艇载稀疏阵列MIMO雷达地面运动目标成像方法

本文针对地面运动目标成像问题,提出了基于平流层飞艇平台的稀疏阵列MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达的成像方法.该方法首先利用MIMO雷达阵列对观测场景进行空间并行采样获取其散射信息,其次由于两次脉冲回波信号中的运动目标信息不同而地杂波(或静止地物)信息相同,因此利用一次相消技术抑制回波信号中的地杂波分量.然后基于观测场景中运动目标的稀疏特性,将压缩感知理论引入到对运动目标重建过程中.该方法可有效避免地面运动目标成像时的地杂波干扰和运动补偿问题,同时采用稀疏阵列可大幅减少天线阵元个数,从而降低对飞艇平台的要求和系统成本,便于工程应用.最后利用仿真实验验证了该方法的有效性和可行性.     

基于实测数据的宽带雷达杂波模型分析与运动目标检测

给出了对一组实测宽带雷达回波的分析和处理,该宽带雷达回波数据是利用一部X波段1 GHz带宽的微型宽带雷达对城市中的某处立交桥观测得到的.分析了杂波幅度的分布和杂波的功率谱密度,得出了幂次函数形式的杂波经验谱.利用子带多普勒处理和Chirp-Z变换的方法对回波数据进行了杂波抑制,动目标回波多普勒色散补偿和相参积累处理.结果表明:该方法使杂波功率显著降低,而目标回波得到了增强.     

基于稀疏表示的杂波建模和微弱运动目标探测

雷达回波中,微弱运动目标会被强杂波掩盖,造成目标探测困难。文中提出基于匹配追踪稀疏表示方法的雷达微弱运动目标探测算法,采用训练的过完备字典线性组合对杂波进行建模并解决稀疏表示问题,提高了杂波建模的准确性,利用杂波模型抑制杂波,可以从杂波背景中有效地探测微弱目标。仿真结果表明:文中提出的算法优于传统的目标探测方 法,可以提高杂波抑制和微弱运动目标探测性能。     

基于DSP的海防雷达目标模拟器的设计与实现

针对海防雷达部队训练无目标模拟器导致的训练效果不理想问题,提出了研制海防雷达目标模拟器的解决方案。软件算法部分,在分析海杂波分布特性的基础上,首先利用杂波模拟技术仿真生成海浪杂波,其次基于SwerlingIV模型生成目标回波,然后利用叠加模型生成带杂波的海面目标回波,完成目标回波的模拟仿真工作。硬件上提出CPLD+DSP的解决方案,CPLD完成系统的时序及逻辑控制,DSP将模拟仿真信号实时生成目标回波。相关部门实际使用结果证明了该方案的有效性。     

一种新的球载雷达运动目标检测方法

球载雷达采用下视探测工作模式时,其检测能力主要受地杂波制约。本文分析了地杂波对雷达回波幅度调制的影响,提出了一种利用回波幅度特征进行目标检测的新方法——幅度周期目标检测法,该方法能够在检测目标的同时获得目标速度信息。仿真结果表明该方法在低信杂比情况下相对于传统方法具有更好的检测性能。最后通过实测数据验证了该方法的有效性。     

基于视觉显著性的雷达视频舰船检测

将计算机视觉领域的视觉显著性的概念引入常规雷达视频序列中舰船目标的检测,提出了适用于雷达视频的目标显著性表示模型。利用局部对比度来表征目标与杂波在回波强度上的差异,利用运动显著性来提取目标与固定地杂波和起伏海杂波之间的差异,经线性组合形成综合显著图,可快速准确提取目标。将连续多帧提取的结果进行积累,通过分析目标历史轨迹对目标加以确认。最后,利用采集的某型导航雷达实测数据进行的实验表明了方法的有效性。     

基于空间特征的MIMO穿墙雷达墙杂波抑制

在穿墙成像中,墙体反射波相对于目标回波具有很强的能量,因此对目标的成像及检测造成严重干扰。传统的空域滤波方法基于单发单收阵列体制,利用墙体空间特征不变性有效地抑制墙体杂波。随着MIMO技术越来越多的应用于穿墙雷达,墙体空间特征发生变化,该方法不再适用于MIMO穿墙雷达回波。为解决这一问题,该文分析了MIMO穿墙雷达回波中墙体与目标回波的空间特征,参数化建模结果表明,墙体回波的空间特征与天线阵列的位置无关且具有对称性,而目标回波不具有该特性。根据两者的这一差异,该文提出对称消去法来消除墙体回波。仿真结果表明该方法能够有效地消除墙体杂波,且能够保留目标的全部信息。     

