相控阵PD雷达目标检测的实时空间滤波算法

针对弹载相控阵PD制导雷达的目标搜索与检测应用,建立了回波信号模型以及基于子阵的信号处理模型;提出了一种旁瓣杂波区位置估计以及在旁瓣杂波区检测目标的实时空间滤波新算法。该算法采用方位、俯仰方向上的分步降维处理,以一定的滤波性能损失换取运算开销的显著降低;通过理论分析比较了该算法与常规最优空间滤波算法的运算复杂度;通过计算机仿真实验比较了该算法与常规PD雷达的信号积累算法、相控阵PD雷达的最优空间滤波算法的杂波抑制性能。     

探地雷达图像目标检测算法研究

探地雷达是一种针对地下目标的无损探测设备,在地下无损探测研究方面具有很强的实用性;探地雷达图像处理过程中有关回波信号双曲线提取以及顶点识别具有非常重要的意义;针对该内容,文中提出使用均值滤波和平均法的探地雷达杂波抑制算法,基于高斯-拉普拉斯算子的双曲线提取算法,以及基于对称度曲线法的顶点识别算法,并通过与相关算法的对比实验,说明了所提算法的可行性;文中所提算法对探地雷达图像预处理与探测目标识别具有一定参考价值。     

探地雷达回波信号预处理方法的研究与应用

探地雷达以宽频带记录回波信号,在记录各种有效信号的同时,不可避免地记录下各种干扰噪声,能否有效去除干扰噪声将直接影响到探地雷达对地下目标体的识别能力。探地雷达回波信号属于非平稳信号,FFT只适用于平稳信号的滤波、而小波变换对非平稳信号却能取得良好的滤波效果。为此,文中提出了采用小波阈值萎缩进行数据预处理的方法,以去除雷达回波噪声,并给出了基于DSP的电路和软件实现方法。     

基于小波包的去噪方法在地雷识别中的应用

作为一种新的探雷方法,探地雷达在探雷领域得到了广泛的应用。由于雷达回波信号包含有很多杂散信号,目标信号很容易被强噪声信号所淹没,为了提高雷达回波信号的信噪比,有利于地雷的识别和检测,提出了一种基于信息熵的最优基选择与小波包阈值去噪相结合的方法对回波信号进行杂波抑制,采用该方法对DeTeC的数据进行分析的实验结果表明,该方法在有效地去除了直达波的同时,抑制了背景噪声,分离出目标信号。     

基于生命特征信号检测方法的研究

生命探测雷达是一种用途广泛的主动式生命探测设备.通过分析生命信号探测雷达实测数据,本文提出高斯色噪声杂波模型和谐波生命信号模型,根据生命信号频率极低、准周期、低信噪比、其极容易淹没在强杂波背景下的特征,本文分别用传统FIR滤波方法和小渡变换滤波方法进行杂渡抑制和信号检测,实验结果表明:小波变换滤波方法比传统FIR滤波方法的群延迟小,信噪比约提高4.525dB,并且计算量很小,具有较高的稳定性和有效性.     

基于小波变换的雷达回波信号去噪方法研究

为了准确识别雷达回波信号中的目标信号,木文将小波变换引入到雷达回波信号处理,对回波信号进行分解、重构以及滤波器设计,去除雷达信号中的噪声,采用MATLAB软件进行系统仿真,结果表明,采用小波变换mallat算法对探地雷达回波信号进行目标识别具有较好的时频分辨率,且可抑制杂波,去除噪声,能很好的识别目标信号,具有很好的应用前景。     

MUSIC算法应用于SFGPR系统的信号处理

针对步进频率表面穿透雷达(SFGPR)得到的目标图像的分辨率和穿透深度被系统噪声和地下媒质损耗所限制这一问题,提出了应用多重信号分类(MUSIC)算法对SFGPR信号进行处理以得到目标深度信息.在实验中,采用单极化指数模型对SFGPR接收信号进行仿真,并考虑系统噪声和媒质损耗的影响,将MUSIC算法得到的目标图像与传统的快速傅立叶变换法(FFT)得到的目标图像进行了对比.仿真实验结果表明,在低功率噪声和低损耗媒质情况下,MUSIC算法比FFT算法可以提供更高的距离向分辨率和回波幅度.     

