高机动雷达目标快速长时间混合积累算法

长时间积累是提高雷达微弱目标检测性能的有效方法,但高速高机动目标的跨距离单元和跨多普勒单元现象严重限制了积累性能。为此,本文提出了一种长时间混合积累的新方法,将积累时间划分为若干个子孔径,在子孔径内同一个距离单元相参积累,在子孔径间实现高效的跨距离单元非相参积累。该方法中采用启发式搜索策略,有效地解决了遍历搜索中运动模型阶数增长带来的运算量爆炸问题。同时,其可通过高阶包络补偿有效降低信噪比损失。数值实验表明,新方法较现有混合积累方法可显著改善检测性能和降低运算量。      

回波越距离单元走动的MTD研究

针对高速目标回波脉冲信号产生越距离单元走动,动目标检测的MTD方法积累脉冲减少导致检测性能下降的问题,提出一种校正存在多普勒模糊的越距离走动的方法.利用回波信号快时间频率域的积累以及一个CPI内同一距离单元对存在模糊的多普勒的采样特性,结合孙子定理,给出解模糊多普勒的新方法.对CPI每重复周期采样点进行采样补偿,再实现采样数据矩阵沿多普勒斜线的包络对齐.然后利用MTD,实现动目标检测.给出算法框图,通过仿真实验证明该方法的有效性.     

一种高效的外辐射源雷达高径向速度目标实时检测方法

外辐射源雷达中传统的2维相干积累(模糊函数)运算量大,难以实时实现,且积累时间内高径向速度目标会出现距离徙动现象,导致信噪比下降,降低了系统的弱目标检测能力。该文采用外辐射源雷达中一种快速实时相干积累方法,利用2维分时滤波的原理,即通过信号分段处理,段内为快时间,段间为慢时间,沿快时间匹配滤波及沿慢时间通过FFT获取多普勒信息,实现相干积累检测的实时处理方法,并且给出一种适合实际应用的分段方案;在此基础上,通过keystone变换校正了高径向速度目标的距离徙动,提高了微弱目标的检测能力。算法计算效率高,较现有方法实时处理能力强,且校正过程中信号能量损失很小,是一种高效、可实时实现的高速目标检测方法。文中对积累及徙动校正的实时能力进行了分析。基于DTTB数字电视信号的仿真及实际数据分析表明,该文算法可在保证处理增益的前提下,满足相干积累及徙动校正的实时处理需求。     

高超音速目标检测的并行处理算法与性能分析

长时间相干积累是一种提高高速弱小目标检测性能的有效手段。针对传统的长时间相干积累方法因为引入跨距离单元与跨多普勒单元因素面临的计算量巨大的问题，我们提出了在距离维以跨距离单元数目为索引的并行处理方法。首先，基于高速目标在一个相干处理间隔内的运动特性，本文建立了匀加速直线目标运动模型。然后，依据跨距离单元数，我们对回波数据进行并行重组，并沿慢时间维进行快速傅里叶变换处理，输出幅度超过第一门限的参数组合通过粒子群算法再在（距离，速度，加速度）维上对重组后的回波数据进行小范围搜索。算法输出对应的峰值与第二门限比较从而做出目标判决。该方法通过两次门限设置以及粒子群算法大大简化了搜索的复杂度与运算量，使算法更具有硬件可实现性。最后，我们给出了实验仿真，分析了积累损失上限，验证了该算法的有效性。      

基于稀布阵综合脉冲孔径雷达的长时间相干积累方法

本文研究了稀布阵综合脉冲孔径雷达的长时间相干积累特点及其存在的问题；提出了长时间相干积累中一种易于实现的运动补偿方法和基于时频分析的长时间相干积累方法；并给出了计算机模拟结果。结果表明ＳＩＡＲ雷达体制对微弱运动目标有较好的检测性能。     

基于Radon-分数阶傅里叶变换的雷达动目标检测方法

长时间相参积累技术是提高雷达对微弱运动目标探测能力的重要手段之一,本文在分析动目标回波信号距离和多普勒徙动的基础上,提出基于Radon-分数阶傅里叶变换(RFRFT)的长时间相参积累方法.该方法根据预先设定的运动参数搜索范围,提取位于距离-慢时间二维平面中的目标观测值,然后在FRFT域进行匹配和积累,并通过构建的RFRFT域检测单元图实现对非匀速运动目标的检测.该方法能够同时补偿距离和多普勒徙动,有效抑制背景杂波和噪声,提高积累增益.仿真结果表明本文方法具有在强杂波中检测微弱动目标的能力.     

