基于短时稀疏时频分布的雷达目标微动特征提取及检测方法

为有效提高强杂波及目标复杂运动特性条件下的雷达动目标探测能力,该文结合时频分布(TFD)类动目标检测和稀疏表示方法的优势,建立了短时稀疏TFD(ST-STFD)原理框架,提出短时稀疏傅里叶变换(ST-SFT)和短时稀疏分数阶傅里叶变换(ST-SFRFT)雷达动目标检测方法,并应用于海上目标微动特征提取及检测中。实测雷达数据验证表明,该方法在时间-稀疏域能够实现时变信号的高分辨低复杂度时频表示,具有运算效率高、时频分辨好、抗杂波等优点,为进一步提升雷达杂波抑制和动目标检测能力提供了新的思路和途径。     

一种基于知识的雷达图像机场目标提取方法

针对低信噪比雷达图像的特点,在Radon变换的基础上利用机场目标和背景的雷达成像知识对Radon变换的结果进行后处理,以便可靠地提取雷达图像中的机场目标。为了对机场进行定位,给出了一种确定线特征端点的简单有效的方法。同时给出了一种距离变换准则来衡量提取到的线特征和真实线特征的相似度。实验表明,该方法能更可靠地提取雷达图像中的机场目标。     

RWT在抑制箔条干扰中的应用

基于以线性调频信号LFM为发射信号的高分辨雷达，提出一种利用Radon—Wigner变换(RWT)进行相干积累的方法，并将该方法应用于抑制箔条干扰。理论分析和计算机仿真都征明，它能大大的增加相干积累时间，更充分利用回波的能量，显著的提高了雷达的检测能力。     

转角速度矢量估计和三维ISAR成像

逆合成孔径雷达成像中,观测目标通常具有明显的几何特性,且随目标转角的变化,其在成像平面的投影也随之变化.提出了利用Radon变换估计线性几何目标在各次"快照"的变化位置,估计雷达视线角和转角速度的方向,并对其三维位置和二维ISAR像建立映射关系,获得三维图像.由于Radon变换对直线检测具有很强的鲁棒性,该文的方法在已知目标转角模值的条件下对转角方向实现高精度估计,在此基础上可以对线性几何目标实现三维重构.仿真结果验证了算法的正确性.     

基于相参Radon变换的米波相控阵雷达弱目标检测

米波相控阵雷达具有反隐身和抗反辐射导弹的天然优势,且波束灵活可控,为四代机目标的检测提供了一种新的技术途径.但四代机目标在长积累时间内会发生严重的距离走动,导致检测性能急剧下降,针对该问题,文中提出了一种基于相参Radon变换的米波相控阵雷达弱目标检测与参数估计算法.首先给出了超声速弱目标回波信号模型,并分析了距离走动特性.同时,提出了沿距离走动斜线进行长时间相参积累的相参Radon变换法,并给出了算法实现流程图.最后,通过仿真实验验证了该算法的有效性,并分析了其检测和参数估计性能,仿真结果表明该算法具有比Hough变换法和MTD法更优的低SNR背景下的目标检测性能.     

高掠海角下基于Radon变换的海杂波抑制方法

高掠海角情况下,目标完全淹没在杂波里面,这使得雷达难以对海面目标进行三维成像。该文提出一种基于Radon变换的适用于高掠海角情况下三维成像处理的海杂波抑制方法。利用ISAR技术得到回波二维像,差波束补偿之后,对其进行Radon变换,再利用该文提出的结合边缘检测技术的搜索算法得到的参数,完成目标与海杂波分离处理。三维成像仿真结果表明该方法对克服海杂波影响是有效的。     

基于联合稀疏恢复的宽带雷达动目标检测方法

针对宽带雷达目标回波存在越距离单元走动的问题,该文提出一种基于联合稀疏恢复的宽带雷达动目标检测方法。该方法先在频域对回波数据进行预白化处理,抑制杂波;然后在频率-慢时间域推导出目标信号的联合行稀疏表示,并通过联合稀疏恢复算法得到目标的频域估计;最后通过逆傅里叶变换得到目标的时域估计。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种捷变频联合Hough变换的抗密集假目标干扰算法

