基于模糊函数和粒子群优化的认知天波雷达波形设计

为减少海杂波对舰船目标遮蔽的影响、提升天波超视距雷达(OTHR)的探测性能,提出了一种基于模糊函数和粒子群优化的认知天波超视距雷达(CSWOTHR)发射波形设计方法.首先基于CSWOTHR闭环自适应工作原理,分析了CSWOTHR发射信号参数对舰船目标检测的影响;然后构建回波信号信杂比(SCR)与发射波形和杂波之间的数学关系,并以最大SCR作为目标函数,利用粒子群优化(PSO)算法估计线性调频连续波(LFMCW)信号的各项参数;最后给出了CSWOTHR发射波形设计流程.仿真结果表明,在中等海况海杂波背景下,采用该发射波形设计方法的CSWOTHR大中型舰船目标回波信号质量得到了提升,系统检测性能明显提高.     

基于时域滤波信号重组的抗切片式干扰方法

基于数字射频存储器(DRFM)的切片式干扰同时兼具压制性和欺骗性的特点,对雷达的目标检测造成巨大威胁.为此提出了一种基于时域滤波信号重组的抗切片式干扰方法.首先针对噪声乘积调制的切片式干扰,在时域上计算检测门限来判断干扰带并置零;然后对干扰抑制后的回波信号和雷达发射信号进行重组;最后将重组后的回波信号与发射信号进行脉冲压缩得到真实目标.仿真结果表明,该方法能有效地抑制切片式干扰并抑制距离旁瓣.     

水下目标回波与混响的分数阶Fourier域盲分离

海底混响是水下掩埋目标探测的主要干扰,而掩埋层对声波的吸收导致声散射回波信号微弱。针对强干扰下的弱信号分离的问题,研究了目标声散射回波与混响在最佳分数阶Fourier变换域中的能量聚集性差异,提出了目标回波与混响的分数阶Fourier域盲分离方法。推导了目标几何声散射成分与混响在最佳分数阶Fourier域的能量分布特性,通过在最佳分数阶Fourier域构建广义相关矩阵构建目标函数,分离出目标回波声散射信号。仿真与数据处理结果表明:分数阶Fourier域盲分离算法分离出了目标声散射信号,提高了目标回波信号的信混比;与时频域盲分离算法相比,避免了在时频面上对目标自项时频点的选取,低信混比下分离效果好。     

基于雷达图像的运动目标形态检测及跟踪技术

运动目标的检测与跟踪在实际中应用广泛。对于低空高速运动目标的检测与跟踪常常面临目标信号微弱和地物干扰严重等问题。基于某型飞机着陆雷达回波图像,提出并采用滑动窗口形态匹配算法对帧差的灰度图像进行目标检测,同时采用二次匹配算法分离出微弱信号目标,去除假目标干扰。之后再结合多帧图像进行航迹关联,去除静止地物等目标干扰,实现运动目标的跟踪。实际测试表明:该处理流程算法简单,处理一帧的时间短,可以检测到极其微弱的目标信号,有效抑制各种干扰,捕捉目标的反应时间短,实现了运动目标的实时检测、准确定位和无丢失跟踪。     

多站雷达主瓣干扰抑制方法研究

主瓣压制式干扰是现代电子战中雷达所面临的重要干扰样式。在多站雷达系统下,由于干扰机宽波束的特点,各接收站接收到干扰信号是高度相关的,而目标在各探测方向上的散射特性不同,在各接收站中的回波信号是相互独立的。根据这一空间散射特性的差异,该文提出一种基于幅度比特征的多站雷达主瓣干扰抑制方法。在各接收站进行时间对齐后,对各时刻点的回波信号计算幅度比,将时域信号转化到幅度比特征域,在该特征域中,干扰的相关性导致其在背景中被“平滑”,目标回波的独立性使目标“凸显”。最后,在幅度比特征域设定固定门限,对目标进行恒虚警检测。仿真实验验证了该方法能够有效地抑制主瓣压制式干扰,并可改善主瓣干扰条件下的目标检测性能。     

线性预测盲源提取算法应用于阵列雷达的分析

通过深入分析阵列雷达的杂波/干扰抑制问题,提出应用基于线性预测的有噪盲源提取算法来提取阵列雷达的回波信号,实现杂波/干扰的同时抑制,最终提高阵列雷达的目标探测能力。在建立逼真的阵列雷达接收信号模型的基础上,通过仿真分析了该算法提取阵列雷达回波的能力和改善阵列雷达的目标探测能力。结果表明,该算法提取雷达回波信号的效果理想,平均相关系数大于0.93;当运动目标的归一化多谱勒频率大于±0.1 Hz时,阵列雷达的检测概率接近1,验证了该算法的可行性和有效性。     

机载预警雷达STAP-TBD技术研究

针对机载预警雷达在强地/海杂波环境下的微弱目标检测问题,研究了基于动态规划的空时自适应处理级联检测前跟踪(STAP-TBD)技术.首先建立了空时二维杂波数学模型并给出了STAP-TBD广义似然比检测模型,通过STAP处理获得单帧最优输出信杂噪比,并运用动态规划法对连续帧数据进行积累,最后利用广义似然比检测完成对目标的有效检测.仿真结果表明,STAP-TBD技术具有在强杂波背景下检测微弱目标的能力.     

