自适应距离单元积累检测法及其应用

本文提出了一种宽带毫米波雷达体制下,基于高分辨一维距离像的强地物杂波背景中目标检测新方法－自适应距离单元积累检测法。该方法表明：宽带信号提供的高径向分辨力使雷达对目标进行一维距离成像成为可能,一维距离像反映了目标强散射中心的空间分布特性,在目标检测时利用不同径向单元内的强散射中心能量进行横向积累,可以提高信杂比,从而改善检测性能。     

一种超宽带雷达信号检测方法

本文提出一种新的频率步进超宽带高分辨雷达信号检测方案,即先从目标距离像中提取强散射中心,再进行广义似然比检测。进而研究了从目标的一维距离像中提取强散射中心算法,分析了检测器结构和性能。     

一种距离扩展目标的Hough变换检测器

针对宽带雷达信号得到的距离扩展目标在有较大运动速度时积累检测困难的问题,该文提出一种基于Hough变换的检测器(HTD)。利用距离扩展目标高分辨距离像信号的相邻回波之间信号具有较大相关系数这一特点,在互相关序号与相关时间2维平面使用Hough变换进行积累来检测目标。理论推导表明Hough变换检测器不需要目标散射中心分布的先验知识和目标的运动信息,具有恒虚警(CFAR)性能。计算机仿真实验表明Hough变换检测器具有比不依赖散射中心分布信息的广义似然比(NSDD-GLRT)检测器更好的检测能力。     

基于逆Radon变换的微动目标重构研究

目标微动对雷达回波的调制效应包括微多普勒调制、高分辨像调制和RCS调制等。根据单频和线性调频信号下典型微动目标的电磁回波模型,分析了微动在单频回波和高分辨距离像上的调制特性,在研究了微动目标的微多普勒时频图以及距离像-时间序列图的调制规律后,提出了基于逆Radon变换重构微动目标二维强散射中心分布的方法,对于微动目标利用回波高分辨距离像序列和时频分布图实现了目标二维重构,通过对仿真实验和暗室测量数据实验验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

基于FRFT的大型平稳目标ISAR成像算法

逆合成孔径雷达(ISAR)通常忽略越距离单元走动(MTRC),采用距离多普勒(RD)算法进行ISAR成像.但对于高分辨ISAR成像雷达,当目标尺寸较大时,距目标中心较远的散射点会产生MTRC,从而导致ISAR像质量下降.为避免散射点的MTRC,本文提出了一种基于分数阶傅立叶变换(FRFT)的ISAR成像算法.从多普勒域看,MTRC是由信号频率和多普勒频率耦合引起的.本文算法以此为基础,利用FRFT的Chirp-multiplication性质对多普勒域进行尺度变换,实现信号频率与多普勒频率的解耦合,获得目标横向像,然后利用IFFT进行径向压缩,无需越距离单元走动校正即可获得清晰的ISAR像.该算法不需要已知目标的转动信息,实现简单,而且计算量与RD算法相当.仿真数据和暗室测量数据验证了算法的有效性.     

高分辨距离像稀疏表示的原子构造与算法研究

在稀疏成份分析的框架下,根据雷达目标在高频区的电磁散射特性,给出了高分辨一维距离像稀疏表示的原子信号构造方法。利用原子信号的结构特点,提出了计算稀疏解的快速算法,计算过程中不需存储系数矩阵,降低了对存储单元的要求。数值结果表明,该算法能从较低分辨率的测量数据中获得高分辨的一维距离像,从而较准确地估计出散射中心的相关参数。     

基于和差波束的三维ISAR成像技术

针对大带宽、高分辨的雷达信号,同一距离单元多个散射点复数叠加,导致传统基于一维距离像比幅测角的三维成像方法效果较差。提出了一种基于逆合成孔径雷达(ISAR)成像的三维成像方法,根据同一距离单元内多个散射点多普勒的不同,利用ISAR成像方法对多个散射点进行分离,在图像配准的前提下对和差信号ISAR像素点进行比幅法测角,最后,剔除角闪烁点及误差较大的散射点,对图像进行重构及合成得到三维ISAR像,同时完成目标定标。实测点目标及飞机目标的处理结果表明了本文方法较传统方法成像质量有较大改善,验证了方法的有效性及可行性。     

