基于实数遗传算法的米波雷达方位超分辨研究

超分辨谱估计技术可以在不增大天线口径的情况下提高米波雷达的方位角分辨力.利用实数遗传算法实现了波达方向(DOA)估计的参数模型拟合类超分辨方法,并利用计算机仿真和米波雷达的实测数据进行了算法性能分析,分析结果表明利用实数遗传算法的全局寻优能力可以改进米波雷达方位超分辨方法的性能.     

分布式相参阵列及其二维高精度方向估计

针对米波雷达波束宽及角分辨率低等问题,该文结合干涉雷达结构与2维方向估计方法,提出一种扩展孔径的分布式相参阵列及其2维方向估计方法。对于分布式孔径带来的测角模糊问题,该方法采用双尺度酉ESPRIT算法解模糊,再利用信号子空间与噪声子空间的渐近正交特性实现方位角与仰角的配对,从而得到高精度的方向估计,有效地扩展了孔径。最后用分段误差法(MIE)分析了分布式阵列2维方向估计的门限效应,并给出了填充系数门限与SNR门限的近似计算方法。仿真结果验证了该文提出的阵列及2维方向估计算法的有效性。     

空间平滑法在米波雷达中的应用

讨论了MUSIC空间谱估计算法的改进方法一空间平滑法、超分辨率在米波雷达中的应用，主要是通过建立阵列信号模型将空间平滑法应用于米波雷达实现超角分辨，仿真结果表明空间平滑法可以有效地分辨常规MUSIC法无法分辨的相干信号。     

基于虚拟平面的米波组网雷达测高算法

随着反隐身技术的发展,米波雷达凭借其反隐身、反辐射导弹方面的天然优势,再度进入科学界的视野。但米波雷达在探测低仰角目标过程中受多路径效应影响严重,导致测高结果易出现较大偏差,无法满足实际需要。而组网雷达数据融合技术的发展为此问题找到了一个解决办法。该文采用组网雷达数据融合技术,仅利用米波雷达测得的距离和方位信息实现了目标的3维定位,从而解决米波雷达测高困难的问题。考虑地球曲率的影响。该文所提出的米波组网雷达测高算法利用大地坐标变换、坐标系变换和数据变换,把各雷达数据统一到一个合理的工作平台,即虚拟平面上,在该平面上对目标进行测高计算。对极小误差法加以改进,采用分辨率不高,但数据稳定性好的方位角信息确定算法的搜索范围;应用分辨率较高的目标距离信息来获取最终的目标经度、纬度、海拔高度估值。由于地面强反射的原因,目标的距离估值有些时候是不准确的,该文设立了置信度判决准则以验证定位的有效性。通过仿真验证,该算法具有较好的测高精度,可作为组网雷达行之有效的测高方法。     

基于波束域的米波雷达低仰角波达方向估计

针对米波雷达低仰角工作时除了收到目标的直达波外,还会收到与直达波相干的地(海)面反射的多径信号,提出了一种基于波束域的米波雷达低仰角波达方向估计的新算法.利用阵列输出数据协方差矩阵构造一个Toeplitz矩阵,以实现对雷达回波数据的解相干;在波束域对降维后的数据协方差矩阵应用基于信号子空间的角度超分辨算法实现波达方向估计;最后,研究了波束域下米波雷达低仰角波达方向估计的特点,分析了不同信噪比、波束个数对算法性能的影响.所提算法不但可以有效地克服多径效应,还极大地降低了运算量,理论分析和计算机仿真都证明了新算法的优越性.     