基于自适应小波阈值的超声信号消噪

在铝合金锻件的超声无损检测中为了消除晶粒散射引起的相干噪声，通过建立缺陷回波检测数学模型，提出了一种基于新阈值函数的Stein无偏风险估计自适应消噪方法.利用新的阈值函数得到离散小波变换各尺度下的小波系数，对小波阈值进行最小均方误差意义上的迭代，基于小波系数估计值进行离散小波反变换以得到信号的估计值，通过反复迭代运算得到缺陷回波的最优消噪模型.对含缺陷铝合金锻件的超声信号处理实验结果表明，与常用的固定硬、软阈值相比，自适应消噪方法能够更好地去除散射噪声及增强缺陷信回波信号.     

预警雷达杂波抑制和微弱运动目标检测算法

针对预警雷达探测弱运动目标的杂波抑制和运算量大的问题,提出利用信号空间分离的抑制杂波算法,利用盲信号处理技术将回波信号分离成雷达弱运动目标信号和强背景杂波信号,有效地抑制了杂波;提出了利用动态规划法探测微弱目标的改进算法,在帧间循环递归中,针对来袭目标确定状态转移区域,并引入各级判决门限,丢弃部分虚警目标轨迹,减少了计算量.仿真结果表明,此方法能降低运算量,抑制杂波,有效地检测微弱运动目标,具有较好的检测性能.     

一种低分辨率雷达编队目标回波仿真方法

针对低分辨率雷达回波含有架次特征信息的状况,提出一种回波仿真方法.选用辛格函数作为散射中心函数,由多个散射中心函数的加权和逼近目标冲激响应,将发射信号与目标冲激响应卷积得到仿真回波.仿真回波对基于波形特征的编队目标架次判别的算法研究提供一定的数据支持.     

时频域分解海面回波及慢速微弱目标检测

海面慢速微弱目标的回波信号能量远小于海杂波,且在时域和频域与海杂波非常靠近,是海面搜索雷达面临的难点。为了检测海面慢速微弱目标,针对海面目标回波和海杂波的双重非平稳性,在提出海面回波时频域迭代分解的基础上,利用目标信号与海杂波之间的时频聚集性和持续时间等特性,提出利用凸包算法融合特征的海面慢速微弱目标检测方法。该方法能够将与海杂波有较大能量差且在时频域非常靠近海杂波的目标信号检测出来。实测IPIX雷达数据表明,该方法能较精确地从海面回波中检测出目标,并且能够显示目标的瞬时运动特性。     

基于分维特征的舰船目标的检测

在分析少引目标雷达回波与海杂波分维特性的基础上,提出了一种基于海面散射分维特性的检测方法,该方法以分数布朗运动作为数学模型,提取出海杂波与目标回波在分形模型拟合误差和分维尺度变化量这两方面的特征,并利用产的固有差异进行检测,实验表明,该方法具有较高的可靠性和准确性。     

基于DRFM的雷达超前干扰技术

针对雷达接收机采用脉冲前沿抗干扰技术侦察目标的问题,提出了一种基于数字射频存储器(DRFM)的雷达超前干扰方法.利用高速ADC对雷达信号进行采样并转换为数字比特流,通过FPGA设计重频跟踪器,实现对雷达射频信号的跟踪预测,并完成对雷达信号的无失真存储和延时叠加处理,最终调制出与雷达信号具有相干性的超前干扰信号.结果表明,干扰信号超前于目标回波信号,并且具有欺骗与压制两种干扰效果,试验结果达到了预期效果.     

雷达通信一体化共享信号技术研究

雷达通信一体化是多功能综合射频系统的一个重要的研究方向,基于信号共享的雷达通信一体化系统因其一体化程度最高而备受关注.针对雷达通信一体化信号设计中存在的不兼容和互干扰问题,对基于频分多载波Chirp技术、正交频分复用技术(OFDM)和扩频技术的雷达通信信号共享的可行性和方案进行了研究,并对共享信号雷达目标回波检测方法、共享信号数据调制解调方法以及雷达通信一体化系统性能等方面的基础性问题进行了初步分析.     

