多径环境下空间步进频雷达二维稀疏估计

针对多径效应导致目标距离-角度二维超分辨率估计性能严重下降的问题,提出了一种基于时间反转(Time Reversal,TR)的空间步进频雷达二维稀疏估计方法.根据空间步进频雷达的多径回波信号特性,建立了基于TR的距离和角度联合的等效接收信号模型;利用基于时间反转的二维稀疏渐进最小方差算法(TR-2D-SAMV)实现目标...     

一种调频步进频雷达高速目标成像的新算法

线性调频子脉冲步进频信号已经在雷达ISAR成像中获得了一定的应用。文中提出了线性调频步进频雷达在低信噪比条件下对高速目标ISAR成像的一种新方法。该方法首先对同频点脉冲应用Keystone变换校正距离走动并进行相参积累以获得高信噪比,从而在较高信噪比下精确估计目标平动速度并有效实施速度补偿,然后通过步进频处理合成距离维高分辨,从而提高了ISAR成像质量。通过理论分析与计算机仿真证明了文中方法的有效性。     

一种频率步进雷达目标运动参数估计方法

为实现低信噪比下目标的精确运动补偿,提出基于Keystone变换和Morlet小波变换的方法估计低信噪比下目标速度和初始距离参数。在分析频率步进雷达运动目标回波信号基础上,首先采用Keystone变换法去除回波信号高次相位项,然后对回波信号做IFFT运算,再进行FFT 操作,便可得到距离-速度二维参数谱。考虑低信噪比对参数估计的影响,文中将距离维参数谱通过Morlet小波变换去除噪声,进而获得目标运动参数的精确估计。最后计算机仿真实验进一步说明了该方法的有效性。     

基于稀疏表示的多输入多输出雷达多目标定位

针对双基地多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达目标定位问题,提出一种基于稀疏表示的双基地MIMO雷达多目标定位方法.利用点目标所在的二维角度空间构造冗余字典; 通过对接收信号的协方差矩阵进行特征分解,从中选取不同数目的特征向量在该冗余字典下稀疏表示,构建以特征向量为观测信号的多重测量向量(Multiple Measurement Vectors,MMV)模型,提取的特征向量在充分包含目标的角度信息的前提下,降低了直接以接收信号为观测信号的矩阵维数,形成低维稀疏线性模型; 最后,通过特征向量的稀疏重构,得到目标的角度估计.与现有算法相比,该算法对特征向量的稀疏重构降低了重构原始接受信号的计算复杂度,且在低信噪比和低快拍下仍有较好的估计性能,仿真实验验证了算法的有效性.     

步进频连续波采样频率跟随技术

本文介绍了一种步进频连续波雷达检测目标的原理,提出利用采样频率跟随法完成这种步进频连续波雷达的信号处理。即使用该方法可解决针对目标运动引起的步进频速度—频率耦合和速度—距离扰动等问题,在不同的步进频率下,通过采样频率跟随会使同一目标有相同的数字多普勒频率信号;再对步进频率的每个多普勒频点相位进行补偿,可以得到相对精确的距离—速度二维像。因此,采样频率跟随法是一种动目标距离—速度二维检测处理方法。     

频率步进雷达高速目标运动补偿新方法

针对频率步进雷达对高速目标进行距离成像的问题,提出了一种基于时域二维复相关的运动补偿新方法,以克服回波包络剧烈走动对运动补偿性能的影响,并进一步扩大速度估计的不模糊范围以适应高速条件。该方法利用二维快速逆傅里叶变换(IFFT)获取相关函数,从而在高、低分辨维同时实现目标速度估计,运算量不高,抗噪性能好。针对低重频频率步进雷达,仿真对比了典型方法在不同速度和信噪比条件下的性能,验证了文中所提方法的有效性。     

双基地稀疏阵列MIMO雷达快速多目标定位方法

针对双基地稀疏阵列MIMO雷达目标定位问题,该文提出一种基于投影处理与奇异值分解的多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解(Projection-SVD-RMFOCUSS, PSVDRMF)算法.该算法首先估计接收角,接着依次将回波信号向目标存在的角度进行投影,最后将投影后的数据重排进行发射角估计,从而得到目标的准确位置.同时借助奇异值分解(SVD)进行信号降维与能量积累,进一步降低运算量,提高了传统压缩感知恢复算法在低信噪比下的估计性能.与现有稀疏重建算法相比,该算法减少了2维场景带来的庞大运算负担,且保持了良好的性能,可以稳健地对相干与非相干目标进行定位.     

