METHOD FOR ALONG-TRACK DUAL-ANTENNA AIRBORNE RADAR’S GMTI WHEN THE ATENNA ERROR CHANGES PULSE TO PULSE

This paper presents a joint method of Doppler Beam Sharpen (DBS) imaging and Signal Subspace Processing (SSP) to achieve Ground Moving Target Indication(GMTI) for alongtrack dual-antenna airborne radar. When the error of the two antennas (also refers to channels) changes pulse to pulse, the method SSP is used to precisely calibrate the two antennas‘ DBS images, then to detect the ground moving targets in the difference image of the two calibrated images. The method DBS-SSP is proved to offer performance improvement on the actually measured data and simulated data.     

Backside effect of bistatic airborne clutter characteristics and its applications in GMTI

An interesting clutter characteristic of bistatic radars is presented, which is named as backside effect. In such an effect, the range-dependent ground clutter spectrum can be easily aligned, and Space-Time Adaptive Processing （STAP） is to be more applicable and effective for the Ground Moving Target Indication （GMTI） in bistatic systems. The backside effect is proved by the numerical calculation method and explained in point of the geometry. At last a new spectrum aligning method is induced, i.e., ADC and Rotation （ADCR）, which can gain a further performance improvement on GMTI.     

SAR/GMTI方法的改进与动目标在雷达图像上的再定位处理

SAR雷达是一种高分辨成像雷达,GMTI是SAR的一种工作模式,主要用于地面动目标搜索及跟踪,而雷达图像则可为检测出的动目标提供地理定位参考。传统的GMTI方法对动目标速度估值不够准确,作者改进了原来的方法,提高了动目标速度估值准确性,更便于后续的航迹相关处理。当动目标轨迹得到后,其在雷达图像上因为多普勒效应产生了移位,本文介绍了通过频谱搬移将动目标在雷达图像上重新定位的方法,得到了真实的动目标轨迹。文章最后利用雷达实测数据进行处理,得到了较满意的结果。     

Improved MIMO radar GMTI via cyclic-shift transmission of orthogonal frequency division signals

Minimum detectable velocity (MDV) and maximum detectable velocity are both important in ground moving target indication (GMTI) systems. Smaller MDV can be achieved by longer baseline via multiple-input multiple-output (MIMO) radar. Maximum detectable velocity is decided by blind velocities associated with carrier frequencies, and blind velocities can be mitigated by orthogonal frequency division signals. However, the scattering echoes from different carrier frequencies are independent, which is not good for improving MDV performance. An improved cyclic-shift transmission is applied in MIMO GMTI system in this paper. MDV performance is improved due to the longer baseline, and maximum detectable velocity performance is improved due to the mitigation of blind velocities via multiple carrier frequencies. The signal model for this mode is established, the principle of mitigating blind velocities with orthogonal frequency division signals is presented; the performance of different MIMO GMTI waveforms is analysed; and the performance of different array configurations is analysed. Simulation results by space–time–frequency adaptive processing proves that our proposed method is a valid way to improve GMTI performance.     

基于压缩感知的双通道SAR地面运动目标检测方法研究

针对目前双通道SAR地面运动目标检测(GMTI)方法采样数据量过大的问题,该文提出一种基于压缩感知的双通道SAR运动目标检测方法。该方法首先沿方位向进行随机稀疏采样得到双通道原始回波数据,然后通过匹配滤波方法实现距离向聚焦,并利用压缩感知技术实现方位聚焦,最后运用传统相位中心偏置天线(DPCA)技术进行杂波抑制。通过公式推导从理论上分析了该算法利用双通道方位稀疏采样数据实现杂波抑制的可行性,同时详细分析了运动参数对目标成像的影响。仿真与实测数据实验表明该算法在方位向欠采样情况下仍具有良好的杂波抑制性能。     

双基机载雷达GMTI的参数自适应匹配滤波器性能分析与定阶方法研究

在双基机载雷达的地面动目标检测中,参数自适应匹配滤波器（PAMF）方法是一种很有效的方法。该文从矩阵扰动的角度分析出了PAMF方法性能较好的本质原因,并为PAMF方法的阶数确定给出了依据。该文内容将有助于双基机载雷达系统中关于PAMF方法的研究。     

Micro-motion target sensing by stepped-frequency continuous-wave radar

Mechanical micro-vibration of a target may induce phase modulations on the radar echo, and the vibration can be detected to identify micro-motion target. In this paper, a new method to detect a mi-cro-motion target and obtain its range and micro-motion frequency is proposed in which multiple periods stepped-frequency continuous-wave signal and Moving Target Indication (MTI) filter are adopted. The simulation results illustrate the validity of this method and present the detection of the target range and the vibration frequency. The experiment gives promising results.     

