基于Keystone变换高速目标的测速

宽带雷达利用脉冲串测速时,高速运动目标在脉冲串内通常移动超过多个距离分辨单元,无法直接积累获取速度信息,同时在宽带雷达中,即使目标速度恒定不变,目标的多普勒频率也会随着雷达信号频率的变化而变化,此时利用多普勒频率信息估计目标的速度必然会受到影响.针对宽带脉冲多普勒雷达测速的特点,提出了一种基于Keystone变换的测速方法,能有效解决目标越距离单元徙动和多普勒谱展宽,仿真证明该测速方法能达到很高的测速精度,有一定的应用价值.     

频率步进和脉冲多普勒复合测速研究

毫米波频率步进(Step-Frequency)雷达是一种距离高分辨率雷达.实现运动目标的距离高分辨必须进行运动补偿,故提出了一种基于频率步进和脉冲多普勒体制复合测速的方法.仿真结果表明该方法测速精度高,抗噪性能好,算法简单,速度快.     

一种调频步进雷达目标的运动补偿方法

介绍了调频步进雷达中多普勒效应对距离像的影响,分析了在调频步进雷达中进行运动补偿的思路,在此基础上提出了一种采用频率步进雷达中最小脉组误差准则的速度估计方法对调频步进雷达中运动目标进行速度估计和补偿的方法。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法具有可行性,并兼有测速精度高、抗噪声性能强的优点。     

高速高机动弱小目标检测方法研究

本文针对高速高机动弱小目标检测中的距离走动和多普勒走动问题,提出一种多普勒频率补偿加尺度变换的目标检测方法.首先通过多普勒频率估计构建多普勒频率补偿函数,消除速度引起距离走动的影响,其次采用尺度变换方法消除多普勒调频率的影响,从而使积累时间不再受目标运动的限制.该方法无需多普勒调频率估计,解决了传统弱小目标检测方法中多普勒调频率估计准确性问题.在进行多普勒频率估计时,提出一种无模糊多普勒频率估计方法,该方法避免了模糊因子估计,大大减小了计算量,同时降低了对输入信噪比的要求,且有利于多目标情况.仿真结果验证了所提方法大大提高了高速高机动弱小目标的检测性能.     

基于多普勒扩展补偿的FDA-MIMO雷达运动目标检测

频控阵-多输入多输出(FDA-MIMO)雷达在检测运动目标时,由于发射阵元间的频率偏移与目标的速度耦合,因此在慢时间维出现严重的多普勒扩展,进一步造成各接收通道的信号能量无法相干累积,极大降低了系统的检测性能。针对此问题,该文提出一种基于多普勒扩展补偿的FDA-MIMO雷达运动目标检测算法。首先建立了FDA-MIMO雷达运动目标的回波模型,分析了频偏带来的多普勒扩展问题;然后在给出最大似然接收机模型的基础上,提出一种基于插值滤波的重采样算法来补偿FDA-MIMO雷达在检测运动目标时引起的多普勒扩展。仿真结果表明:该文所提算法在抑制多普勒扩展的同时,能够补偿子目标回波在距离维的跨单元走动,实现信号能量的相参累积。      

基于变标处理和分数阶傅里叶变换的运动目标检测算法

针对线性调频脉冲压缩雷达检测高速和加速运动目标时受到距离徙动和多普勒频率徙动的影响,首先建立了回波信号模型,分析了回波信号徙动的特点,然后提出了一种基于变标处理和分数阶傅里叶变换的运动目标检测算法.该算法利用变标处理补偿距离徙动,利用分数阶傅里叶变换补偿多普勒频率徙动.仿真分析表明本文所提算法能够实现距离徙动和多普勒频率徙动的补偿,提高雷达对高速和加速运动目标的检测性能.     

毫米波超近程LFMCW雷达运动目标参数估计

毫米波超近程线性调频连续波(LFMCW)雷达运动目标参数估计新方法,可以在加速度运动目标环境中有效估计出目标的加速度、速度和距离参数。该方法能够对加速度运动目标多普勒信号进行加速度补偿,解决目标多普勒频谱畸变现象和LFMCW雷达固有的距离速度耦合现象,达到改善加速度运动目标的检测性能和提高参数估计精度目的,且算法稳健,运算量小。算法通过仿真分析,评估了加速度运动补偿前后的效果,证明了算法的有效性。该方法可用于针对毫米波超近程LFMCW雷达信号处理快速、准确的参数估计。     

