测量雷达的距离多普勒耦合修正方法研究

线性调频脉冲压缩体制的测量雷达,在探测运动目标时,由于距离-多普勒耦合效应的影响,多普勒频移会使雷达产生测距误差,且该误差与目标径向速度成正比。针对该问题,文章在分析多普勒频移对线性调频脉压影响的基础上,给出了距离多普勒耦合修正方法,并利用雷达实测数据进行了验证,有效提高了测量雷达的测距精度。     

应用分数傅立叶变换方法的水下目标特征提取

针对基于传统时频分析方法的水下目标特征提取方法的缺陷,引入了一种新的时频分析方法——分数阶傅立叶变换（FRFT）方法用于处理水下目标特征提取问题。仿真信号和实际试验数据的处理结果表明,当主动声纳的发射信号为线性调频信号时,分数阶傅立叶变换方法可以使目标的回波能量在分数阶域的对应区域聚集,使目标和混响的分数阶傅立叶变换在分数阶域上不仅呈现明显不同的特征,而且较其他时频分析方法具有抗混响的优点。     

低速目标宽带时延-尺度声成像的新方法

分析了宽带时延-时间伸缩声成像的基本理论,介绍了广义边缘CWD-Hough变换。根据目标回波的时频分布特点,提出了一种针对低速运动目标的基于广义边缘CWD-Hough变换的宽带时延一时间伸缩声成像方法。利用该方法能有效避免常用的WVD方法产生的交叉项影响,从而能对低速运动目标进行更好地检测及成像。计算机仿真结果表明了该声成像方法的有效性。     

基于线性调频信号二次相位变换的主动声呐目标速度估计

分数阶傅里叶变换常用于主动声呐线性调频信号的分析,通过搜索变换参数可以估计目标的相对速度.但是由于其参数搜索计算量偏大,在自主式水下航行器等计算力有限的小平台难以实时处理.针对该问题提出了一种基于二次相位变换的线性调频信号速度估计方法,根据多普勒频移后线性调频信号的二次相位变换的解析解,分析了二次相位变换后变换域频谱展...     

时频分析在线性调频信号相位误差估计中的应用

合成孔径雷达(SAR)使用线性调频(LFM)信号作为发射脉冲,带有相位误差的畸变线性调频信号会严重影响到雷达成像的效果．本文分析了二次相位误差对脉冲压缩信号的影响,并采用时频分析的方法对畸变回波信号进行处理．首先利用短时傅立叶变换得到信号的时频分布,再经过傅立叶插值和最小二乘拟合的方法估计出信号的调频斜率．最后用估计值对畸变信号进行相位补偿,得到了令人满意的仿真结果．     

频谱校正的线性调频Z变换方法

提出了一种用线性调频Z变换进行频谱校正的的新方法,通过提高局部频段内的频率分辨率解决离散谱线不能对准实际谱峰时所带来的误差。介绍了线性调频Z变换的原理以及将该变换应用于频谱校正的具体方法和步骤,并通过仿真计算对该频谱校正方法有效性进行验证。模拟计算表明该方法具有校正精度高、速度快和灵活性强的特点。     

基于Matlab的LFM脉冲压缩仿真

基于Matlab平台以线性调频信号为例通过仿真研究了雷达信号处理中的脉冲压缩技术。在对线性调频信号时域波形进行仿真的基础上介绍了数字正交相干检波技术。最后基于匹配滤波算法对雷达回波信号进行了脉冲压缩仿真,仿真结果表明采用线性调频信号可以有效地实现雷达回波信号脉冲压缩,提高雷达的距离分辨力。     

线性调频信号检测的快速调频变换算法

线性调频（LFM）信号是雷达和声呐系统中常用的宽带信号。介绍了一种快速调频变换算法,用于线性调频信号的检测。首先对该方法进行了详细的推导和讨论,讨论了该快速算法中使用到的部分傅立叶变换快速算法,并研究了快速调频变换算法的计算量。最后,实验表明了快速调频变换算法有良好的信号检测性能。     

一种FMCW雷达高精度测距算法

本文基于FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）雷达测距的原理,研究了快速傅里叶变换、谱最大值估计算法以及线性调频Z变换算法测距过程中的优缺点,在此基础上提出了一种快速、有效的高精度测距的算法。通过建立实际工作过程中的仿真模型可以得到在信噪比大于6dB的条件下,该算法的测距误差可以控制在3mm以内。     

编队目标成像技术研究

编队目标由于各目标回波在距离域和多普勒域都有重叠,难以直接利用单目标的成像方法对多目标进行成像。本文提出先对多目标进行统一的距离走动校正,然后采用广义二阶keystone变换校正距离弯曲,最后采用基于调幅-线性调频信号模型的参数估计方法得到多目标的距离-瞬时多普勒图像。仿真数据的处理表明了所提方法的有效性。     