基于逆滤波的宽带线性调频雷达MTD技术

影响宽带线性调频雷达运动目标检测的两个核心问题是多周期脉冲间散射中心的越距离单元走动（MTRC）以及扩展目标在高分辨距离单元间的能量分散。在分析宽带线性调频脉冲串回波信号多普勒效应的基础上,将每个子脉冲回波经过逆滤波转化为窄带信号,通过窄带匹配滤波降低距离分辨率对多散射中心的能量进行相参积累,同时避免了越距离单元走动问题。然后利用脉冲多普勒思想对低分辨的脉冲串信号进行二次相参积累,实现运动目标检测（MTD）。最后通过仿真实验验证了算法的有效性,结果表明该算法对存在多个强散射中心和速度较大的目标能够有效提高相参积累信噪比和测速精度。     

基于频域稀疏非均匀采样的雷达目标一维高分辨成像

 雷达目标的高分辨距离像具有稀疏和可压缩的特点,可以在频域进行稀疏非均匀采样获得目标的宽带散射数据,再通过恰当的信号处理手段得到一维高分辨像.本文描述了基于频域稀疏非均匀采样的雷达一维成像数学模型,从参数估计的角度比较了稀疏非均匀采样与均匀采样的成像性能,提出了非均匀采样点选取方法;分别应用参数估计方法和稀疏像重构方法实现了基于频域稀疏非均匀采样的雷达目标一维高分辨成像.采用暗室测量数据比较了两种方法的性能,验证了频域稀疏非均匀采样在降低数据量、提高分辨力方面的优势.     

A novel maneuver detector based on back propagation neural network

Target maneuvering is always accompanied with rapid attitude variations, which are helpful to achieve high cross-range resolution for coherent pulse radar. In this paper, the high resolution Doppler profile (HRDP) is first formulated. The principle of maneuver detection using HRDP is then fully exploited. The difference of target attitude rates between nonmaneuvering and maneuvering motion mode is analyzed. Due to the nonstationarity of HRDP, the maneuver detection problem is reformulated as a pattern classification problem, where nonmaneuvering and maneuvering motion mode are distinguished. A novel detector is then developed based on the back propagation neural network. Two novel indices for performance evaluation are proposed. They reflect the dynamic performance of the maneuver detector more reasonably than the classical index, average detection delay. Finally, the simulation results show that the proposed detector possesses low detection delay and high detection probability.     

适合于大型平稳和机动目标的成像算法

逆合成孔径雷达成像一般采用距离-多普勒(R-D)成像方法[1],在这方法中,距离走动一般不予考虑,实际当目标较大,目标周围散射点通常发生较大的距离走动,我们已经提出一种距离走动校正方法[2]但是这种方法一般要求散射点分布比较稀疏,且多普勒走动不严重,对于机动目标,这方法就失效了,为此,我们提出,根据低分辨回波或高分辨回波,对目标中心或重心对准聚焦后,在目标数据域通过时间的尺度变换,即通过keystone插值的方法(或者方位向DFT-IFFT,或方位向SFT-IFFT),校正距离走动,距离压缩后(IFFT),对平稳飞行目标,只需要方位压缩(方位FFT),就可获得目标像,对机动目标,要分距离单元进行时频分析,可以采用已有的瞬时成像方法,获得距离一瞬时多普勒动态像,仿真数据和实测数据的处理表明这种方法是有效的.     

A new Doppler ambiguity resolution technique for SAR data based on SPECAN processing

In this paper, we describe an approach for Doppler ambiguity resolution. This approach adopts the fact that unwrapped Doppler centroid is a linear function of range frequency for a given antenna squint angle. On this basis, an alternative azimuth compression method is addressed and performed in range frequency domain to accumulate target energy in the azimuth direction. The resulting trajectories behave as some straight lines with the average slope proportional to absolute Doppler centroid. This slope can be well estimated by image-contrast methods. Theoretical analysis and real measured SAR data show that the proposed approach works well in high- and relatively low-contrast scenes.     