基于块Hankel矩阵构造的双基地MIMO雷达相干多目标定位

该文提出了一种相干多目标情况下双基地MIMO雷达的收发角度估计方法。利用接收协方差矩阵中的元素构造块Hankel矩阵,该矩阵的秩等于目标的总个数,而与目标源的相干性无关,并通过奇异值分解获取信号子空间,最后运用ESPRIT算法估计出目标的发射角和接收角。仿真结果表明:本文算法能有效地估计出相干目标的收发角,且实现自动配对;相对于2维空间平滑算法,在低信噪比和低快拍数情况下,具有更好的估计性能。     

基于稀疏Radon变换的窄带雷达信号单目标检测方法

本文提出了应用于窄带雷达信号的单目标检测方法：基于稀疏 Radon 变换的方法， 该方法适用于低信噪比的情况，需将目标能量校正到一个距离单元后对方位向调频率进行搜索。 在原有雷达单目标的检测方法基础上，适当地进行相位补偿，并使得目标回波相干化，最终提出了两种应用于窄带雷达单目标的检测方法，利用了稀疏 Radon 变换，验证了目标检测方法的有效性，并在此基础上，实现了对目标的运动参数的准确估计。     

结合SBL的双脉冲频控阵雷达离网目标定位方法

目标定位是雷达信号处理中一个具有重要理论意义与实际意义问题。为解决频控阵雷达传统的目标定位算法存在计算量大、目标真实位置偏离空间离散采样网格等问题。本文将频控阵雷达特性与离网稀疏贝叶斯模型结合提出了基于稀疏贝叶斯学习的双脉冲频控阵雷达离网目标定位算法。频控阵雷达发送两个脉冲,其频率偏移量分别为零和非零,然后基于离网稀疏贝叶斯模型估计目标的方位角与斜距。这种方法可以理解为当频控阵雷达以零频偏发射脉冲时,在角度域中检测目标,然后通过适当选择非零频率偏移量在距离域中对目标定位。仿真结果表明,即使在较粗糙的采样网格下,该算法也能保持较高的估计精度,显示了其优于传统算法的优势,证明了该方法的有效性与可靠性。      

Joint Doppler frequency, 2D-DOD and 2D-DOA estimation for bistatic MIMO radar in spatial coloured noise

In this paper, we address the problem of four-dimensional angle and Doppler frequency estimation for L-shaped bistatic multiple input multiple output radar in spatial coloured noise. A novel method of joint estimation of Doppler frequency, two-dimensional direction of departure and two-dimensional direction of arrival based on the propagator method is discussed. Utilising the cross-correlation matrix which is formed by the adjacent outputs of matched filter in the time domain, the special matrix is constructed to eliminate the influence of spatial coloured noise. The proposed algorithm provides lower computational complexity and has very close parameter estimation to the estimation of signal parameters via rotational invariance techniques algorithm and DOA-matrix algorithm in high signal-to-noise ratio and Cramér–Rao bound is given. Furthermore, multidimensional parameters can be automatically paired by this algorithm to avoid the performance degradation resulting from wrong pairing. Numerical simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于空域平滑稀疏重构的DOA估计算法

该文提出一种基于空域平滑稀疏重构的DOA估计算法,利用空域平滑理论对协方差矩阵进行处理,然后通过KR积变换改变其结构,并对变换后的矩阵进行稀疏重构获得角度估计。此外,该文还给出了两种不同的目标函数误差求解方法。从仿真实验可以看出,该算法与传统的基于压缩感知理论的DOA估计算法对比,明显降低了运算量,且对于相干和非相干信号的处理性能均有所提高,在低角度间隔、低信噪比和低采样数条件下优势更为突出。     