基于加权直接数据域处理的米波雷达低空目标测高算法

首先分析了米波雷达的信号传播环境和回波数据模型。接着,提出了基于WD^3（加权直接数据域）处理的测角算法。同传统的极大似然和子空间类算法相比,本文的算法充分利用了次要数据进行预白化处理,提高了色噪声环境下参数估计的精度和算法的稳健性,另外,该算法只涉及实矩阵计算,很大程度地降低了计算复杂度。计算机仿真表明,本文的方法用于米波雷达测高时有较好的估计性能,计算量较低,特别是在低纬度目标和低信噪比情况下也适用。     

干扰背景下基于双圆阵的全向测角方法

当干扰与目标方位夹角较小时,基于单圆阵的方位全向米波雷达在进行干扰对消时,目标回波的对消损失较大,从而降低了干扰对消后的目标检测概率和目标方位估计精度。针对此问题,该文提出一种基于双圆阵的干扰对消和目标方位角估计算法。该算法先利用小圆阵激励出的-1, 0和1阶相位模式初步估计干扰的方位角,后利用大圆阵激励出对称高阶相位模式获得精确的干扰方位角并利用其激励出的非对称高阶相位模式进行干扰对消和目标方位角的估计。该算法相对于单圆阵的干扰对消和测角方法可以减小目标回波的对消损失,提高干扰对消后的信噪比,从而增大目标检测概率和提高目标方位角的估计精度,仿真结果证明了该算法的有效性。     

利用改进的Toeplitz化技术实现米波雷达低仰角测高

由于多径效应的存在,米波雷达低仰角测高时除了收到目标的直达波外,还会收到与直达波相干的地(海)面反射的多径信号。该文提出了两种利用改进的Toeplitz化技术实现米波雷达低仰角测高方法。第1种改进方法不但利用阵列接收数据协方差矩阵的每一行元素构造Toeplitz矩阵,还利用了与其对应每一列元素构造Toeplitz矩阵,然后对这两个矩阵求平均得到一个新的协方差矩阵,这一过程相当于前后向空间平滑的过程,提高了参数估计的精度。第2种改进算法是在第1种算法基础之上,重新构造一个Toeplitz矩阵,使其在信噪比最大约束条件下逼近平滑后协方差矩阵的信号子空间,这样可以最小程度的减小噪声的影响,提高了算法的稳健性。理论分析和计算机仿真都表明了新算法的优越性。     

用于测向测速的二维谱估计方法

雷达应用领域中的一个重要问题是测向测速,精确地测定多普勒频率和方位角能够实现对目标回波信号的高分辨率处理,从而进行目标跟踪。本文提出一种超分辨的二维谱估计方法,它利用的是阵列处理技术,对天线接收数据进行本征分析,将信号数据张成一个空间并对其进行分解,根据正交原理分割成信号子空间和噪声子空间,构造出噪声本征矢量,利用信号子空间与噪声子空间的正交性,在空间谱上形成极值点,从而达到对方向和速度的二维高分辨率估计。该方法应用于相控阵雷达信号检测,可以精确地测定多普勒频率和方位角度,提取多个空间运动目标的二维信息。文章的最后给出了计算机模拟成像结果,验证了算法的有效性。     

米波双基地雷达长时间相参积累算法

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动特性进行了分析;在此基础上,提出了基于Keystone变换的米波双基地雷达长时间相参积累算法。该算法在距离频域-方位时域利用Keystone变换补偿距离徙动,并利用FFT实现长时间相参积累。最后,Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。本文所提算法为四代机目标检测提供了新的技术途径。      

高分辨雷达目标检测方法研究

高分辨雷达较低分辨雷达能够提供较多的目标结构信息,但是由于其目标回波和杂波的特殊性,信号检测也存在着一些新的技术问题。本文分析了高距离分辨雷达目标和杂波的回波特性,给出了回波模型,在此基础上分析了非瑞利杂波背景下高距离分辨雷达的检测方法,并进行了仿真验证,结果表明采用TM—CFAR与M／N检测相结合的方法可以很好的利用...     

HPRF脉冲多普勒频率步进雷达信号处理与参数设计

频率步进雷达是一种距离高分辨雷达,传统的处理方法是采用频时转换(IDFT)获得目标的一维距离像,实际上其处理也可以采用时频转换(DFT)的方式进行,这时也可把频率步进雷达看作是一种载频跳变的脉冲多普勒(PD)雷达.采用这种分析方法的优点是,在高重复频率(HPRF)的情况下,可以通过雷达系统的参数设计和信号处理,同时获得不模糊的测速性能和距离高分辨性能,并解决HPRF PD雷达的距离模糊问题.本论文在分析频率步进雷达时频转换(DFT)处理的基础上,给出了HPRF PD频率步进雷达系统参数设计准则及频时耦合的解决方法,以及距离模糊问题的解决方案.理论分析和仿真结果证明,这种雷达体制可以同时获得不模糊测速和距离高分辨性能.     