基于稀布阵综合脉冲孔径雷达的长时间相干积累方法

本文研究了稀布阵综合脉冲孔径雷达的长时间相干积累特点及其存在的问题;提出了长时间相干积累中一种易于实现的运动补偿方法和基于时频分析的长时间相干积累方法;并给出了计算机模拟结果,结果表明SIAR雷达体制对微弱运动目标有较好的检测性能。     

基于Keystone变换的改进雷达目标长时间积累

在不增大功率孔径积的同时,数字阵列雷达通过灵活的波束控制可增加目标驻留时间,并提高微弱目标的检测性能。但是,随着积累时间增长,运动目标存在跨距离单元问题。针对Keystone变换长时间目标积累方法在多普勒模糊情况下对某些特定速度的目标性能下降问题,提出了一种改进的基于Key—stone变换的长时间目标积累方法。新方法通过预处理及修正处理,能够对所有速度的目标均能较好地补偿跨距离单元效应。仿真实验验证了该方法的有效性。     

多帧相参积累检测前跟踪方法

为了提高雷达对微弱目标的检测能力,提出了一种多帧相参积累的检测前跟踪(TBD)方法.通过对多帧时间内运动目标回波的分析,建立了相参积累的回波信号模型,其中目标回波出现距离单元走动和多普勒单元走动.利用目标回波的空-时相关性,采用速度匹配法和离散Chirp- Fourier变换(DCFT)联合估计目标径向速度、多普勒频率...     

基于简易差分相干积累的高灵敏度GPS软件接收机捕获算法

典型的高灵敏度捕获技术是利用非相干积累获得高处理增益,但是非相干积累会引入平方损耗.面向GPS软件接收机高灵敏度捕获应用,提出了一种新的基于简易差分相干积累的高灵敏度捕获算法.介绍了GPS接收机的捕获原理,推导了简易差分相干积累和非相干积累检测量的统计分布,阐述了新算法虚警概率和检测概率的计算方法.实际测试表明:新算法相对于非相干积累的性能更加优越,可以在400ms内实现-192dBW的高灵敏度捕获.     

Improved axis rotation MTD algorithm and its analysis

In radar detection, weak targets’ range migration often happens during long time integration. To detect weak targets effectively, an improved axis rotation moving target detection (IAR-MTD) is introduced and analysed in detail. IAR-MTD can detect weak targets by compensating the linear part of range migration via the axis rotation and coherently integrating the echoes via moving target detection (MTD). Then the realization of IAR-MTD is derived. Furthermore, the coherent integration gain of IAR-MTD is analysed, which is better than that of traditional MTD, Radon–Fourier transform (RFT) and Keystone transform (KT). Subsequently, to decrease the computational complexity of IAR-MTD, some suggestions are given. Besides, unambiguous Doppler estimation, the tolerance of acceleration, and the multi-target detection of IAR-MTD are analysed respectively. Finally, some numerical experiments are provided to show the performance of IAR-MTD in different conditions and testify the advantages of IAR-MTD over MTD, RFT and KT. The result indicates that IAR-MTD may effectively detect the weak moving targets with constant radial velocity and it is compatible with MTD radar system.

     

改进混合积累的单通道机载SAR高径向速度目标检测方法

高径向速度目标会产生严重的距离走动并伴随方位失配,方位压缩会使其散焦并弥散在SAR图像中,不易被检测。该文针对高径向速度目标的检测问题,提出一种基于单通道机载SAR的检测方法。该方法通过抽取等效双通道,利用相干对消抑制杂波,并去除动目标的频谱分裂,再运用Dechirp处理和Hough变换积累目标在距离单元内和距离单元间的能量,以获得更大的积累增益。与传统的混合积累方法相比,该方法在抑制杂波的基础上,更好地积累高径向速度目标的能量,从而有效提高该类目标的检测性能。仿真数据和实测数据均验证了该方法的有效性和优越性。     

提高雷达机动目标检测性能的二维频率域匹配方法

 增加目标信号的积累时间是提高雷达对微弱目标探测能力的主要方法.但是,对于高速运动目标,在长时间相参积累期间,目标回波信号容易产生距离徙动和多普勒走动,若不进行补偿,目标信号能量不能有效积累.传统基于keystone变换的方法仅适用于目标作匀速运动的情形,当目标作机动运动时,距离弯曲不能通过keystone变换进行校正.针对目标作匀加速运动,且高速目标存在多普勒模糊情况,本文提出一种二维匹配滤波新方法,该方法将脉冲压缩后的目标回波转换到距离-多普勒二维频率域,通过构造一补偿函数进行匹配滤波处理.该方法不需要知道目标运动速度参数,由目标径向速度引起的距离走动和径向加速度引起的距离弯曲均能得到很好的消除,另外,所提算法可以有效地利用快速傅里叶变换实现而无需进行插值操作,运算量小.仿真结果表明本文方法具有良好的高速机动目标积累检测性能.     