基于稀疏表示的双平行线阵二维DOA估计

为了对空域目标的方位角和俯仰角进行有效估计,提出一种基于稀疏表示的双平行线阵二维DOA估计方法。首先需构建包含目标方位角和俯仰角信息的2个空间复合角;然后利用稀疏表示技术求解其中的一个空间复合角,以此作为前提条件,另一个空间复合角就可以解耦为一维波达方向(DOA)估计问题,利用矩阵运算可以求解出来;最后根据已求解的2个空间复合角对方位角和俯仰角进行配对求解。与现有算法相比较,所提方法受快拍数的影响较小,在信噪比较高、角度间隔较大的情况下,具有良好的性能。     

利用二维结构稀疏信息的调频步进ISAR高分辨成像新方法

针对已有利用压缩感知理论进行逆合成孔径（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像方法在低信噪比、欠采样率条件下性能下降严重等问题,依托调频步进波形独有特征并充分利用目标分布的二维结构稀疏信息,提出一种"先方位聚焦后距离分辨"的调频步进ISAR高分辨成像新方法.首先,对回波进行子脉冲脉压,在分析调频步进ISAR回波方位向特有的结构稀疏特征基础上,构建方位向的分布式压缩感知稀疏重构模型;其次,采用分布式压缩感知算法对该模型重构,从而获得低信噪比条件下的方位高分辨成像;最后,利用距离维的回波特征构建任意稀疏重构模型,实现距离向快速成像.由于该方法先进行方位聚焦,再进行距离分辨,并充分利用了目标的结构稀疏性,因此不仅具有抗噪性能强、重构精度高以及采样率低等特点,且避免了越距离单元走动对方位聚焦的影响.仿真与实测数据实验验证了本文方法的有效性.     

车载分布式雷达相参处理方法研究

城市道路环境中行人、路障等弱目标回波信噪比低,传统车载雷达对其探测能力有限.本文将分布式体制应用于车载雷达,通过对多雷达回波相参积累,以期提高目标信噪比,改善雷达探测能力.相参参数估计是实现车载分布式雷达相参积累的关键,本文针对车载分布式雷达脉间相位编码波形非理想正交,导致传统相参参数估计方法精度低的问题开展研究,提出...     

基于互相关的快速角度估计算法

在自跟踪接收机中,当输入信噪比较低时,需要通过相参积累来提高信噪比才能获得满意的测角精度。传统提高信噪比的方法为通道内的码捕获算法,需要进行在时间维和多普勒维的2维搜索,必要时还需要进行第3维位跳变的搜索补偿,运算量非常大,无法实现快速测角。该文提出一种基于通道间互相关的相参积累快速测角算法,新算法具有结构简单、运算量低、几乎零延迟的优点,且测角精度可以达到传统相参积累方法的水平,容易满足自跟踪接收机快速测角的要求;理论推导和仿真验证了新算法的有效性。     

低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达目标回波包络峰值的距离徙动会导致FFT相参积累增益降低,为了对回波信号进行运动补偿,需要对目标运动参数进行估计。由于天基雷达对目标的观察距离较远,因此回波信噪比较低,直接影响了运动参数的估计精度。针对这一问题,本文提出了一种低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法。首先建立了目标回波模型,并对雷达观测距离范围内的回波信噪比进行了计算分析;然后利用Keystone变换对回波包络距离徙动进行校正,并对校正后的回波信号作离散短时傅里叶变换,得到回波信号方位向上的时频分布;最后利用Hough变换将时频域变换到参数域,得到运动参数的估计值。仿真结果表明,本文方法在低信噪比条件下能有效地估计目标运动参数,并且估计精度对信噪比的变化不敏感,具有良好的鲁棒性。      

基于虚拟阵列的二维稀疏阵列相干源DOA估计

波达方向DOA估计是雷达阵列信号处理的一个重要方向,传统的MUSIC算法对均匀阵列条件下独立信号源的估计有很强的适应性,但实际的雷达工作中,稀疏布阵下多相干源测角是一个经常出现的应用场景。文中针对二维稀疏阵列的相干源测角,提出了一种基于虚拟阵列的相干源DOA估计方法。该方法利用虚拟阵列内插的方法,将一个任意二维稀疏阵列内插为一个均匀面阵,再通过二维空间平滑方法对相干源进行测角,能够同时获得信号的方位角和俯仰角信息。稀疏面阵和稀疏圆阵的仿真实验结果表明,该方法可以有效的解决二维稀疏阵列的相干源测角问题。