标径向速度造成的回波和样本之间失配导致匹配滤波器对于线性调频( LFM)信号的检测性能下降。利用分数阶傅立叶变换对LFM信号的聚焦特性，提出一种基于离散分数阶傅立叶变换的水下动目标LFM回波检测算法。该算法与零速样本匹配滤波检测算法相比受目标径向速度影响较小，并且理论分析表明在目标回波存在的情况下，这两种算法输出的峰值位置之间存在数学关系。利用该数学关系本文算法同样可以估计目标距离。仿真和实验数据分析表明：本文算法在强混响噪声背景下对于径向速度未知动目标LFM回波昀检测性能优于或相当于零速样本匹配滤波。     

基于频谱扩展的合成孔径雷达盲移频干扰方法

针对传统的SAR移频干扰无法对波形捷变信号实施有效干扰的缺点,提出基于频谱扩展的SAR盲移频干扰方法。该方法利用线性调频信号的时延-移频耦合特性,首先将两路信号进行频谱扩展,然后对两路扩展信号进行频谱压缩产生干扰信号,从而将频谱扩展后的信号恢复成原来的SAR回波信号样式,并引入移频干扰相位调制项。理论分析和仿真实验表明:该方法可在SAR距离向产生前移、滞后的假目标干扰,且无需获取信号的调频斜率信息,能够有效对抗波形捷变SAR雷达信号,是一种盲移频干扰方法。     

一种对称三角线性调频连续波雷达的校正算法

FFT变换的分辨率和栅栏效应会对系统测速、测距精度造成影响,实际应用中需要对线性调频连续波(LFMCW)雷达回波处理结果进行频域校正。分析了对称三角线性调频连续波雷达二维FFT测距、测速以及去耦合原理,提出了一种频域校正方法,该方法对雷达回波信号进行二维信号处理并对信号处理结果分别进行校正,消除了多普勒频移不敏感目标的距离速度耦合现象和FFT变换栅栏效应对系统测量精度的影响,从而提高测距、测速精度。仿真和试验结果证明了算法的有效性。     

箔条干扰下线性调频引信回波仿真方法

针对箔条干扰的研究多为雷达系统下箔条云回波仿真分析,无法表现其干扰效果的问题,提出了箔条干扰下线性调频引信回波的仿真方法。该方法基于引信对空尾追模型,给出了三角波线性调频引信目标、箔条云和干扰下目标等回波信号的时域波形和功率谱,分析了系统参数对干扰效果的影响情况,丰富了电子对抗理论。仿真结果表明,目标回波淹没在箔条强干扰中,时域和频域均难以进行目标识别,箔条对线性调频引信的干扰效果良好。     

调频引信的指数型回波建模方法

针对传统调频引信因使用RC三角波发生电路会引起回波的指数非线性变化,因缺乏相应回波模型而无法定量分析的问题,提出了调频引信的指数型回波建模方法。该方法给出了周期性指数型三角波调制发射信号的频率分段解析式,对其在每个调制周期内进行定积分后归纳出连续性瞬时相位的一般解析式,该解析式与其相应延时信号作差拍处理后即可得到调频引信的指数型回波模型,在此基础上分析了指数非线性对距离分辨率的影响并给出了新的计算方法。按照指数型回波模型进行仿真计算可以更准确地定量分析调频引信的回波频谱和距离分辨率。仿真对比结果表明该模型有效,当指数非线性度大于5%时实际回波频谱会展宽,造成距离分辨率相对于理想线性条件下恶化。     

基于二维DFT变换的调频引信信号处理方法

针对无线电调频引信信号处理难以对目标距离-速度信息进行联合估计,提出了基于二维DFT(离散傅里叶变换)变换的调频引信信号处理方法。该方法把无线电调频引信的一维差频信号变换为二维矩阵,然后对二维矩阵数据进行二维DFT变换。通过二维DFT变换后的二维频域信息联合估计差频信号中的距离,速度信息。仿真试验表明,该方法能够利用无线电调频引信差频信号进行运动目标距离-速度联合估计,为无线电调频引信实现高精度分档装定,干扰信号识别提供了一种技术途径。     

基于分数阶傅里叶变换的雷达型空空导弹检测技术

根据雷达制导空空导弹的特点及其雷达回波信号中速度、加速度等特征建立的回波信号数学模型,对雷达回波的频域数据作了尖峰阻隔处理。利用分数阶傅里叶变换对线性调频信号有很好的聚焦性的性质,提出了基于傅里叶变换的导弹信号检测与参数估计算法,解决了在强分量信号中检测和估计弱分量LFM信号的问题。仿真结果表明了该算法能够实现对导弹发射的早期告警。     

基于调频傅里叶变换的低信噪比ISAR成像

针对LFM体制下ISAR雷达在低信噪比下对未知运动目标成像的难题,提出利用调频傅里叶变换的方法进行积累成像方法.在分析了脉间目标LFM回波信号特征的基础上,将目标回波信号在快慢时间域进行联合匹配和积累,通过能量积累后的目标位置估计搜索出目标的精确运动参数,并构建补偿函数实现目标运动补偿,从而获得低信噪比下的精确ISAR像.计算机仿真结果进一步表明了该方法能在低信噪比下稳健成像.     