一种基于FFT和对称性的目标运动补偿新方法

运动补偿是频率步进雷达应用中的难点之一,文中首先分析了频率步进雷达多普勒效应对距离像的影响,并根据频率步进雷达中常见运动补偿方法的优缺点,提出了一种运用快速傅里叶变换（FFT）处理和频谱的对称性相结合进行速度估计和补偿的方法,并对单散射点和多散射点模型的速度估计原理进行了分析和推导,解决了多散射点模型中交叉项对速度估计影响的问题。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法具有可行性,并兼有测速精度高、运算量小、抗噪声性能较强的优点。     

基于相邻互相关函数-参数化中心频率-调频率分布-Keystone变换的无源雷达机动目标相参积累方法

延长积累时间可以有效提高无源雷达的目标探测能力,但是对于高速机动目标,其速度、加速度、第二加速度等因素导致现有的检测算法在积累过程中发生距离徙动(RM)和多普勒频率徙动(DFM),使得目标检测性能恶化。该文针对无源雷达中变加速运动目标的长时间相参积累问题,提出一种基于相邻互相关函数(ACCF)-参数化中心频率-调频率分布(PCFCRD)-Keystone变换(KT)的相参积累算法(ACCF-PCFCRD-KT)。首先给出无源雷达中变加速运动目标的回波模型,分析了目标速度、加速度和第二加速度对相参积累的影响。针对目标第二加速度引起的多普勒频率弯曲,采用ACCF降低了距离和多普勒频率徙动的阶数,而后利用PCFCRD估计出目标加速度和第二加速度参数,在补偿了目标加速度和第二加速度引起的2次和3次徙动后,利用KT校正目标速度引起的线性徙动,并实现目标回波的积累。仿真结果表明,该算法可有效补偿无源雷达中目标运动导致的RM和DFM,对变加速机动目标的积累效果显著优于现有算法。     

一种基于FFT处理的目标运动补偿新方法

分析了频率步进雷达中多普勒效应对距离像的影响,并根据频率步进雷达中常见运动补偿方法的优缺点,提出了一种运用快速傅里叶变换处理和搜索频谱最大值位置相结合进行速度估计和补偿的方法;对单散射点和多散射点模型的速度估计原理进行了分析和推导,解决了多散射点模型中交叉项对速度估计影响的问题.理论分析和计算机仿真结果表明.该方法具有可行性,并兼有测速精度高、运算量小、抗噪声性能较强的优点.     

基于期望最大化算法的捷变频联合正交频分复用雷达高速多目标参数估计

参数估计对雷达的目标检测和识别有着重要的意义。该文提出了一种基于期望最大化(EM)算法的捷变频联合正交频分复用(FA-OFDM)雷达高速多目标参数估计方法。首先,将窄带正交频分复用(OFDM)信号与传统捷变频雷达相结合,在每个脉冲宽度内同时发射多个载频随机跳变的子载波。然后,对单个脉冲内所有子载波的回波进行脉冲压缩和稀疏重构处理,得到1维高分辨距离。进一步地,将多个目标在不同脉冲时刻的高分辨距离信息构成观测数据,建立混合高斯模型。采用EM算法对模型参数和多个目标的距离、速度进行估计,并同时拟合多条时间-距离直线。直线斜率对应目标速度,直线纵轴截距对应目标初始距离。最终,分别分析了信噪比(SNR)对检测概率以及目标速度对相对估计误差的影响。仿真实验验证了所提算法的有效性。     

一种脉冲多普勒雷达解距离模糊的新算法

脉冲多普勒雷达在信号检测时存在距离模糊和速度模糊的问题，为了解决模糊问题，在体制上雷达一般采用多重脉冲重复频率（PRF）的工作方式。对于这种体制的雷达，人们已经给出了多种解模糊算法。本文主要阐述了一种解距离模糊的新方法及其实现步骤，并给出了利用该算法解距离模糊的仿真结果。     

双载频步进频率雷达精确速度测量方法

步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行测量以补偿其影响。该文提出基于单个步进频率脉冲串的共轭法速度测量方法,然后提出一种同时发射双载频步进频率信号的速度测量方法,并分析了其潜在测量精度。理论分析和仿真结果证明,两种方法相结合不仅具有普通步进频率信号的高距离分辨率等优点,而且具有速度测量无模糊测量范围大、测量精度高的特点,可以利用速度测量值补偿目标一维距离像的距离移动和失真,从而同时实现高速目标的速度精确测量和高分辨成像。     

Discrete frequency-coded radar signal design

A modified simulated annealing algorithm (MSAA) is proposed as combinatorial multivariable optimisation technique to design discrete frequency-coding (DFC) sequence sets with good auto- and cross-correlation properties. The proposed algorithm is a combination of simulated annealing and Hamming scan algorithm. MSAA has global minimum estimation capability of simulated annealing and fast convergence rate of Hamming scan algorithm. Some of the synthesised results are presented, the properties of the sequence sets are shown to be better than the other sequence sets known in the literature. Synthesised DFC sequence sets have properties far better than polyphase sequence sets. The synthesised DFC sequence sets are promising for practical application to netted radar/multiple radar systems.     