一种改进的海杂波滤波算法

在超视距雷达的发展历程中,计算机仿真技术的出现有力地推动其技术的发展。海杂波作为超视距雷达探测中的一个主要干扰因素,严重影响到相应技术的发展。在传统计算机仿真技术中,很少考虑到滤波算法对信号的影响,这就造成目标信号在通过计算机仿真后产生较大的失真。本文针对上述计算机仿真的不足,将信号的纠正过程引入计算机仿真算法中,达到海杂波抑制和信号修正的双重目的,并通过实验与传统计算机仿真结果进行对比,较好地体现出本文所设计滤波算法的优越性。     

归一化窗S变换和TT变换联合时频滤波

基于雷达信号特性及归一化窗S变换与TT变换原理,提出一种新的雷达回波信号二维时频滤波方法。通过对雷达信号进行归一化窗S变换时频滤波,滤除高频杂波和随机噪声;再利用TT变换滤除低频杂波。实验结果表明,相较于传统滤波,所提方法的滤波算子随时间及频率同步变化,克服了传统方法受使用条件限制的缺点;有效滤除杂波的同时保留原信号特征,增强了检测及识别能力。     

最大熵原理在雷达杂波仿真中的应用

在雷达目标识别性能优化的研究中,杂波是雷达信号检测与处理的固有环境,雷达杂波的建模与仿真对于研究最佳检测理论、设计杂波抑制处理器、雷达信号模拟器的研制等都有重要意义.针对当前杂波仿真方法计算较为复杂的问题,提出了将最大熵原理引入到雷达杂波仿真中,讨论了最大熵原理在求取杂波的幅度概率密度函数中的应用,介绍了舍选法生成给定概率密度函数的伪随机数的 Monte Carlo 仿真方法.文章通过 McMaster 大学 IPIX 雷达的一组实测杂波数据对算法进行了验证,结果表明,仿真数据与实测数据具有很高的吻合度.     

基于SystemVue汽车雷达系统研究

针对毫米波雷达射频、信号处理以及超分辨测角问题,提出了一种基于SystemVue进行汽车雷达系统设计和信号处理算法设计的方法。首先,利用SystemVue自带的射频库和通用算法库进行雷达系统设计,真实模拟了毫米波射频、天线及目标环境的相互影响;其次,针对快调频的FMCW信号波形,给出了完整的汽车雷达目标距离、速度和角度的信息处理算法流程;最后,针对汽车雷达系统测角精度较低的问题,提出了基于酉变换MUSIC的测角算法,大大降低了汽车雷达超分辨求角的运算量。仿真结果表明,该方法解决了汽车雷达的链路设计、射频指标对雷达信号处理性能影响的评估问题,更真实、更全面地反映了汽车雷达系统的性能,为雷达系统的研究提供了有力依据。     

一种4D毫米波雷达高分辨角度估计方法

针对4D毫米波雷达中雷达孔径受限导致的角度分辨率不高的问题,提出一种改进的多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法。首先通过数据预处理手段,补偿多输入输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)虚拟阵列中目标运动引起的相位误差;接着划分子阵并对角度维数据构成的协方差矩阵进行Toeplitz化处理,利用MUSIC算法估计一维角度;最后采用特征值排序的方法将估计出的俯仰角与方位角进行快速配对。该方法有效提高了4D毫米波雷达角度维估计的分辨率和估计精度,也提高了二维角度估计的计算速度。数值仿真与实物实验验证了所提方法在角度高分辨估计上的性能。     

基于时空联合估计噪声子空间的MUSIC波束形成方法

针对在宽带短脉冲情况下频域MUSIC波束形成过程中噪声子空间估计不稳定的问题,提出了一种基于时空联合估计噪声子空间的MUSIC波束形成方法。该方法首先对线列阵接收数据构造时域复解析数据;然后根据增广数据构造方法和空间滑动的方法,在时域数据长度更短的情况下,稳定实现噪声子空间估计;最后根据估计出的噪声子空间含有的正交特性,通过单位矩阵与噪声特征向量相乘来得到相应波束。数值仿真和实测数据处理结果表明,相比频域MUSIC波束形成方法,该方法减少了稳定获取噪声子空间所需的快拍数,具有较好的稳定性和检测性能,提高了MUSIC波束形成在实际应用中的鲁棒性。     

Joint direction of arrival estimation and array calibration for coprime MIMO radar

