一种基于双通道DPCA 的SAR-GMTI 杂波抑制方法

偏置相位中心天线技术(DPCA)作为空时自适应信号处理(STAP)技术的特殊形式,在合成孔径雷达地面动目标指示(SAR-GMTI)领域得到了广泛的应用。杂波抑制的能力直接决定了GMTI 的性能,传统的复图像域DPCA 技术对于地杂波抑制能力有限,特别是广泛分布着强散射静止地物的城市区域。该文利用干涉相位对DPCA幅度进行非线性加权,提出了一种加权DPCA 杂波抑制方法,该方法降低了通道间残差相位对DPCA 杂波抑制的影响。实验结果表明:该文方法在杂波抑制能力上优于传统DPCA 方法。      

天基预警雷达低自由度STAP方法研究

受卫星高速运动和地球自转影响,天基预警雷达杂波在俯仰-方位-多普勒三维空间呈紧耦合特性,极大降低了传统空时自适应处理(STAP)方法的慢速运动目标检测性能。采用方位-俯仰-多普勒三维STAP可实现天基预警雷达杂波解耦,但与非正侧机载预警雷达杂波的三维松耦合情况不同,该应用需要较大系统自由度才能实现次最优杂波抑制性能,所带来的巨大运算负担和均匀样本需求使其难以应用于实际。针对上述问题,该文首先构建了天基预警雷达平面阵回波空时信号模型;然后详细分析了其杂波在方位-俯仰-多普勒三维空间的紧耦合特性;最后提出了基于级联处理的低自由度三维STAP方法,利用空域加权子阵合成预先衰减副瓣杂波,再利用俯仰-多普勒自适应处理抑制剩余各次距离模糊主瓣杂波。仿真实验验证了所提STAP方法可在低运算复杂度和小样本需求条件下实现次最优杂波抑制性能,因此适用于天基预警雷达实际应用。      

高分辨SAR图像中杂波的统计特性分析

为使SAR图像目标检测在复杂多变的地物杂波环境中获得最佳的性能,研究SAR图像中杂波的统计特性将是一件有意义的工作.在综合对比已有统计模型的基础上,从理论上重点分析了G0分布.运用实测SAR场景中表征不同地物类型的大量数据,从幅度直方图拟合、拟合精度检验等方面深入分析了杂波的统计特性.得出了在目前已有实用的统计模型中,C0分布最适合于描述SAR图像杂波统计特性,它是一种对于均匀、一般不均匀和极不均匀杂波区域建模的通用分布的新结论.因此,以C0分布为杂波模型的目标检测算法具有巨大的应用潜力.     

基于俯仰维信息的机载雷达非均匀杂波抑制方法

 针对机载雷达天线非正侧放置导致的非均匀杂波抑制问题,从利用阵面俯仰维信息的角度出发给出了一类解决方法.本文首先分析了机载雷达阵面非正侧放置情况下待检测距离单元的杂波构成,得到由俯仰副瓣引入的近程杂波是导致杂波非均匀的关键因素这一结论;然后给出了利用俯仰自适应波束形成级联两维空时自适应处理(2D STAP)方法来抑制非均匀杂波,同时从本质上阐述了俯仰-方位-多普勒3D STAP方法在非均匀杂波环境下具有良好杂波抑制性能的内在机理.最后通过仿真验证表明,利用俯仰维信息类STAP方法在非正侧阵导致的非均匀杂波环境下具有良好的杂波抑制性能.     

任意姿态机载PD雷达三维地杂波算法研究

地海面杂波特性对主要采用下视工作方式的机载脉冲多普勒(PD)雷达具有十分重要的影响.本文在具体分析PD雷达工作体制的基础上,详细研究了载机处于任意飞行姿态下,利用三维数字地形高程图和对应地物散射特征分类,模拟产生多频段多极化雷达距离-多普勒杂波图的方法.仿真结果证明了该算法的有效性.     

机载双基雷达3D-STAP杂波抑制方法

机载双基雷达杂波空时分布具有严重的距离依赖性,即其分布随距离（俯仰角）的变化而变化,给杂波抑制带来困难,使传统的二维空时自适应处理（2D-STAP）性能变差。三维空时自适应处理（3D-STAP）利用俯仰维信息,将杂波谱分布由二维拓展至三维,通过在三维空间杂波谱分布的曲面上形成自适应凹口,来对杂波进行抑制。通过分析双基任意构型下的杂波在多普勒频率-水平空间频率-垂直空间频率三维空间中的分布特性,结合双基雷达体制特点,对传统3D-STAP算法进行了改进,使3D-STAP算法适用于双基情况,为双基雷达杂波抑制提供了一种新的思路。仿真表明,在典型双基构型下,与2D-STAP相比,该方法能使杂波脊附近的改善因子提高5dB左右,有效提高了杂波抑制能力,有利于低速目标的检测。     

机载双基STAP非线性时变加权技术的研究

针对机栽双基地雷达杂波的距离相关特性,提出一种新的基于非线性时变加权(NL-TVW)技术的空时自适应处理(STAP)方法用于抑制双基杂波.该方法考虑了双基杂波角度一多普勒频率特性随距离变化的非线性因素,可有效抑制来自远、中及近距离场景中的杂波回波.此外,NL-TVW方法是与数据相关的,可自适应地补偿双基杂波的距离非平稳性而无需了解有关雷达平台或场景的先验知识.仿真结果表明:在不同双基距离的场景下,非线性时变加权法比基于线性时变加权的STAP方法和无任何补偿措施的双基STAP方法有更优的杂波抑制性能.     

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。      

多普勒频谱模糊情况下的星载方位向多通道高分宽幅SAR-GMTI杂波抑制方法

该文提出了一种在多普勒频谱模糊情况下的星载方位向多通道高分宽幅合成孔径雷达地面运动目标检测(SAR-GMTI)系统的杂波抑制方法。首先,利用方位解线性调频对方位向多通道(HRWS) SAR-GMTI系统中的回波进行处理,得到杂波和动目标的粗聚焦图像。然后,将多通道SAR系统的粗聚焦图像表示为矩阵形式,并估计出相应的协方差矩阵。之后,用杂波协方差矩阵构造杂波空间的正交矢量,即最小特征值对应的特征向量。该方法需要一个冗余的通道自由度。由于杂波空间的正交矢量与杂波空间向量是正交的,因此可以用来抑制杂波。最后,通过仿真和实测数据实验结果验证该文所提杂波抑制方法的有效性。      

一种基于多级维纳滤波的多通道SAR动目标检测算法

该文针对机载多通道SAR-GMTI系统及实测数据,提出一种新的地面慢动目标检测算法。新算法利用多级维纳滤波器实现多通道SAR系统杂波抑制,同时结合对角加载技术和非均匀检测器,进一步改善SAR系统在非均匀环境下的动目标检测性能。实测数据实验结果表明:与常规的自适应检测方法相比,新算法能够明显提高系统对杂波的抑制能力及非均匀环境下系统的动目标检测性能。