基于方位走向的潜艇亮点分布特征提取与仿真

针对传统的潜艇目标回波亮点特征提取方法,只计算有限个峰值点处的方位值来分析目标亮点特征,存在鲁棒性较差的不足,本文基于目标回波与背景干扰相比幅值较大,子回波所体现的方位/距离信息相近等特征,同时结合双通道短时互谱法,提出了一种基于方位走向的潜艇目标回波亮点特征提取方法.首先,采用双通道短时互谱法提取目标回波方位走向特征.然后,通过采用能量判决和利用子回波方位/距离信息,对子回波序列进行分类,从而得到潜艇目标回波亮点的空间分布特征.经仿真验证,该方法与传统方法相比具有更好的鲁棒性.本文的研究结果可为分析潜艇目标声学特性与水声对抗提供参考.     

基于全相位傅里叶变换的多普勒信号频谱提取

针对截断效应和栅栏效应所带来的频谱泄露的问题,提出基于全相位快速傅里叶变换的多普勒信号频谱提取方法。该方法通过全相位快速傅里叶变换算法实时获取多普勒回波信号的幅度信息,进行幅度和频率的修正。理论和实测的多普勒信号仿真表明,相对于短时傅里叶变换,校正的全相位快速傅里叶变换算法提取的频谱更贴近理想多普勒信号频谱,其频谱幅度信息满足峰值识别的要求。     

时频联合分析法线性调频信号脉内特征提取

针对小波变换法在提取线性调频信号脉内特征中的不足,提出了将时频重排和时频脊线相结合的时频联合分析方法。首先通过Morlet小波计算信号的小波谱,再对小波谱进行时频重排,由重排后的时频图提取时频脊线,得到线性调频信号的脉内调制特征。该方法在低信噪比下,能准确提取线性调频信号脉内特征信息。最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性。     

高速弹道目标进动微多普勒分析及脉内补偿!

弹道目标在高速运动情况下,会导致雷达回波一维距离像主瓣展宽和频谱峰值偏移,影响后续的真假弹头识别。文中首先分析了在高速运动下弹头进动的微多普勒特征,得出导致弹头进动微多普勒特征一维距离像展宽和频谱峰值偏移的相位误差,为获得理想的弹道目标微多普勒特征信息,提出应用多项相位变换的方法对脉内调制引起的相位误差进行补偿,最后的仿真实验验证了理论分析结果及所提方法的有效性。     

弹丸在膛内运动的回波信号瞬时频率估计方法研究

微波干涉仪可获取含内弹道运动信息的多普勒回波信号,为有效地估计回波信号的瞬时频率,利用短时傅里叶变换、Wigner-Ville变换、多项式调频小波变换（PCT）等方法对含有不同噪声的模拟弹丸回波信号和真实的弹丸回波信号进行分析和对比。研究结果表明：多项式调频小波构造匹配变换核的PCT方法时频聚集性最好,瞬时频率估计精度最高,并具有一定的抗干扰能力,说明PCT方法适合于弹丸在膛内运动回波信号的瞬时频率估计。     

地面多散射点目标识别的研究

在高分辨率探测信号的照射下,被照射目标已不能再简单看成单散射点目标,而是由许多散射点矢量合成的扩展目标。本文研究了在毫米波高分辨信号照射下地面坦克的模型和回波特性。经过对回波作Fourier变换,可消除时延因子的影响,获得时延不变的目标频谱特征,最后以频谱总能量及各分频段能量分布作为识别的特征向量。对目标的识别采用BP神经网络分类器完成,可获得较高识分率。     

一种双调制率调频引信抗DRFM干扰方法

现代战场电磁环境日趋复杂,数字射频存储(DRFM)干扰对调频引信的战场生存能力构成了严重威胁。在分析DRFM干扰下调频引信失效机理的基础上,设计了以双调制频率随机跳变的三角波线性调频信号作为发射波形的调频引信抗DRFM干扰方法。理论分析了目标回波与DRFM干扰下中频输出信号特征差异,设计了基于快速傅里叶变换(FFT)的谐波时序检测算法判别目标,并完成了硬件实现。半实物仿真结果表明,该方法可以在精确定距的同时,提高调频引信抗DRFM干扰性能。