子波高分辨谱估计方法及其在毫米波雷达目标一维距离成像中的应用

文中研究了一种子波谱估计方法。将该方法用于实际的毫米波雷达目标一维距离成像背景之下,在信号采样频率、采样数据长度相同时,可以获得像分辨率高于相同条件下FFT方法的一维距离像,从而可以对一维距离像进行高分辨地分析,在实际应用中具有一定的意义。     

基于频域稀疏非均匀采样的雷达目标一维高分辨成像

 雷达目标的高分辨距离像具有稀疏和可压缩的特点,可以在频域进行稀疏非均匀采样获得目标的宽带散射数据,再通过恰当的信号处理手段得到一维高分辨像.本文描述了基于频域稀疏非均匀采样的雷达一维成像数学模型,从参数估计的角度比较了稀疏非均匀采样与均匀采样的成像性能,提出了非均匀采样点选取方法;分别应用参数估计方法和稀疏像重构方法实现了基于频域稀疏非均匀采样的雷达目标一维高分辨成像.采用暗室测量数据比较了两种方法的性能,验证了频域稀疏非均匀采样在降低数据量、提高分辨力方面的优势.     

步进频率雷达距离像去冗余新算法

传统的步进频率毫米波雷达采用脉间压缩体制,要求脉冲宽度和步进频率的乘积小于1.传统处理方法使用IFFT合成高分辨一维距离像,结果会导致高分辨一维距离像存在距离失配冗余和过采样冗余问题.冗余信息使目标在距离像中位置移动,严重影响成像质量.针对以上问题,文中提出了距离匹配小波去冗余算法,直接在成像过程中解决冗余问题,减少了计算步骤,提高成像精度,分别给出距离失配冗余和过采样冗余的消除算法,通过仿真和实测数据对算法进行验证,结果表明理论分析的正确性,有效地消除了冗余信息.该算法在实际应用中具有一定意义.     

一种自适应角域模板建立方法研究

模板匹配方法是一种常用的一维距离像识别方法。针对该方法应用中的姿态敏感性问题,提出了自适应姿态角域平均一维距离像模板建立的方法。通过理论分析证明平均一维距离像具有良好的稳健性。姿态角域平均一维距离像相关性分析表明自适应姿态角域平均一维距离像可以表征目标不同姿态下的一维距离像。利用实测数据,通过仿真测试表明自适应姿态角域平均一维距离像模板建立方法是可行的。     

稀疏采样数据大转角高分辨ISAR成像技术研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角ISAR高分辨成像时,转动分量引起的一维距离像中目标散射点的距离走动和空变二次相位问题,研究了一种稀疏采样数据ISAR高分辨成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,将Keystone变换和稀疏恢复相结合,实现方位向稀疏采样数据距离走动校正和缺失采样位置一维像重建,接着采用基于LVD变换的二阶相位估计方法对二阶转动相位进行估计并补偿,完成高分辨成像。计算机仿真和暗室测量数据验证了该方法的有效性。     

基于HRR的地面雷达目标识别方法研究

高分辨雷达目标识别可以提供目标更多的信息 ,是地面雷达技术发展方向 ,基于高分辨距离像的特征提取和识别是比较现实可行的方法。该文首先分析了一维距离像的产生 ,在此基础上 ,综合了几种一维距离像的特征提取方法和分类识别方法 ,讨论了方位角变化对距离像的影响 ,并分析了识别方法的鲁棒性问题     

稀疏分解在雷达一维距离像中的应用

雷达一维距离像成像本质上是对雷达目标散射特性进行信号表示的过程,它以其获取的简单性及有效性,在雷达成像及目标识别方面得到了广泛的应用。针对雷达目标几何绕射参数化模型,利用稀疏分解方法,研究了高分辨一维距离像的重构及特征提取问题。以此可以避免奈奎斯特采样定理的弊端,以更贴近信号本质特征的方法处理雷达回波信号。通过匹配追踪算法,寻找最佳匹配原子的位置,以此估计雷达目标散射点参数。实验结果表明该方法在信号重构及特征提取方面的有效性。     