基于星载高低轨的单通道动目标检测技术

合成孔径雷达成像应用于观察包含运动目标的地面场景,特别是在对运动目标观察时间长的情况下,图像会产生由于距离徙动和多普勒频谱展宽引起的运动目标偏移。为了消除这些影响,本文提出一种适应于星载高低轨平台协作模式下对动目标进行检测成像的算法。距离徙动包括运动范围内的距离走动和距离弯曲可以通过广义keystone变换校正。然后,通过估计和补偿相位误差和折叠因子项,可以提高运动目标的分辨率。针对地面场景中的杂波,我们通过子孔径对消的方法进行抑制。该算法的有效性通过仿真结果进行验证。通过将广义keystone方法与子孔径对消方法结合,可以有效地对消静止目标杂波,从而更好的对动目标进行检测成像。      

顺轨三频三孔径星载SAR的运动目标检测及定位方法研究

杂波背景下,传统的多通道SAR运动目标检测方法在杂波对消后即实施目标检测,并不考虑目标的距离徙动校正,这种做法会丢失某些快速目标,虽能够检测到速度不是特别快的目标,却可能存在测速模糊,难以对其准确定位。对此,该文提出用3频3孔径SAR解决杂波对消后快速目标的多普勒模糊问题,并用双频共轭处理(DFCP)和Keystone变换对动目标解多普勒模糊、进行距离徙动校正,提高信噪比,进而实现对目标的检测、无模糊测速和定位。该方法在可获得与其他方法相当定位精度的同时,扩大了可检测和定位的目标的速度范围。仿真结果证明了该文方法的有效性。     

GEO SAR双频双通道动目标检测与参数估计

地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）在对动目标检测和成像方面更具优势,但随之而来的一些问题也需要进一步解决。本文提出了一种基于GEO SAR双通道双载频实现运动目标检测、成像和参数估计的方法。利用广义 Keystone 变换对杂波对消处理后的运动目标进行距离徙动校正,使用离散调频傅立叶变换（DCFT）结合牛顿迭代法搜索完成多普勒参数估计后,利用在不同工作频率下的求得的速度集合进行交集来解决快速运动目标速度模糊的问题。最后,仿真实验证明该方法的有效性。      

基于keystone变换的微弱目标检测

提高雷达对微弱目标探测能力的主要方法是增加积累时间.根据传统PD雷达的设计原则,在相参积累时间内,目标的距离走动不能超过半个距离单元,也就是说相参积累时间受限于目标运动.对于高距离分辨雷达或观测高速目标的雷达系统,这种限制是很难满足的.本文提出一种基于keystone变换的运动补偿方案,可以在没有目标运动速度信息条件下校正距离走动,从而使积累时间不再受目标运动的限制.     

Theory of synthetic aperture radar imaging of a moving target

Two novel image processing techniques have been developed to refocus a moving target image from its smeared response in the synthetic aperture radar (SAR) image which is focused on the stationary ground. Both approaches may be implemented with efficient fast Fourier transform (FFT) routines to process the Fourier spatial spectrum of the image data. The first approach utilizes a matched target filter that is derived from the signal history along the range-Doppler migration path mapped onto the SAR image from the moving target trajectory in real space. The coherent spatial filter is specified by the apparent target range in the image and the magnitude of the relative target-to-radar velocity. The second approach eliminates the range-dependence by reconstructing the moving target image from a spectral function that is obtained from the SAR image data spectrum via a spatial frequency coordinate transformation     

一种多通道SAR地面快速目标高概率检测方法

研究了合成孔径雷达地面动目标检测(SAR-GMTI)的快速目标检测问题。为提高检测概率,在回波数据的距离压缩-方位时域,对基带多普勒中心偏移对应的速度分量引起的走动采用Keystone变换进行校正,对整数倍脉冲重复频率(PRF)的多普勒中心偏移对应速度引起的走动量则可在时域加以校正,校正后再进行方位匹配滤波得到运动目标SAR图像,同时利用距离走动信息完成速度解模糊。实测数据处理结果验证了该方法的有效性。