基于TLS-ESPRIT算法的OTHR瞬态干扰抑制

天波超视距雷达(OTHR)工作于高频波段,电波传播环境复杂,极易受到流星余迹回波等瞬态干扰的影响。目前提出的针对瞬态干扰的抑制方法大多需要预先抑制海、地杂波,复杂度较高,实用性不强。提出了将含瞬态干扰回波数据的频域视为复合正弦信号,使用高分辨算法(TLS-ESPRIT算法等)可以检测出干扰发生位置,再去掉被干扰数据段,并通过加权线性预测恢复有效数据,达到抑制干扰的目的。该方法的优点是干扰检测前无需预先抑制海杂波,实用性较强。仿真结果表明该方法的有效性。     

毫米波雷达对直升机旋翼回波检测研究

 针对毫米波雷达直升机旋翼回波信号能量低以至检测困难的问题,本文根据旋翼回波数学模型分析了旋翼回波、地杂波和目标杂波的时域及频域特性,提出频域杂波滤除后时域检测的思路.针对直升机识别应用的现状,提出通过旋翼回波恒虚警检测保证直升机检测和识别结果信度的思想,研究了频域杂波滤除后杂波剩余和噪声的统计分布,引入滑窗检测将观测向量分为检测单元和杂波干扰参考单元以完成旋翼回波的恒虚警检测.仿真结果表明杂波滤除方法可以有效滤除地杂波和目标杂波,提高检测时的旋翼回波信杂噪比.本文设计的旋翼回波时域检测器可以在信杂噪比较低的情况下完成旋翼回波检测.     

天波雷达电离层污染校正与海杂波抑制

在天波超视距雷达（OTHR）中,舰船目标的多普勒频率与海杂波谱接近,电离层污染会导致海杂波频谱展宽,从而淹没邻近的舰船目标信号。考虑到电离层污染会导致OTHR回波信号的相位缓慢变化,提出了采用相位梯度法对回波信号进行电离层污染校正;利用污染校正后的海杂波可以近似为两个单频信号之和这一特点,提出了应用奇异值分解来实现对海杂波的抑制。仿真结果表明,文中算法可以有效地校正电离层污染,抑制海杂波,显著提高信杂比,从而有效解决强海杂波对舰船目标的遮蔽问题。与现有的HRR—SVD算法相比,文中算法可以适用于相干积累时间较长和电离层污染较大的情况,防止残留的海杂波形成虚警,提高了OTHR对海杂波附近舰船目标的检测能力。     

地波超视距雷达自适应干扰抑制的改进

针对地波超视距雷达探海工作期间高频干扰严重海杂波强的特点,在阵列自适应波束形成时考虑了海杂波约束条件,改进了地波超视距雷达探海工作时的干扰抑制方法.改进方法使得自适应干扰抑制后,回波中一阶海杂波的时域相关特性不会发生破坏而在频域上"虚假"展宽,从而有利于后续处理中进行海杂波滤除和目标检测.最后使用OSMAR2000的实测数据对本文方法进行了检验.     

基于矩阵补全的天波雷达瞬态干扰抑制算法

瞬态干扰持续时间短、强度大,严重影响天波超视距雷达的性能。传统的瞬态干扰抑制方法需要预先抑制海杂波,且只能抑制强瞬态干扰,不能抑制弱瞬态干扰和噪声,该文提出一种基于矩阵补全的瞬态干扰抑制算法,该方法首先利用Teager-Kaiser算子进行瞬态干扰检测,然后将干扰数据剔除,最后利用海杂波和目标回波构成的Hankel矩阵的低秩性,通过改进的低秩矩阵补全算法进行数据恢复。该算法不仅能够抑制强瞬态干扰,而且能同时抑制弱瞬态干扰和噪声,提高了回波信号的信噪比。实测和仿真数据处理结果证明了算法的有效性。     