原始数据压缩对星载SAR/GMTI系统测速影响研究

星载SAR原始数据压缩是目前解决星载SAR实时获取的海量数据与星上有限数传带宽的有效手段。压缩比越大,数据率越低,但较大的量化误差将影响SAR-GMTI的测速精度;压缩比越低,数据压缩对测速精度影响越小,但数据率越高。因此,数据压缩比的选择需要在数据率与测速精度之间取得折中。该文建立了星载SAR/GMTI系统回波信号仿真模型,仿真了星载SAR-GMTI原始数据,针对相位中心偏置天线(DPCA)与沿迹干涉(ATI) 两种有重要工程应用潜力的方法,详细分析了分块自适应量化 (BAQ) 算法对测速精度的影响。该文的研究结果将为星载SAR/GMTI系统的压缩比选择提供重要的理论依据。     

基于MIMO-SAR体制的空频域自适应动目标检测技术研究

多发多收星载SAR使用多天线从不同的相位中心发射正交编码信号,多个接收相位中心接收回波后形成多通道信号,显著增大了空间自由度,有利于地面动目标检测.该文研究了多发多收星载SAR空时自适应信号处理进行地面动目标检测的技术,针对星载SAR回波信号的特点,在研究空频自适应处理算法的基础上,使用基于特征值分解的空频自适应处理算法对多发多收星载SAR的杂波进行抑制,最后完成对动目标的检测.仿真数据处理结果验证了该文方法的有效性.     

利用基于导数更新的双基机载雷达杂波距离依赖性补偿方法

该文提出了两种利用基于导数更新(DBU)的双基机载雷达杂波距离依赖性补偿新方法,分别以接收载机方向图主瓣方向的接收斜距和接收载机方向图主瓣方向的接收俯仰角余弦为更新变量,利用该方法对回波数据进行补偿后,能够有效降低双基机载雷达杂波的距离依赖性,进而大大提高空时自适应处理 (STAP)的地面动目标检测(GMTI )性能。仿真数据处理结果证明了所提方法的有效性。     

对SAR的虚假动目标干扰技术研究

提出了一种合成孔径雷达干扰的新方法一虚假动目标干扰,它可以获得动目标成像雷达二维压缩增益,实现对雷达的欺骗动目标干扰效果;对于常规SAR可获得距离向增益和部分方位向增益,实现对雷达较好的压制干扰效果。该技术大大降低了干扰机输出功率的要求,提高了干扰效率。通过控制干扰机对接收到的每个方位信号延迟规律,可以实现按照不同方式运动的虚假欺骗动目标,从而保护己方重要动目标;仿真分析结果验证了该方法的有效性和可行性。     

天基稀疏孔径雷达在波束扫描干涉模式下的GMTI研究

在理论上天基稀疏孔径波束扫描干涉雷达(SPIR)的地面动目标检测方法仅适用于回波数据无方位模糊时的情形,但该文通过对点散布函数矩阵的进一步分解后发现,SPIR在方位模糊时仍会有一定的空时重构效果,且其动目标检测性能会比常规空时级联处理的性能好。     

基于高超声速平台前斜视多通道SAR-GMTI杂波抑制方法

针对高超声速(HSV)平台雷达系统,该文提出一种基于高超声速平台前斜视多通道合成孔径雷达地面动目标检测(SAR-GMTI)杂波抑制方法。该方法先进行时域距离走动校正和距离压缩,并补偿距离向通道相位误差实现距离向包络对齐;然后再对方位多普勒扩展的信号进行3阶线调频傅里叶变换(CFT)压缩,并补偿方位向通道相位误差实现方位向包络对齐;接着在距离时域-方位CFT域利用数字波束形成(DBF)技术对杂波及其模糊分量置零进行空时自适应处理(STAP),从而可以有效抑制静止杂波及其模糊分量并提取出无模糊的运动目标回波信号。

     

多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测技术研究

该文研究多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测技术。针对多载频星载MIMO-SAR的特点,使用子空间投影的空频自适应处理抑制杂波,并提出一种双门限恒虚警检测器。双门限恒虚警检测器主要思想是各载频对应的回波信号通过SFAP杂波抑制后,使用剔除平均恒虚警检测动目标,得到各载频对应的检测结果,最后将检测结果使用二进制多次脉冲积累进行二次检测,进一步提高检测概率。仿真结果表明,空频自适应处理能有效抑制杂波;同时双门限恒虚警检测器将有助于进一步提高多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测性能。     