一种基于正交编码的天基雷达空中目标检测方法

天基雷达由于工作于下视模式,天基雷达接收到的目标回波信号往往会淹没在地球杂波背景中。分析了天基雷达地杂波的产生原因,提出了低PRF时天基雷达空中动目标检测的无杂波区域,然后结合正交编码方式,提出了一种基于正交编码技术的空中目标检测方法。该方法不需要进行复杂的杂波抑制处理,可在一定程度上解决下视雷达面临的强地杂波问题。     

气象雷达抑制机场宽带杂波方法研究

针对机场区域内气象雷达回波信号中,直升机、螺旋桨飞机等旋转目标产生的杂波难以抑制的问题,文中提出了一种基于快时间维恒虚警处理雷达回波数据的方法。首先,分析了旋转目标产生的杂波和气象雷达回波信号的时频特性;然后,对雷达回波数据进行快慢时间维展开,并对快时间维进行恒虚警率处理,剔除杂波脉冲峰值,得到距离-多普勒域;最后,将距离-多普勒域数据中丢失的部分进行插值计算,比较抑制效果。仿真结果表明:该方法能较好地抑制旋转目标产生的宽带杂波。     

机载气象雷达下和差波束抑制地杂波研究

针对机载气象雷达气象模式下的地杂波抑制研究,提出利用雷达回波信号的和差波束方法加以抑制。首先建立地心坐标系下飞机位置和气象与地杂波空间模型,然后通过机载气象雷达发射脉冲信号,利用气象雷达方程计算波束扫描范围内的气象目标和地杂波的回波功率信息。根据气象与地杂波所处雷达波束中心位置和角度不同的特性,利用和差波束方法抑制地杂波,同时气象信息不会有太大损耗。经过仿真数据验证,该方法能够有效地剔除地杂波,保留气象信息。     

空基双基地雷达地杂波建模及特性分析

在充分考虑双基地工作和机载工作特点的条件下 ,首先建立空基双基地雷达地杂波的等椭圆几何关系模型 ,然后计算分析了空基双基地雷达的地面反射率 ,最后提出一种通用的空基双基地雷达地杂波模型。在该模型的基础上分析了空基双基地雷达地杂波特性 ,并仿真分析了不同几何配置和运动配置下空基双基地雷达地杂波的多普勒特性和地杂波脊特性 ,结果表明地杂波特性敏感于空基双基地雷达的几何和运动配置 ,合理的配置可以降低信号处理中地杂波的影响     

双基地MIMO雷达杂波建模与分析

双基地多输入多输出(MIMO)雷达发射正交波形,不同地面杂波单元的回波信号形式存在明显差异,传统的杂波建模方法已不再适用。文中提出一种双基地MIMO雷达杂波建模方法,将地面划分为满足发射角度分辨率、接收角度分辨率、距离分辨率三重约束的杂波散射单元,并计算各单元的杂波回波信号,然后将各单元回波信号采用矢量相加求得总的杂波视频信号。最后通过对传统雷达杂波建模与本文建模方法的仿真与分析,增强了对双基地MIMO雷达杂波谱结构的认识,有助于开展对双基地MIMO雷达杂波抑制的研究。     

双基机载雷达对地杂波的背面效应及其在GMTI中的应用

本文发现了双基地杂波谱的一个重要特征——背面效应(Backside effect).基于该特征,双基机载雷达的地杂波谱对齐就变得容易许多,从而使空时自适应处理技术在双基模式下的地面动目标检测中更好地发挥作用.本文利用背面效应而提出的基于角度-多普勒谱对齐的旋转谱对齐法,在实验结果中获得了明显的性能提高.     