目标运动对步进频率毫米波雷达图像匹配识别的影响研究

本文首先简单介绍了步进频率信号的数学模型,给出了一维距离像的外形包络表达式。接着,针对某小口径(155mm)高距离分辨率步进频率毫米波雷达导引头,分析了当弹目存在相对运动时的一维距离像数学模型。按照这一模型,通过计算机对实际系统的模拟仿真,深入研究了多普勒效应对目标一维距离像的影响。最后,获得了给定高距离分辨率步进频率毫米波雷达中,用一维距离像匹配辨识目标的速度不补偿条件。     

基于一维距离像的雷达目标识别研究进展

现代高分辨雷达为雷达目标识别提供了新的途径,相应的高分辨一维距离像具有易获取和处理的特点,同时还能够揭示出目标径向结构的分布特性,因而在目标识别领域具有良好的应用前景.文中分析了基于一维距离像的雷达目标识别研究现状,包括一维距离像的模型、距离像特性分析、特征提取方法以及分类器的设计方法等,并且指出了高分辨一维距离像目标识别今后的研究方向.     

舰船目标一维距离像特性分析

针对舰船一维距离像目标识别中目标位置、海面起伏和雷达信号形式等参数不确定造成识别困难的问题,建立了舰船散射中心模型,对舰船目标的一维距离像进行仿真,研究了距离像对姿态角、海面起伏、雷达带宽以及加窗处理的敏感性,并通过CST微波工作室对仿真结果进行验证。结果显示,一维距离像对方位角具有强敏感性,但在一定角度范围内,一维距离像具有相似性;雷达带宽越窄,一维距离像的方位角敏感度越低;海面起伏越小,海面的多径效应越显著;加窗处理可以抑制距离旁瓣,但同时展宽主瓣,降低了雷达距离分辨力。     

高距离分辨率雷达的低空目标高度估计方法

雷达在跟踪海面（地面）低空目标时,由于受到多路径反射效应的影响,由目标反射的直接回波和经由海面（地面）反射的反射回波同存在于一个接收天线波束宽度内,从而产生“角闪烁”效应。该文利用直接回波和反射回波之间的多路径时间差与目标高度之间的关系,提出了一种基于目标高分辨一维距离像的测高方法,即通过对高分辨一维距离像进行自相关获得多路径时延差进而估计低空目标的高度。为了提高时域分辨率,避免“栅栏效应”,文中又采用逆Chirp—z变换方法,通过对频域接收信号进行密集采样插值,提高时域目标高分辨一维距离像的分辨能力并改善雷达测高性能。仿真结果验证了本方法的有效性。     

舰船目标一维距离像的非相干建模计算方法

首先结合水面舰船目标的特点和非相干叠加理论,设计了舰船目标一维距离像建模计算的具体流程;然后对某型实际舰船目标建立了基于基本散射形状的几何模型,给出了目标模型可见面判定的基本方法,提取了目标模型用于电磁计算的几何信息;最后利用宽带高分辨雷达目标一维距离像模型,并在考虑海浪波动、海面镜像影响的条件下,对所建几何模型进行了一维距离像的仿真计算。计算结果验证了所提出方法的有效性。     

基于压缩感知的稀疏采样数据大转角ISAR 成像研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角逆合成孔径雷达(ISAR)高分辨成像时,一维距离像中目标散射点的距离徙动问题,提出了基于贝叶斯压缩感知的稀疏ISAR 成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,通过傅里叶变换将数据变换到距离频率域,对每一距离单元数据,根据方位向稀疏采样的位置构造相应的Keystone基矩阵,利用贝叶斯压缩感知算法重建目标在各距离频域单元的多普勒域系数,最后,通过距离向逆傅里叶变换和方位向自聚焦完成ISAR 成像。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

调频步进雷达ISAR成像方法

针对调频步进雷达的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)成像问题,提出了一维距离像和ISAR成像的分步补偿方法.通过优化雷达系统参数,在保证抽取损失和伪峰幅度在容许范围内的同时最大化了一维距离像的速度补偿误差容限.一维距离像运动补偿参数通过拟合子脉冲包络对齐的平移量获得,当拟合脉冲数足够多时,估计精度在一维距离像的速度补偿误差容限以下;对目标一维距离像进行包络对齐和相位聚焦完成ISAR成像的运动补偿.最后,通过仿真分析验证了算法的可行性.     

