基于ICPF的步进频率雷达机动目标高分辨率成像处理

针对机动目标步进频率回波信号一维距离像模糊的问题,本文提出了基于求和立方相位函数（Integrated cubic phase function,ICPF）的运动参数估计和补偿方法。首先,构建机动目标的步进频率回波三阶相位信号模型,采用一阶差分处理实现相位降阶。其次,计算降阶信号的ICPF,依次估计和补偿加速度以及速度引入的误差相位。然后,对运动补偿后信号进行IFFT处理可以获得目标高分辨一维距离像。其中,对加速度和速度的估计只需要进行一维搜索,算法运算量很小。最后,分别在无噪声和较低信噪比的情况下进行计算机仿真,实验结果验证了本文所提方法的有效性。     

基于距离徙动轨迹的空间目标ISAR联合运动补偿算法

针对空间高速运动目标的运动特征,分析目标距离徙动轨迹（Range migration trajectory,RMT）与等效运动模型,提出了一种基于距离徙动轨迹的联合运动补偿算法。该算法依据距离像全局熵值最小化原则,从RMT中估计出目标的平动参数,根据平动参数分别补偿距离像偏移并校正一维距离像畸变,从而实现对空间目标回波的距离对齐和脉内走动的联合平动补偿。仿真和实测数据处理结果表明该算法准确性较高,更重要的是,距离对齐步骤不会引入随机偏移误差和相位误差,这也是应用高分辨成像方法的前提条件。     

逆合成孔径雷达成像包络对齐的迭代改进方法

包络对齐是逆合成孔径雷达（ISAR）平动补偿的关键技术,是图像重构的基础.依据设备所使用包络对齐方法,在积累互相关法的基础上进行算法改进,提出迭代相关对齐法.不同于原方法,迭代相关法使用平均距离像作为参考包络对各次回波作相关对齐,并进行多次迭代,直至收敛,有效地防止对齐漂移和突变误差的发生,从而保证了包络对齐的精度和稳定度.仿真结果表明,该方法能显著提高包络对齐精度从而提高ISAR成像质量,且运算量增加不大.     

近地轨道多目标ISAR成像方法研究

空间目标的逆合成孔径雷达(ISAR)图像包含丰富的信息.但足当雷达波束中包含多个运动目标且目标在距离维无法分辨时,很难得到多目标ISAR图像.通过对回波信号的分析,建立了宽带线性调频雷达信号的近地轨道多目标ISAR成像模型.在分析了空间目标的高速运动对多目标成像的影响后,提出了用商阶模糊度函数积进行多分量多项式相位信号参数估计的方法.利用估计的参数进行同波分离、速度补偿,消除目标高速运动对多目标成像的影响.最后通过仿真验证了分析结果的正确和算法的有效.并提出了近地轨道多目标成像的一般方法.     

基于修正STAP的高速空中机动目标检测方法

空时自适应处理(Space-time adaptive processing,STAP)是一种有效的机载雷达运动目标检测方法.空中目标的高速运动会导致其回波产生严重的距离走动和多普勒模糊,并且目标作加速运动时还会导致其多普勒频率随时间变化(即多普勒走动).为了有效检测上述目标,本文提出了一种新方法,该方法在目标距离走动校正之前首先进行杂波抑制,避免了直接利用Keystone变换校正存在多普勒模糊的运动目标距离走动时影响杂波分布特性,进而降低STAP性能的问题;对距离走动校正后的数据进行修正STAP,估计出目标的加速度,并根据估计值对多普勒走动项进行补偿;最后进行常规空时二维波束形成来实现目标能量积累.仿真结果证明了该方法的有效性.     

IMM Kalman滤波前馈补偿技术在搜索跟踪系统中的应用

空中低慢小目标存在机动和角速率运动较大的情况,对地面搜索跟踪系统的跟踪精度提出很高要求,为了提高跟踪系统的跟踪精度,需加入伺服前馈补偿技术,精确的目标速度和加速度估计成为前馈补偿控制的难点.鉴于此,提出采用IMM卡尔曼滤波技术估计目标运动速度和加速度信息,并作为伺服前馈补偿的输入量,以消除由于目标速度和加速度运动引起的脱靶量误差.实际系统测试实验表明,搜索跟踪系统采用IMM卡尔曼滤波前馈补偿技术使得系统跟踪精度较常规卡尔曼滤波补偿提高3倍以上,模型验证有效.     

多核DSP的SF与PD联合运动补偿算法实现

对脉组间调频步进信号进行处理可以直接获得合成超带宽距离像及目标速度信息,获得的距离像具有较高的分辨率。然而目标的运动将会导致成像产生距离迁徙及波形失真,所以必须对目标的运动进行速度补偿。本文在论述了脉组间参差脉冲重复周期(SPRT)的速度补偿新方法及PD+调频步进体制联合工作模式的基础上,提出了基于TMS320C6678多核DSP的目标运动补偿算法的并行实现方法,该方法论述了目标运动补偿的任务级并行流水与核间高效通信。研究结果表明,基于多核DSP的复杂运动补偿算法具有较好的实时性及较高的目标成像精度。     

基于二维谱向量的中段弹道目标平动补偿

弹道目标中段的运动是微动与平动的复合,为了提取目标的微多普勒信息,必须先进行平动补偿.首先分析并建立了弹道目标中段的运动模型,说明了将平动近似描述为二阶多项式的合理性,在此基础上,提出了一种基于二维谱向量的平动参数估计方法.利用频域特征与平动参数对应的关系,对细化后回波信号频谱的能量分布和重心位置进行了量化,从而分别实现了加速度和速度的高精度补偿.仿真实验结果表明:在多目标和强噪声的环境下,该方法具有良好的估计性能.     

Chirp子脉冲频率步进信号目标径向速度估计

频率步进信号是一种重要的距离高分辨信号,但对目标运动比较敏感。对于运动目标成像,必须进行运动补偿。根据频率步进信号的多普勒特征构造一种多普勒匹配滤波器对目标径向速度进行估计。该方法能在一帧信号内估计出目标径向速度。Chirp子脉冲经过脉冲压缩提高了信噪比,保证了估计的精度。同时给出频率步进信号径向速度估计的Cramer-Rao限,并与多普勒匹配滤波仿真数据进行了比较。     

一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦算法

传统的相位梯度自聚焦(PGA,phase gradient autofocus)算法仅适用于窄带聚束式合成孔径成像。提出了一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦(SPGA,stripmap phase gradient autofocus)算法。SPGA算法通过多普勒频移估计线性侧摆;SPGA算法消除了侧摆对回波信号包络的影响,使成像模糊仅仅是由方位向相位误差引起的,这样才可以由Dechirp后的距离压缩域数据的相位误差梯度得到侧摆的估计;SPGA算法利用估计得到的侧摆对距离徙动校正前的回波数据进行包络和相位补偿。仿真表明该算法有效地估计出了侧摆,提高了成像质量,且成像没有发生方位向偏移,明确地确定出了目标的位置。