广义边缘CWD-Hough变换在宽带声成像中的应用

提出了一种基于广义边缘CWD—Hough（GMCWD—Hough）变换的宽带声成像方法。分析了基于时间伸缩-时延的宽带相关声成像的基本模型,介绍了广义边缘CWD—Hough变换。根据目标回波的时频分布特点,该方法基于时间一频率联合分析法,提取信号在时频域的分布特性参数进行时间伸缩时延的声成像。通过设计合理的广义边缘核函数,能有效避免常用的WVD方法产生的交叉项影响,检测性能优于常用的Wigner—ville分布方法。实验结果表明该声成像方法的有效性,不仅适合水声宽带成像,而且对于低信噪比条件下的其它成像方式也具有参考价值。     

Dopplerlet变换推广及其在主动声纳中的应用

针对水下高速运动目标的主动探测问题,引入了Dopplerlet变换。根据运动目标回波的特点提出了主动Dopplerlet原子．并分析了基于主动Dopplerlet变换的自适应匹配塔形分解算法,克服了Dopplerlet变换在被动信号处理中声源频率变化引起误差增大的问题。将算法应用于高斯白噪声和高斯色噪声背景中运动目标的检测和速度距离的估计．取得了较好的结果。     

目标回声亮点分析方法

以回声亮点数据为基础,论述了目标回声亮点的方位-距离表示方法、多波束亮点标量表示、矢量表示方法、目标回声亮点历程与多波束相结合的分析方法,并联合亮点分布特性估算了目标尺度特性。该回声亮点分析方法对于分析声纳目标的固定亮点、移动亮点、双亮点特征、以及目标的方位走势和目标尺度估计等有重要意义。尤其在提高鱼雷智能自导精度、目标的辨识等方面有着重要的工程实用价值。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法。首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰。声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采用Radon恒虚警率(Radon Constant False Alarm Rate,Radon-CFAR)检测声呐历程累积图像中的目标短时运动轨迹,能够检测到低信噪比的目标。分析了空时归一化处理和检测算法的性能,并通过海试数据验证了该算法的有效性,可以检测到低信噪比的蛙人目标回波。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法.首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰.声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采...     

Statistical analysis of split spectrum processing for multiple target detection

This work provides a statistical analysis of the performance of split spectrum processing (SSP) for the detection of multiple targets using data consisting of simulated flaw signals added to experimentally obtained backscattered grain noise. The investigation is performed under two conditions: known a priori target spectral characteristics (i.e., center frequency and bandwidth) which, in turn, identifies the optimal spectral range for processing, and adaptively obtaining the processing frequencies using group delay moving entropy. The group delay moving entropy method was introduced to select the optimal frequency regions for SSP when detecting multiple targets. The effectiveness of this technique is statistically demonstrated in this paper. The performance is measured in terms of normalized signal-to-noise ratio (SNR) and probability of target detection. SSP with known target information yields a slightly higher probability of detection compared to SSP using group delay moving entropy, while both cases achieve comparable SNR enhancement. The SSP results were also compared with the corresponding bandpass filter outputs, which show superior performance for SSP for a wide range of simulation parameters.     

宽带目标回波模型的物理解释及小波变换表示

在点目标回波模型基础上，通过对理想运动体目标的分析，引入了距离-速度联合分布密度和时延-时间伸缩联合分布密度函数的概念，详细推导了延展目标的宽带回波模型，解释了各密度函数和宽带扩展函数的物理意义及相互关系，最后给出了宽带回波模型的小波变换表示方法。     

宽带体制下混响和目标空时分布特征研究

传统的空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)利用窄带混响和目标在空时平面的可分辨特征抑制窄带混响。对宽带混响和目标在空时平面分布特征进行研究,并通过理论推导,得出带宽对混响和目标空时分辨特征的影响公式。结果表明:宽带混响和目标在空时平面分布特征部分重叠,导致传统STAP效果不佳。在此基础上,借鉴STAP思想,并利用线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号在分数阶Fourier变换域上的聚焦性,分析了在空-分数阶Fourier域三维空间上抑制宽带LFM混响的可行性。     

Optical illustration of a varied fractional Fourier-transform order and the Radon-Wigner display

Based on an all-optical system, a display of a fractional Fourier transform with many fractional orders is proposed. Because digital image-processing terminology is used, this display is known as the Radon-Wigner transform. It enables new aspects for signal analysis that are related to time- and spatial-frequency analyses. The given approach for producing this display starts with a one-dimensional input signal although the output signal contains two dimensions. The optical setup for obtaining the fractional Fourier transform was adapted to include only fixed free-space propagation distances and variable lenses. With a set of two multifacet composite holograms, the Radon-Wigner display has been demonstrated experimentally.     

用傅里叶相移特性估计位移

提出了一种从频率域出发,估计出运动物体在空间域位移的算法。利用傅里叶变换的自配准性质和位移特性,用极坐标形式下连续图像相位谱的差直接估计运动目标的位移。与传统的寻找迪拉克峰值的方法相比,本方法无需重新变换回空间域,从而节省了处理时间,具有更好的实时性。实验证明,这种先求出相位谱的差,再用其周期数来估计位移的算法简单明了,其分辨能力不低于一个像素。该理论可以应用于图像跟踪和图像后期处理中。