球-地双基地雷达云雨杂波建模与仿真研究

以空地为背景,研究了基于球载发射源,地面接收站的双基地雷达云雨杂波建模与仿真问题。首先给出了球-地双基地椭球与云雨杂波区域的几何关系,并建立了球-地双基地雷达云雨杂波空间几何模型,给出了基于云雨杂波反射特性、杂波的幅度起伏、杂波的频谱分布以及雷达系统参数的球-地双基地雷达杂波建模方法,导出了球-地双基地雷达在指定距离门内云雨杂波模型的表达式,最后仿真分析了球-地双基地雷达云雨杂波的距离方位维杂波强度和距离-多普勒二维谱,为后续球-地双基地雷达云雨杂波区域目标检测问题的研究提供了仿真数据和理论基础。     

机载双基雷达杂波分类及抑制方法

机载双基雷达杂波的空时分布受双基构型影响大,且具有非常严重的距离依赖性。对复杂的机载双基雷达杂波进行分类分析和抑制方法研究具有重要的意义。先对机载双基雷达杂波进行建模仿真,对于杂波分布与构型相关的现象,根据双基构型和对应的杂波分布对机载双基雷达杂波作出了较为一般化的分类,并分析讨论了不同类型杂波分布特性;针对具有严重距离依赖性的机载双基雷达杂波,提出了训练单元协方差矩阵加权平均的方法。相比于传统训练单元协方差矩阵求和平均的方法,算法仿真证明改进的算法在3类构型下的杂波抑制效果均有明显的提高,为双基雷达杂波抑制提供了新的处理方法。     

机载双基地雷达距离模糊杂波抑制方法性能研究

首先建立了机载双基地雷达的杂波模型,然后分析了机载双基地雷达存在距离模糊时的杂波谱特性,随后对机载双基地雷达存在距离模糊时典型补偿方法的空时自适应处理性能进行了仿真和分析,得出了一些有益的结论。该结论可为进一步有效解决机载双基地雷达存在距离模糊时面临的杂波非均匀问题提供参考。     

空基双基地雷达杂波建模与分析

在空基双基地雷达系统配置下,建立了空基双基地雷达地杂波的等距离和椭圆环模型,分析了双基地杂波的地面反射特性、杂波的幅度起伏、杂波的频谱分布以及收发载机雷达的系统参数对空基双基地雷达地杂波的影响,导出了空基双基地雷达在指定距离门内地杂渡模型的表达式。仿真分析了空基双基地雷达在不同几何配置下的空时二维杂波谱以及空基双基地雷达地杂波的距离依赖性,为后续有关空基双基地雷达杂波抑制和信号处理技术的研究提供了条件。     

MIMO双基地机载雷达距离模糊杂波抑制方法

正侧视阵MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)双基地雷达系统具有严重的距离依赖问题和杂波谱展宽现象,该文分析其杂波特性,提出了一种距离模糊杂波抑制方法。该方法在传统的MIMO双基雷达中引入距离相关的相位项,从而提供额外的自由度,通过该相位项的距离信息实现不同距离的杂波分离,并进一步对其进行有效抑制。从而解决了双基地预警雷达大场景下地面杂波距离杂波模糊的问题,仿真结果显示该方法的正确性,并且和已有的DW(Doppler Warping)距离模糊杂波抑制方法进行比较,使用IF(Improve Factor)谱线对抑制结果进行对比,显示该方法有更优的性能。      

运动目标回波与地表杂波的多普勒频移的仿真

由双站雷达方程与地表双站散射杂波的模拟,对寻的导弹接受运动目标回波与地表杂波的多普勒频移建立了数值仿真程序,数值模拟在俯射、等高、仰视、尾追等情形下地表杂波对半主动雷达对半主动雷达寻的导弹制导的影响。结果表明,俯射时杂波主瓣有一很高电平,并随着俯角的减小而降低。在这种情形下,如果目标作适当横向机动,目标信号可能完全被杂波主瓣掩盖。当目标超低空飞行时,杂波旁瓣电平将相当地高。文中对导弹半主动雷达寻的     

基于运动目标检测的同步轨道星-空双站SAR 杂波特性分析

同步轨道星-空双站SAR 构型下(卫星作为发射端、浮空器作为接收端),为了应用空时自适应处理(Space Time Adaptive Processing, STAP)方法更好地抑制杂波,进行地面慢速运动目标检测,有必要分析杂波特性。该文从地面运动目标检测角度出发,建立了同步轨道星-空双站SAR 杂波特性的理论模型,分析了杂波的角度-多普勒轨迹的距离依赖性特点,仿真实验证明了模型建立和理论分析的正确性。该文的理论模型和分析结论揭示了同步轨道星-空双SAR 这一新模式下的杂波特性,为该模式下地面运动目标检测方法的选择和研究奠定了理论基础。