箔条干扰下的一种雷达目标小波识别方法

研究了雷达目标受到箔条干扰时，雷达目标信号和箔条干扰信号的特点及其在小波变换不同尺度上的不同表现形态、目前信号的任一小波系数与其周围以及父代的小波系数之间存在着较强的相关性，而箔条干扰信号的小波系数与其周围以及父代小波系数之间的相关性较弱．在灰色理论、小波变换和相关算法的基础上，提出了箔条干扰的一种新的识别方法和在箔条干扰背景下一种新的雷达目标识别方法．利用灰色关联度可以进行箔条回波检测，对雷达回波信号进行Mallat快速分解，计算相邻尺度上小波系数之间的相关系数，根据相关系数大小，对小波系数进行门限处理，然后由Mallat重构算法重构信号，得到目标信号，由此进行雷达目标检测、仿真结果表明，这两种方法能够有效检测箔条干扰和在箔条干扰下的雷达目标。     

利用空间散射特性差异进行有源假目标鉴别

针对欺骗式假目标干扰,单站雷达的对抗能力有限,而组网雷达数据级信息损失率较高,导致数据级融合抗假目标干扰方法未能充分发挥其抗干扰能力.由于真实目标的雷达截面积随视角随机起伏,在长基线条件下真实目标回波具有各向异性,而有源假目标信号具有各向同性.利用此差异,提出基于目标空间散射特性的组网雷达有源假目标鉴别方法,通过对目标的慢时间复包络序列进行相关性检验,以鉴别假目标.仿真结果表明该方法可在保证较高真实目标的鉴别概率的情况下,实现对有源假目标的鉴别.     

改进奇异值分解的海杂波抑制算法

针对强海杂波背景下海面运动目标回波信号难以检测的问题，提出了一种奇异值分解和双延迟线对消算法相结合的海杂波抑制算法。首先将脉冲压缩后的目标回波信号按周期重排成快慢时间维度矩阵，进行周期奇异值分解；然后构造出信号所对应奇异值的阈值和输入信杂噪比的关系，利用阈值对奇异值指数比进行判决，实现自适应区分海杂波和目标信号；最后对重构后的目标信号进行双延迟线对消，抑制杂波的同时确保目标信号的损失降到最低。采用实测数据对算法性能进行实验验证，相比于现有的海杂波抑制算法，所提方法能够适应目标回波序列信杂噪比的变化，在输入信杂噪比为-30 dB下仍能抑制大部分杂波并准确检测信号，由此验证了新算法具有更好的抑制效果和更优的检测性能。     

基于多分量多项式信号参数估计的机动目标成像

对机动目标 ,其散射点回波的多普勒信号是时变的 ,通常其变化是近似线性的 .当目标机动性很强时 ,散射点回波的多普勒信号变化是高阶的 ,必须用高阶多项式近似 ,同时有些散射点回波并不是完整地存在于整个孔径 ,其幅度也是时变的 ,故基于变包络的多分量多项式相位信号模型 ,对机动目标回波进行了成像处理 .通过应用“洁净”技术 ,逐个估计多项式相位信号分量 .各分量的多项式相位系数及幅度分别用基于乘积型高阶模糊度函数的估计方法和低通滤波估计得到 ,机动目标的动态雷达图像由估计的信号重构得到 .实测数据处理结果表明这种成像算法是有效的 .     

对动目标检测雷达的正弦波调频干扰

提出一种针对动目标检测和成像雷达的正弦调频干扰产生模型,将接收到的雷达发射信号进行正弦波频率调制,再与假的动目标模板信号进行卷积后转发．假目标回波附加的正弦频率调制使得两个通道间信号的差异增大,相关性降低．当动目标回波功率与干扰功率比在区间［-16dB,-12dB］时,检测到的动目标方位向坐标和距离维速度估计出现较大误差,形成欺骗干扰．当动目标回波功率与干扰功率比小于-16dB时,大功率干扰信号的存在抬高了恒虚警检测门限,降低了检测概率,出现遮盖性干扰．仿真试验证明该方法干扰效果明显,且简单易实现．     

互相关干扰下的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法

MIMO雷达各阵元发射波形之间一般不完全正交,用传统脉冲压缩方法处理会导致较高距离旁瓣电平,进而影响检测性能.在建立单站MIMO雷达回波模型的基础上,以最大化系统输出信号与干扰噪声比为准则,提出了一种基于迭代思想的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法.该方法利用对目标距离像信息的多次估计值,自适应地对距离旁瓣、互相关干扰和噪声进行抑制.仿真实验表明,针对发射多相编码信号的MIMO雷达,该算法可以显著降低距离旁瓣,且在目标运动和多目标情况下也优于传统处理方法.