转发式密集假目标干扰通过在距离维上产生多个虚假目标,扰乱雷达对真实目标的检测与识别。由于虚假回波信号与真实信号高度相关,雷达很难对其进行有效识别和抑制。而捷变频雷达通过随机改变发射相邻脉冲的载频,大大提高了雷达的低截获和抗干扰能力。但是捷变频雷达不能完全消除干扰,部分目标回波脉冲可能被干扰淹没,无法很好地完成相参积累和目标检测。针对上述问题,该文提出捷变频联合Hough变换的抗干扰方法,首先利用脉间频率捷变技术规避大部分窄带瞄准和欺骗式干扰;然后针对干扰信号时间上的不连续特性,通过Hough变换和峰值提取进行干扰识别与抑制;最终,针对捷变频与传统动目标检测(MTD)不兼容问题,通过稀疏重构完成目标的检测。仿真与实际雷达和干扰机对抗实验表明,该方法可以获得良好的抗干扰性能和目标检测性能。     

基于二分查找的Radon变换直线检测改进算法

针对传统的Radon变换直线检测算法运行时间长、占用存储空间大的问题,提出了一种基于二分查找的Radon变换直线检测改进算法。在Radon变换直线检测算法的基础上,增加了对图像中待检测直线最小夹角的约束条件,使用区间划分结合二分查找的方法对Radon变换直线检测算法进行改进,并通过待检测直线在Radon空间中的位置参数确定出待检测直线在原始空间的直线方程。实验结果表明,相比于Radon变换直线检测算法,所提出的改进算法在保证抗噪声干扰能力不受影响的前提下,有效减少了高检测精度要求下图像直线检测算法的运行时间和占用的存储空间,提高了直线检测的实时性。     

基于小波功率谱估计的空间目标RCS特性分析

随着空间技术的研究与发展，对空间目标的监测与识别显得越来越重要。在小波变换的基础上，详细讨论了小波功率谱估计的实现方法，并利用窄带雷达测量获得的空间目标RCS数据，利用Morlet小波对几个空间目标的RCS时间序列进行功率谱分析。并把傅里叶变换同小波变换进行结合，以实现对目标RCS的信号功率谱估计。分析结果反映了目标的某些重要的散射特性。     

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。     

雷达动目标短时稀疏分数阶傅里叶变换域检测方法

复杂背景下的动目标检测技术是雷达目标探测的关键技术和难点之一,亟需发展和研究高时频分辨率、大数据量高效以及适用于多分量信号分析的方法和手段.该文结合经典时频分析技术和高分辨稀疏域信号处理的优势,提出短时稀疏分数阶傅里叶变换（ST-SFRFT）并用于雷达动目标检测和参数估计,实现时变信号高分辨时频表示的同时,改善SCR,提高复杂环境下雷达动目标检测的性能.实测对海雷达数据验证表明,所提方法在抗杂波以及参数估计精度等方面较经典时频动目标检测方法有明显优势.     

基于相位相关的航迹对准关联技术

本文研究了雷达存在探测系统误差时的目标航迹关联问题,给出了组网雷达常规及大系统误差对目标航迹影响的理论分析,提出了一种基于相位相关的系统误差配准前目标航迹对准关联算法.该算法利用Radon变换和Fourier变换的有关特性,采用1维和2维相位相关来分别估计航迹间旋转和平移,基于估计量对各雷达目标航迹进行对准后,实现配准前航迹准确关联.最后,蒙特卡洛仿真结果比较验证了在各种不同的系统误差和目标环境中算法良好的航迹对准关联效果,充分说明其能够为雷达误差配准提供可靠的关联航迹数据.     