Compared to large-scale MIMO radar, coprime MIMO radar can achieve approximate estimation performance with reduced antenna number. In this paper, joint direction of arrival (DOA) estimation and array calibration for coprime multiple-input multiple-output (MIMO) radar is considered, and an iterative method for the estimations of DOA and array gain-phase errors is proposed. Based on the received data structure of coprime MIMO radar, trilinear decomposition is firstly adopted to obtain the estimations of transmit and receive direction matrices, which are perturbated by the gain-phase errors. Through equation transformation, the un-perturbated direction matrices and gain-phase errors can be iteratively updated based on Least squares (LS). Finally, the unique DOA estimation is determined from the intersection of transmit and receive direction matrices. The proposed algorithm achieves better DOA estimation and array calibration performance than other methods including estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT)-like algorithm, multiple signal classification (MUSIC)-like algorithm and joint angle and array gain-phase error estimation (JAAGE) method, and it performs close to the method with ideal arrays. Multiple simulation results verify the algorithmic effectiveness of the proposed method.     

杂波环境下雷达信号处理的SystemVue建模与仿真方法研究

对雷达信号处理的仿真建模方法进行研究,利用SystemVue仿真平台中专用的雷达模型库构建雷达系统仿真模型,并对杂波环境下的雷达信号处理过程进行雷达系统的建模与仿真实现。首先,分析雷达回波生成过程及雷达信号处理的基本原理;其次,研究雷达仿真模型库中目标模型、杂波/噪声模型、脉冲压缩模型、MTD模型、CFAR模型的功能作用及参数设置;最后,利用SystemVue仿真平台搭建杂波环境下雷达系统仿真模型,并基于矩阵类型的数据对雷达信号处理过程进行仿真。经过仿真,雷达系统模型的信号处理结果与理论相符,验证了该仿真模型的正确性。     

基于多标签层次聚类的GPR 图像双曲波提取方法

探地雷达(GPR)图像双曲波提取是分析地下目标位置和结构的重要方法,但在真 实环境中,由于噪声和杂波的干扰,使得提取出的双曲波存在结构不完整、碎片化和形状异 常等问题,不利于数据分析和三维建模等后续操作。为此,提出了一种基于多标签层次聚类 的双曲波提取方法(MHCE)。首先通过信息熵评价像素邻域的稳定性,构造了基于信息熵的 距离度量来进行层次聚类;然后利用聚类后的邻接空间进行多标签聚类以降低杂波和噪声对 双曲波提取的影响;最后结合多标签聚类结果的拟合形状和纹理方向提取双曲波。实验表明, 该方法对于真实GPR 图像双曲波具有较好的鲁棒性,能够获得规范化的双曲波形状和位置 参数。     

采用单次快拍数据实现信源DOA估计

针对均匀线性阵列DOA估计中的实时性和解相干问题,提出了一种基于单次快拍数据的估计算法,通过对阵列接收的单次快拍数据进行相关处理后重构Toeplitz矩阵,并证明该矩阵的秩不受信号相干性的影响。通过特征值分解,得到对应的信号子空间和噪声子空间,结合MUSIC算法和ESPRIT算法实现了对相干和非相干信号的DOA估计。算法不损失阵列孔径,具有更好的实时性和抗噪声干扰的能力;在低信噪比条件下,仍具有较好的估计性能。最后计算机仿真结果证实了算法的有效性和可行性。     

基于MUSIC算法的宽带频谱感知

利用MUSIC算法进行宽带频谱感知时,主用户信号个数估计是关键问题。为此,提出一种动态门限搜索匹配的信号个数估计算法。利用信号子空间和噪声子空间的正交性动态调整门限,搜索与预设维度最匹配的信号个数作为最终的估计值。仿真结果表明,在低信噪比的情况下,该算法能准确估计信号个数,提高宽带频谱感知性能。     

脉冲多普勒雷达信号处理仿真系统研究

为了提高雷达信号处理系统性能,研究信号处理系统模型算法,构建了一个雷达信号处理系统仿真模型.在对雷达信号处理模型算法详细分析的基础上,利用Matlab工具实现对该算法模型的仿真验证.通过对仿真结果的分析,可以看出该算法能够准确提取目标的距离、速度信息,对杂波和噪声的抑制能力较强,验证了信号处理仿真系统模型的可行性和算法的可靠性.