基于复数据经验模式分解的天波超视距雷达瞬态干扰抑制

针对目前大多数瞬态干扰抑制方法需要先抑制海(地)杂波,计算复杂度高等问题,该文提出了一种基于复数据经验模式分解(CEMD)的天波超视距雷达瞬态干扰抑制方法。该方法在CEMD分解雷达回波信号后,同时完成瞬态干扰的检测、挖除和数据重构。它的主要优点是无需抑制杂波,也不需要通过自回归(AR)模型预测恢复数据,运算量小,实用性强。实测数据处理结果表明:该方法可以有效地抑制瞬态干扰。     

电离层和海态对天波雷达多普勒谱的影响

在Walsh海杂波模型的基础上,结合实测天波超视距雷达(over the horizon radar, OTHR)回波数据,同时考虑海面洋流、电离层垂直运动以及电离层非平稳性引起的相位污染的影响,提出了改进的OTHR海杂波模型。利用改进模型,从OTHR检测舰船速度盲区的角度深入分析了海态和电离层非平稳性对OTHR多普勒谱的影响。仿真数据和实测数据的对比说明了改进模型能够较好的模拟实测海杂波,得出的结论为选择最佳的OTHR工作参数和电离层传播信道提供了理论参考。      

一种基于S变换的高频地波雷达瞬态干扰抑制方法

针对高频地波雷达中出现的瞬态干扰问题,提出了基于S变换(Stockwell transforms)的瞬态干扰抑制方法.首先分析了两次FFT信号处理机制下瞬态干扰的时频特征;然后应用S变换对雷达信号进行时频分析,利用瞬态干扰在时频维扩展性不同的特点,实现瞬态干扰的检测;最后应用三层BP(Back Propagation)神经网络对海洋回波信号进行预测和恢复.该方法避免了海杂波抑制的步骤,具有计算量小、信号损失小的优点.现场实测数据分析表明,该方法能够有效抑制瞬态干扰,使回波多普勒谱信噪比提高达10dB,有效提高了雷达的抗干扰能力.     

基于回声状态网络的OTHR海杂波抑制方法

在短相干积累时间(CIT)情况下,天波超视距雷达(OTHR)中低速目标检测很困难:低速目标靠近强大的海杂波频谱;短CIT导致多普勒分辨率低,使目标信号与海杂波更难区分。传统方法一般利用海杂波与目标信号的时频特征不同来抑制海杂波,目标速度较高时这些方法很有效,然而在短CIT、低速目标情况下目标与海杂波信号的时频特征的区分度很小,使得传统方法难以有效抑制海杂波。针对上述问题,考虑到海杂波与目标信号具有不同的动力学特征,提出一种基于回声状态网络的天波雷达海杂波抑制方法。该方法首先用海杂波参考信号训练回声状态网络,使该神经网络"记住"海杂波的混沌动态特征;然后用前述训练好的网络重构和预测天波雷达回波中...     

鸟群类自然干扰目标的雷达探测与识别

鸟群目标形成的干扰通常被划分为自然界杂波干扰的一种,但鸟群回波与通常的杂波干扰如地杂波、海杂波以及气象杂波不同,鸟群目标具有一定的速度、高度,容易形成一定的航迹,传统的MTI以及MTD雷达通常无法滤除鸟群目标。本文研究了鸟群的雷达目标特性以及雷达探测识别技术,对鸟群目标的RCS特性、雷达回波特征以及雷达探测特点进行了仿真分析,仿真结果可以为鸟群目标的雷达探测与识别提供帮助。     

Transient interference excision in over-the-horizon radar using adaptive time-frequency analysis

The performance of over-the-horizon radars (OTHRs) degrades significantly due to transient interferences such as lightning, meteor echoes, and man-made impulse bursts. The conventional techniques used to suppress these transient interferences generally follow a simple time-domain procedure which first localizes the transient, sets the corrupted time samples to zero, and follows by data reconstruction via interpolations. However, for an OTHR operation with a short coherent integration time (CIT) of a few seconds, the transient interference may corrupt a significant portion of the received data such that data interpolation can become erroneous. In this paper, a new transient interference excision technique is proposed. It utilizes the adaptive time-frequency analysis technique to parameterize the radar signal. The transient interference can then be identified and subsequently removed via their characteristic parameters. No data interpolation is needed. The performance of the proposed technique is illustrated by simulated and experimental OTHR data.     