线性调频连续波激光雷达探测原理分析

介绍了线性调频连续波激光雷达的系统结构,量化分析了探测原理、距离分辨率及多普勒效应。分析表明,该雷达具有优良距离分辨能力,目标的距离及速度信息分别包含于中频信号的初始频率和中频调频斜率之中;通过仿真实验直观说明了比值带宽对目标速度测量影响,应采用非平稳信号处理解算目标信息。     

频率步进与脉冲多普勒复合兼容性设计

研究基于圆锥扫描体制下，频率步进与脉冲多普勒（PD）复合的兼容性设计．从理论上分析了频率步进与脉冲多普勒信号的选择方法，探讨了两种体制转换的工程算法及其实现，并通过外场试验对毫米波导引头系统在频率步进和脉冲多普勒模式下分别对静止目标和运动目标的最大作用距离与圆锥扫描测角进行实验验证，结果表明频率步进与脉冲多普勒复合体制下的静动目标距离分辨与测角是可行的．     

基于压缩感知理论的多普勒解模糊处理

多目标的多普勒解模糊处理是低脉冲重复频率(PRF)雷达的关键技术之一,论文提出一种新的基于压缩感知(CS)理论的多普勒解模糊处理方法,利用多重PRF方式下相参处理间隔内的时域欠采样特性及多普勒频谱的稀疏特性,构造了多普勒解模糊的CS模型,采用正交匹配追踪(OMP)算法直接估计出无模糊多普勒谱的幅度响应,可实现PRF分组参差方式下对多个目标的解多普勒模糊处理,仿真结果验证了算法的有效性。     

宽波束高频雷达的超分辨率时-空级联处理

针对在宽波束高频雷达目标探测中传统傅立叶变换频谱分析方法多普勒分辨率较低的问题,提出了一种全超分辨率的时-空域级联信号处理方法.首先利用多重信号分类(MUSIC)算法获得频域超分辨率谱估计,构造出相应于各信号频率的信号子空间,将原始信号向各子空间进行投影变换以获得相应于各信号频率的阵列快拍,然后利用其进行空域超分辨率谱估计,获得相应的到达角.利用该方法能有效地采用短相干积累时间进行多目标的频率-到达角参数估计,从而有效地提高了宽波束高频雷达的目标探测和跟踪性能.数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

一种稳健的雷达成像超分辨算法

在机动目标的ISAR成像情形下,由于目标散射点回波信号的多普勒频率不再保持恒定,此时若用常规的超分辨算法来提高横向距离分辨率,则由于模型误差将使得算法性能下降或失效。该文采用上述情形的多普勒频率的分段一阶近似模型,在此基础上,提出一种基于推广RELAX算法的线性调频信号参量估计方法。文中同时给出了数值模拟结果。     

宽带运动目标回波的多普勒特性模拟方法

宽带雷达系统测试和性能评估中目标信息模拟精度和分辨率要求很高。针对宽带线性调频雷达运动目标的回波脉冲内多普勒频率呈现线性调频（LFM）变化特征、回波脉冲之间具有时移分布和相位相干特性的问题,采用基于数字射频存储（DRFM）系统的回波脉冲内LFM多普勒频率调制、多回波相参脉冲信号之间时移模拟的方法。探讨了基于宽带DRFM系统的高精度和高分辨率的运动目标多普勒频率信息实时模拟方法。采用仿真分析和实验验证方法,证实算法性能,运动目标的多普勒频率模拟精度/分辨率在特定条件下可达到Hz级。     

变抽样率处理技术及性能

提出了一种处理线性调频信号的方法,该方法可有效地从强地杂波中检测出目标信号,并应用于分辨多运动目标。文中对变抽样率处理技术的检测性能和多运动目标分辨能力进行了分析和仿真,认为影响其分辨能力的因素除了地杂波之外,主要是变抽样率处理后剩余多普勒频率所造成的旁瓣影响小目标的分辨。仿真结果表明该方法是可以在强地杂波中检测出目标信号,并分辨多运动目标的。