自适应距离单元积累检测法及其应用

本文提出了一种宽带毫米波雷达体制下,基于高分辨一维距离像的强地物杂波背景中目标检测新方法－自适应距离单元积累检测法。该方法表明：宽带信号提供的高径向分辨力使雷达对目标进行一维距离成像成为可能,一维距离像反映了目标强散射中心的空间分布特性,在目标检测时利用不同径向单元内的强散射中心能量进行横向积累,可以提高信杂比,从而改善检测性能。     

运动目标环境下的调频步进信号目标抽取算法

为了减少采样损失，调频步进信号的采样率通常高于chirp子脉冲的带宽。在这种过采样冗余情况下，需要对IFFT合成高分辨结果进行目标抽取去冗余方能得到高分辨一维距离像。然而当目标运动时，只标抽取的结果会产生目标丢失或伪峰等现象。该文提出了一种基于幅度最强像偏移量的动目标抽取算法，该方法利用幅度最强像的偏移量修正各采样点的目标抽取范围，从而解决了速度估计误差引起的速度-距离耦合对目标抽取算法的影响。计算机实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于改进小波降噪的雷达一维距离像识别

针对低信噪比下雷达目标一维距离像质量不高、影响目标识别率的问题,将小波阈值降噪的方法应用到雷达目标一维距离像识别研究中,设计了一种新的小波阈值函数,提出了基于小波阈值降噪的雷达一维距离像识别的方法。利用仿真数据进行实验验证,以LVQ（Learning Vector Quantization）神经网络作为分类识别器,进行目标的分类识别研究。结果表明,将小波阈值降噪用于雷达目标一维距离像识别,在低信噪比时能够有效地降低噪声,提高距离像的质量,从而提高目标一维距离像识别率,同时实验也验证了所提出的新阈值函数相较于原阈值函数能更加有效地降低噪声,提高识别率。     

基于ICA的雷达目标二维结构提取方法研究

雷达目标一维距离像反映了其散射中心在雷达径向上的分布,对同一目标多角度的一维距离像分别提取其散射中心相对位置,经过散射中心匹配后再利用独立成分分析对其处理,可以得到该目标的二维结构,为进一步的目标识别创造了条件。通过对具有多散射中心的简单雷达目标一维距离像进行仿真实验,结果表明算法有效。     

一种一维距离像的识别算法

随着高分辨率雷达的发展,一维距离像识别已成为雷达目标识别的重要方法之一.为了消除一维距离像的平移,将一维距离像变换到频域,提取其频谱信息作为识别特征,并依据Fisher判据,将高维特征空间数据降到一维空间,提高了算法的实时性.仿真结果表明这是一种方便有效的识别方法.     

弹道目标高分辨一维距离像运动补偿研究

弹道中段目标运动形式复杂,高速运动的同时伴随自旋、进动、翻滚等微动,该文首先针对弹道目标运动特点,建立了去斜率处理的宽带雷达回波模型,定量分析了高速运动和微动对一维距离像的影响;然后针对高速运动严重影响一维距离像质量的问题,提出了一种新的一维距离像运动补偿方法,该方法将自适应时频变换技术和粒子群优化算法相结合,通过在二维时频平面内跟踪单个散射点的多普勒变化来估计目标速度,从而实现一维距离像运动补偿。仿真实验表明,该方法估计精度高、计算量低、对噪声有很强的鲁棒性,能有效补偿高速运动对弹道目标一维距离像的影响。