高频地波OTH雷达二阶海杂波分析及模拟

由于具有良好的军事应用前景和诱人的民用潜力，高频地波超视距雷达越来越受到世界各国的高度重视。对于工作在短波波段的高频超视距雷达，有用目标的检测是在强大的海杂波背景下进行的，当海态充分发展时，其中二阶海杂波便成了目标检测的主要干扰背景。本文在对高频雷达二阶海杂波产生机理分析的基础上，重点讨论了二阶海杂波的模拟方法，从海杂波产生机理的角度实现了是海杂波的模拟，并与实测的海杂波频谱进行对比分析，验证了模拟方法的有效性。     

一种天波雷达瞬态干扰抑制方法

瞬态干扰是天波超视距雷达中一类常见的干扰,会降低雷达目标的可检测性,需要加以抑制。文中分析了雷达接收回波的多普勒频率稀疏性,建立了由潜在回波信号构成的过完备字典,使得雷达接收回波在该字典下有稀疏表示形式,同时提出了基于压缩感知的天波雷达瞬态干扰抑制方法。该方法利用压缩感知重构雷达接收回波,由其代替瞬态干扰位置上的原始信号,从而实现瞬态干扰抑制。实测数据处理证明了该文方法的有效性。     

天波超视距雷达海杂波的混沌动态特性分析

利用替代数据法对实测回波信号进行非线性检验,Cao方法进行相空间重构、Rosenstein小数据量法计算最大Lyapunov指数、改进的格拉斯伯格-庞加莱算法(GPA)计算Kolmogorov熵以及局部可预测性检验研究了高频天波雷达(OTHR)海杂波的混沌动态特性。仿真计算表明:实测的高频天波雷达海杂波吸收子具有稳定收敛的关联维数、正的最大Lyapunov指数和正的Kolmogorov熵以及具有局部可预测的特性,验证了高频雷达海杂波确实来自于一个低维混沌系统。利用方差分析初步讨论了电离层对回波混沌特性的影响,研究表明:电离层将对回波混沌特性产生显著的影响。这些结论对高频雷达目标探测和海杂波建模研究都具有重要意义。     

基于信号阻塞矩阵检测OTHR舰船目标

为了提高天波超视距雷达目标检测效能,实战中要求在短相干积累条件下检测舰船目标。但是短相干积累时间会导致回波谱的多普勒分辨率降低,增加从强大的海杂波中检测出舰船目标的难度。针对这一问题,提出了一种基于信号阻塞矩阵检测海面舰船目标的新方法。该方法通过构造阻塞矩阵对海杂波进行抑制,使舰船目标最终显现出来。与传统的Root海杂波迭代对消法相比较,新方法不需要估计信号的幅度和初相,缩短了计算时间,减小了估计误差,且能在低信噪比或目标多普勒频率靠近一阶Bragg峰的情况下获得更佳的目标检测性能。以上结论和比较得到了模拟和实测数据的验证。     

舰载无源综合脉冲孔径雷达干扰抑制

该文对舰载无源综合脉冲孔径雷达工作中的射频与非平稳多径干扰性质进行了分析。在此基础上,根据射频干扰相关性质,使用拉伸处理后部分正距离单元和所有负距离单元内的回波数据,利用距离余弦加权估算待检单元内射频干扰统计特性,然后根据干扰功率强于雷达回波的先验信息,对待检单元回波进行特征分解后滤除干扰成分。同时,针对多径传播产生的非平稳干扰,在保持海杂波主成分统计特性不变条件下,通过构造空域与快时间域的二维滤波器对非平稳干扰进行抑制。最后,实测数据结果表明了分析与方法的正确有效性。