稳健的机载预警雷达多通道海杂波抑制方法研究

在机载预警雷达对海洋背景运动目标的探测过程中,雷达平台的高速运动状态使得海杂波多普勒谱发生严重展宽现象,影响目标的检测性能。针对此问题,空-时自适应处理是一种有效的杂波抑制技术,该技术利用杂波的空-时2维耦合特性进行杂波抑制。但相对于陆地杂波而言,海杂波的内部复杂运动特性使得杂波空-时谱发生展宽现象,导致杂波多普勒频率与空间锥角不再保持一一对应关系,从而影响杂波抑制效果。针对海杂波的运动特性,该文提出一种稳健的基于子空间投影的杂波抑制处理算法,所提算法通过滤波凹口自适应展宽技术和先滑窗滤波后自适应处理技术来提高杂波抑制的稳健性。最后通过仿真的海杂波数据和实测海杂波数据验证了所提算法的有效性。     

机载雷达高速空中微弱动目标检测新方法

该文分析了机载雷达高速微弱空中动目标检测问题,指出直接对总回波数据进行Keystone变换校正存在多普勒模糊的动目标的距离走动时,会导致杂波脊展宽、杂波自由度增加从而降低STAP性能。为了解决这一问题,该文提出了一种新方法,该方法首先进行杂波抑制,然后利用Keystone变换校正目标距离走动,最后对目标距离走动校正后的数据进行常规空时2维波束形成实现目标积累,从而避免目标与杂波模糊数不同时,直接对回波数据进行Keystone变换校正动目标距离走动的同时影响杂波分布特性进而降低STAP性能的问题。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于压缩感知的空时自适应动目标参数估计

该文针对空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing, STAP)中目标参数估计问题,提出一种基于压缩感知(Compressed Sensing, CS)技术的估计方法,该方法根据目标信号在空时域的稀疏特性,利用CS技术实现目标信号重构从而估计出目标参数。为了解决稀疏恢复有效性与参数估计精度之间的矛盾,该文构造较小维数的基字典以确保基字典中各原子向量之间相关性尽可能小,并将此时得到的目标参数作为粗估值;接着在以粗估结果为邻域的区间内进行局部寻优,得到精确的估计结果。仿真结果证实了所提方法的有效性。     

基于机载前向阵雷达的三通道斜视SAR-GMTI技术研究

现有的基于前向阵雷达的SAR-GMTI方法主要是空时自适应处理(STAP),而STAP在实际工程中难以实现。针对这一情况,该文提出了一种基于机载前向阵雷达的斜视SAR-GMTI新方法。文中建立了基于前向阵雷达的三通道斜视SAR-GMTI体制下的运动目标回波信号模型,利用等效分析建立了该模型与传统三通道相位中心偏置天线(DPCA)模型的联系。通过改进的DPCA技术,实现该体制下的动目标检测、测速和定位。最后仿真结果验证了改进的DPCA技术的有效性。     

基于隐马尔可夫模型的多孔径SAR目标检测

穿透叶簇的VHF/UHF超宽带(UWB)SAR具有相对带宽很宽,积累角大的特点,可同时获得距离、方位两个方向的高分辨能力,能用于探测叶簇隐蔽的军用车辆等人造目标而有着重要的军事应用价值。在多孔径SAR成像的基础上,本文用隐马尔可夫模型对人造目标和叶簇等杂波建模,可有效地检测目标,实现一个ATR系统的预筛选处理。     

基于发射波束域-三迭代的机载MIMO雷达STAP方法

针对传统机载多输入多输出(MIMO)雷达空时自适应处理(STAP)中由于发射功率分散而造成的输出信杂噪比(SCNR)下降的问题,该文提出一种基于发射波束域-三迭代的机载MIMO雷达STAP方法。首先建立了发射波束域MIMO雷达STAP的信号模型,并且给出了发射波束加权矩阵的优化设计准则,能够使发射功率聚集于感兴趣的目标空域。然后对发射波束域MIMO雷达的杂噪比(CNR)进行分析,表明其与发射总功率的关系,理论推导显示：相比于全向等功率发射的传统MIMO雷达CNR,发射波束域MIMO雷达CNR减小。同时,为进一步降低发射波束域MIMO-STAP的训练样本数需求与运算复杂度,采用三迭代算法进行权值降维求解。理论分析与仿真实验结果表明：通过相应的三迭代降维处理,发射波束域MIMO-STAP与传统全向等功率发射MIMO-STAP相比能够获取更加优越的输出SCNR性能,且运算量进一步降低。因此,本文提出的发射波束域-三迭代方法具有重要的工程应用价值。