基于视频的投弃式温深仪速度测量技术研究

投弃式温深仪(XBT)的下降速率公式对XBT所测量的海水温度剖面有很大影响,通过分析视频测量系统所拍摄的XBT探头下落过程中的序列图像可计算其下落过程中的位姿参数并改进其下降速率公式.为测量XBT探头的下落速度,提出了一种基于积分投影和Radon变换的速度测量新方法.该方法无需复杂的图像处理算法及测量数据后处理算法,只需计算各帧图像的水平积分投影合成时间堆栈图像,根据时间堆栈图像的物理意义来确定目标运动轨迹的时空关系.通过对时间堆栈图像做Radon变换处理检测直线边缘特征,计算出目标的运动速度.实验表明,该方法简单、可靠,在图像质量较差的情况下仍能有效地计算出目标的运动速度.     

一种雷达信号的单样本压缩采样方法

本文提出了一种雷达信号的单样本压缩采样方法。该方法在多相随机子采样FFT的模拟信息转换器（Analog to Information Converter,AIC）方案的基础上进行了改进,利用了雷达信号多个连续脉冲相关性较强的特点,提出了一种单样本压缩采样AIC,单个脉冲通过该AIC压缩得到单个样本值,实现了对稀疏信号的压缩采样。此方法降低了硬件电路复杂度,提高了压缩率,能够实现对雷达目标的位置和速度等参数的准确估计。仿真实验验证了此方法的有效性。      

基于Radon变换的昆虫上升下降率提取算法及实验验证

昆虫上升下降率是反映昆虫在迁飞过程中的运动方向与运动速率的重要指标。由于传统垂直昆虫雷达存在距离分辨率低、目标检测关联算法不完善等问题,昆虫上升下降率的提取较为复杂。本文提出一种基于Radon变换的昆虫上升下降率提取算法,该算法通过脉冲多普勒积累与恒虚警检测实现了雷达快时间/慢时间一维距离像矩阵到二值化航迹矩阵的转换,再利用Radon变换从二值化航迹矩阵中实现了昆虫上升下降率的直接提取。通过对实测数据的处理,验证了该算法的可行性。      

Radar marine maneuvering target detection via high resolution sparse fractional ambiguity function

To solve the problem of fast detection of high maneuvering targets in complex ocean background,a radar target detection algorithm via sparse fractional ambiguity function (SFRAF) was proposed.The sparse Fourier transform (SFT) was introduced after instantaneous autocorrelation function calculation,which combines the advantages of SFT and fractional ambiguity function (FRAF).Therefore,SFRAF has good processing performance on high maneuvering signals and can achieve lower computational complexity.The simulation experiments and the measured data processing results show that compared with classical detection method,the detection performance of maneuvering target can be significantly improved,and compared with FRAF,the proposed method can achieve higher detection efficiency.     

Range-spread target detection using the time-frequency feature based on sparse representation

The wideband radar transmitting the linear frequency modulation signal often processes its echoes by the stretched processing. This paper deals with the range-spread target detection in white complex Gaussian noise. Here, we propose a new detection method for the range-spread target based on sparse representation, which selects the time-frequency feature to realise the target detection. It can be simply described as follows: first, the sketched signal is reconstructed from its noisy measurements by basis pursuit de-noising (BPDN); scatterers on the target are determined by its reconstruction and used to calculate the Wigner distribution; for the target embedded in noise, the time-frequency feature in its power-density spectrum is compared with the decision threshold. Meanwhile, the median absolute deviation (MAD) is adopted to estimate the noise variance. The mainly novelties can be concluded as follows: the Fourier matrix is selected to sparsely represent the sketched signal; the sparsity is used to improve the SNR of the received echoes; the Wigner transform is utilised to acquire the time-frequency feature of the range-spread target. Both the optimisation theory and time-frequency representation are introduced to solve the target detection problem. Experimental results on the raw data show that the proposed detector outperforms the conventional methods.     

Radon-Wigner变换改进算法在多目标分辨及参数估计中的应用

提出了一种改进的Radon—Wigner变换方法应用于多目标分辨与参数估计。文中首先分析了基于Radon—Wigner变换的参数估计原理,针对WVD平面上的优化搜索问题,提出了变尺度两级搜索算法,以相对较小的计算量,提高了参数估计的精度。对于多分量信号的分辨,应用频域信号分离技术,有效抑制了强信号对弱信号的影响。仿真结果表明：上述方法减小了算法的计算量,提高了多目标分辨性能。