基于Stolt偏移的探地雷达合成孔径成像研究

对探地雷达数据进行合成孔径处理可提高探地雷达图像的分辨力,有利于对地下目标的探测及精确定位.文中提出了一种新的stolt偏移插值实现方法,用于探地雷达合成孔径成像,它能克服传统方法中偏移能量不集中的缺点并保持处理速度快的优点,通过对实测数据进行处理,其结果表明该方法取得了很好的效果.     

基于非平稳时间序列处理的雷达信号融合

本文提出一种基于非平稳时间序列处理的雷达信号融合方法,该方法利用时间序列对非平稳的目标雷达散射回波信号在频域进行建模预测,然后利用去卷积与子空间分析技术对两个子带雷达信号进行处理,最后融合成一个等效的宽带信号。仿真试验表明,本文所提出的方法可以提高目标成像分辨率,有利于目标的检测与识别。     

Doppler polarisation spectral resolution of radar signals

This letter presents some results on dual-channel Doppler spectral analysis of radar signals received by two circularly and orthogonally polarised radar channels. These results were produced from an analysis of experimental data obtained, in the presence of both aircraft target and clutter, by an S-band ATC radar suitably modified for dual polarisation reception. The results illustrate that dual channel processing can improve the target resolution with respect to the single-channel processing, when using maximum entropy spectral estimation methods.     

雷达动目标短时稀疏分数阶傅里叶变换域检测方法

复杂背景下的动目标检测技术是雷达目标探测的关键技术和难点之一,亟需发展和研究高时频分辨率、大数据量高效以及适用于多分量信号分析的方法和手段.该文结合经典时频分析技术和高分辨稀疏域信号处理的优势,提出短时稀疏分数阶傅里叶变换（ST-SFRFT）并用于雷达动目标检测和参数估计,实现时变信号高分辨时频表示的同时,改善SCR,提高复杂环境下雷达动目标检测的性能.实测对海雷达数据验证表明,所提方法在抗杂波以及参数估计精度等方面较经典时频动目标检测方法有明显优势.     

一种改进的高分辨雷达随机脉冲串检测方法

由于高分辨雷达的分辨率远小于目标尺寸，使得目标呈多散射中心，回波能量沿时间分布，从而降低了峰值幅度，增加了目标检测难度。因此文中基于一维距离像提出了一种新的高分辨雷达检测方法，该检测方法将一维距离像看作随机脉冲串，利用一维像强散射点的位置信息和幅度信息联合进行检测，自适应地估计目标一维距离像长度，提高了高分辨雷达检测性能。     

一种基于多普勒特征的障碍物检测方法

目前无人地面车进行地形障碍物检测主要依靠以激光雷达为主的多种传感器,而对利用毫米波雷达进行检测的方法研究较少。文中介绍了采用毫米波雷达进行障碍物检测的总体思路和雷达参数的选择;描述了多普勒频移与障碍物高度的关系;分析了平坦地面、凸出障碍物和壕沟的高度像特征,并在此基础上提出一种利用多普勒特征估算障碍物高度以及对障碍物进行分类的方法。仿真结果表明,只要雷达满足频率分辨力的要求,文中算法具有良好的可行性。     

基于SIRV高分辨率雷达杂波建模与仿真

高分辨率雷达杂波建模与仿真是评估雷达性能的重要手段。广义复合概率密度通常用来描述高分辨率雷达杂波。在广义复合分布中,将散斑分量和调制分量均采用广义伽马(GΓ)分布来表示。采用球不变随机矢量(SIRV)进行杂波建模的优点在于能够独立控制其相关性和一维边缘概率密度。对广义复合分布和SIRV建模方法进行了讨论,在此基础上,给出了相干相关的广义复合分布的SIRV模型,利用计算机进行了广义复合分布的杂波仿真,并对杂波仿真的统计特性与理论值进行了比较。仿真结果与理论分析相吻合,说明了该模型的有效性和普适性。