LFMCW雷达运动目标距离与速度超分辨估计

超分辨谱估计算法能得到比传统周期图法高得多的分辨率,针对LFMCW雷达动目标检测问题,本文提出一种基于状态矢量空间方法的LFMCW雷达距离与速度超分辨估计方法。文中介绍了状态矢量空间方法的基本原理并分析了三角LFMCW雷达上、下扫频段差频信号的特点,使用基于状态矢量空间方法估计差频信号频谱,同时给出了相应的运动目标距离与速度的估计算法。该算法解决了LFMCW雷达动目标去耦问题,与传统FFT方法相比提高了运动目标距离与速度的分辨率和估计精度。仿真结果证明了该算法的有效性。      

SAR振动目标成对回波聚焦的改进Keystone变换算法

在高分辨率SAR成像中,成对回波是振动目标典型的多普勒特征,常规聚焦成像算法处理后会出现散焦现象,不利于对目标振动参数的分析。本文提出了一种振动目标成对回波的聚焦算法。在推导振动目标二维频域解析式基础上,采用Keystone变换进行徙动校正,接着在距离-多普勒域中完成二次相位误差补偿,实现了振动目标与静止目标的同时聚焦。该方法不需要振动目标先验知识,适合对不同振动状态下多目标成对回波的聚焦,点目标仿真验证了算法的有效性      

多载波雷达的单次回波速度估计方法

该文分析了多载波雷达信号静止目标和运动目标的回波模型,利用各个子载波上多普勒频率间的特殊关系,提出了分别在单散射点和多散射点目标模型下单次回波的速度估计方法,该方法将各个载波自相关处理后的数据进行非线性最小二乘估计测量速度。给出了相应的实现框图,分析了速度估计方法的理论精度和复杂度。理论分析和仿真结果表明该方法运算量小,灵活简便,且是有效的。     

一种用于密集强弱目标速度高分辨估计的IAA-MCapon算法

由于分辨精度有限以及易受目标能量强弱的影响,基于Fast Fourier Transform(FFT)的算法不能对位于同一距离单元的密集强弱目标进行有效的速度估计.基于此,本文采用基于协方差矩阵迭代自适应(Iterative Adaptive Algorithm,IAA)的改进Capon(Modified Capon,MCapon)算法对密集强弱目标速度参数进行高分辨估计.该方法首先采用Keystone变换进行距离走动校正,然后利用目标所在的距离单元数据进行协方差矩阵重构,接着利用MCapon方法使得密集强弱目标信号幅度输出均为常数1,最后实现了速度的高分辨估计,在保持高分辨的同时提高了稳健性.理论分析和实验仿真结果表明,所提方法可对包络校正后位于同一距离单元的密集强弱目标径向速度参数进行有效的高分辨估计,估计性能优于FFT类方法及子空间投影方法.     

多目标速度估计的分布式MIMO雷达资源分配算法

为了提高分布式MIMO雷达的多目标速度估计精度,该文分析了发射功率和信号有效时宽对估计精度的影响,进而提出一种将两者联合优化的资源分配算法。首先,以最小化目标速度估计的克拉美罗界(CRLB)最大值为目标函数,建立了包含发射功率和信号有效时宽两个优化变量的优化模型,然后采用连续参数凸估计(Sequential Parametric Convex Approximation, SPCA)算法对这个非凸的优化模型进行求解。最后,仿真结果表明利用所提算法进行资源分配能明显提高目标速度的估计精度。此外,仿真结果表明信号有效时宽对目标速度估计精度的影响大于发射功率。     

低信噪比下离散频率编码波形脉冲信号联合积累检测算法

雷达电子侦察环境下,非合作目标发射的离散频率编码(DFC)波形信号具有低截获、抗干扰的特性,在低信噪比(SNR)条件下传统方法难以实现波形的稳健积累及准确的脉冲检测,容易造成数据漏检与情报缺失。针对以上问题,该文提出一种联合的积累检测算法,该算法通过相关积累和非相干积累的联合处理实现了低信噪比下稳健脉冲信号包络的获取,并利用双向恒虚警(CFAR)检测和脉冲沿判决准则抑制了突跳噪声对脉冲检测的影响,实现了准确而稳健的脉冲到达时间和脉冲宽度的估计。相比于常规算法,该文在不需要任何先验信息的条件下能够实现离散频率编码波形信号的准确检测,检测虚警率低且具有良好的稳健性。仿真实验验证了所提算法的有效性和稳健性。