用于步进频连续波雷达旁瓣抑制的自适应CLEAN技术

为了解决步进频连续波雷达中的强目标距离旁瓣掩盖弱小目标问题,对步进频自适应脉压算法( SFCW-RMSMIL)进行修正,并联合修正SFCW-RMSMIL算法和CLEAN技术,提出了一种新的自适应CLEAN算法( A-CLEAN)。该算法解决了弱小目标能量严重压制问题,同时还能精确估计各目标的幅度和位置,提高了雷达对弱小目标的检测能力。最后利用仿真数据、实测数据以及蒙特卡洛实验验证了新提出的A-CLEAN算法的有效性和实用性。     

基于CLEAN思想的互补码信号脉冲压缩算法

互补码信号具有理想的零旁瓣非周期自相关函数,特别适用于高频地波雷达。然而高频地波雷达常采用高占空比波形,近距离目标回波遮挡严重,遮挡时原互补码不再互补,脉压旁瓣很高。针对这一问题,提出基于CLEAN算法思想的互补码脉冲压缩方法,该算法利用互补码的子码互补特性,在不同遮挡程度使用不同长度的子码作为脉压系数;同时,引入了CLEAN算法的思想,由远距离段至近距离段依次进行脉压和CLEAN操作,在保留互补码零旁瓣特性的同时消除了不同子码段之间的相关性造成的距离栅瓣。多目标环境下的计算机仿真实验表明,这种算法在距离盲区内保持了互补码的零旁瓣特性,且无距离栅瓣。     

单脉冲脉内互补低距离旁瓣雷达波形设计

雷达脉冲压缩的距离旁瓣较高将会导致遮蔽效应的产生,已有的低旁瓣波形设计都是基于全脉冲相关进行处理。本文利用波形组合的方法进行波形设计,基于单脉冲脉内分段脉压信号处理方式和互补码自相关求和零旁瓣特征相结合,利用频域正交设计,将两个或多个互补序列调制至不同频点以子脉冲的形式分段合并为恒模单脉冲雷达波形。仿真试验表明,本文设计的单脉冲脉内互补低旁瓣波形脉压后的峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平较低,分段脉压结合互补码零旁瓣特征的信号处理方式虽然会导致0.89 dB左右的信号处理增益损失和主瓣展宽,但却能够突破部分相位编码信号的峰值旁瓣电平下限。强弱目标场景仿真表明,与线性调频信号相比,本文提出的雷达波形不会导致强目标的副瓣对弱目标的遮掩。恒虚警检测仿真表明,在剔除强目标峰值后,本文所提波形对弱目标的检测概率要优于传统的线性调频信号。     

基于LASSO的雷达脉压压缩方法

雷达抗干扰性能是衡量一部雷达优劣的重要指标,直接决定着雷达作战效能的发挥。常见的抗干扰措施有副瓣对消、脉冲压缩、动目标检测、恒虚警处理等。文中结合LASSO回归算法,提出了一种基于LASSO的脉冲压缩抗干扰措施。该方法利用LASSO回归具有稀疏性的特质,结合雷达回波信号设置匹配字典,使用冗余预测变量构造数据集,并使用交叉验证构造LASSO模型,拟合识别预测变量,实现了目标检测。将该方法与脉冲压缩方法对比,仿真实验证明采用LASSO算法不仅不需要考虑旁瓣的影响,还获得了更好的目标分辨能力,并且在较小信噪比条件下目标检测效果也比较好。     

一种正交随机相位编码的新型汽车脉冲雷达

相比遥感雷达,汽车雷达探测距离为0–1000 m近距离的车辆及行人等目标。常规的单天线汽车脉冲雷达通常发射纳秒级的短脉冲以实现近距目标的高分辨率探测。但在工程上实现纳秒级的高功率发射信号是非常困难的并需要很高的成本。另外,现有的汽车雷达存在空间角度分辨率低、点目标脉冲响应函数旁瓣高及汽车雷达间 相互强干扰的瓶颈问题。为克服这些难题,论文首先提出双天线脉冲雷达技术,使得雷达在测量发射大时宽脉冲信号成为可能。其次,通过数字波束形成技术实现高的空间分辨率,运用脉冲压缩技术实现距离向高分辨率,采用脉冲多普勒技术计算得到高分辨率的径向速度场。最后,为克服点目标脉冲响应函数旁瓣效应及汽车雷达间相互干扰的问题,提出了一种新的随机相位编码雷达信号。采用提出的雷达信号,汽车雷达间的强干扰可被有效抑制,并且在不损失信噪比的情况下,雷达的点目标脉冲响应函数的峰值旁瓣比可达–45 dB。大量的数值仿真实验验证了提出方法的有效性及先进性。      

一种基于Walsh矩阵的正交多相码设计方法

借助Walsh矩阵严格正交性,通过类Walsh矩阵构造和随机列重排生成多相码严格正交性空间域,利用遗传算法从中选取低相关旁瓣量信号组.该方法保证了设计的信号间严格正交性,降低了遗传算法搜索空间.遗传算法代价函数选取为自相关峰值旁瓣量、互相关峰值量以及“和信号”(所有发射信号空间叠加之和)相关峰值旁瓣量之和,“和信号”相关输出为实际信号处理的综合输出,其旁瓣量的高低直接影响雷达对目标的检测性能.仿真结果验证了该方法在保证低自相关旁瓣量和低互相关量的同时,能够设计出信号间符合严格正交性和低综合输出旁瓣量的信号组.     

基于Golay互补序列空时编码的MIMO雷达波形设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达正交波形设计中数值优化方法所得波形脉冲压缩旁瓣较高的问题,该文提出一种基于Golay互补序列空时编码的设计方法。该方法利用Golay互补序列的互补性,并通过对序列构成的脉冲串进行扩展的空时编码,减小了波形的自相关旁瓣和互相关,从而降低了脉冲压缩波形的旁瓣;然后,为解决多普勒频移导致波形检测性能下降的问题,利用零空间向量加权法对脉冲压缩后波形进行多普勒补偿,显著提高了其目标检测能力。仿真结果验证了该文方法的有效性。     

Target spatial and frequency scattering diversity property for diversity MIMO radar

Statistical multiple-input multiple-output (MIMO) radar, e.g., frequency diversity MIMO radar (FDMR) and spatial diversity MIMO radar (SDMR), can exploit signal diversity to improve target detection performance. The statistical property of target echo signals received in diversity channels is an important concern in designing signal processing algorithms for an FDMR and an SDMR, which is studied in this paper by using a round shaped scatterers centre target model. A uniform formula is derived to estimate the correlation coefficients of target echo signals in diversity channels for both an FDMR and an SDMR. The theoretical correlation coefficients are testified by numerical experiments.     

利用发射自由度提高机载相控阵雷达检测性能的方法

机载相控阵预警雷达由于载机运动,收到的杂波信号呈现二维分布特性。针对地杂波二维耦合特性,文中提出一种利用发射自由度预白化杂波的方法,可以有效提高机载相控阵雷达的检测目标性能。该方法利用了二进制伪随机序列的自相关特性,通过在不同脉冲之间使用不同的发射权值,将来源于发射方向图副瓣的地杂波白化到噪声空间,进而提升了机载雷达的动目标检测性能。通过数值仿真实验,证明该方法能够预白化地杂波,有效提升了雷达检测目标的信杂噪比。     

Generation of uniform amplitude complex code sets with lowcorrelation sidelobes

The performances of generated test code sets are compared to other phase coding and theoretical limits. The results presented show that the generation algorithm produces uniform amplitude complex code sets with low autocorrelation sidelobes and low cross-correlation outputs. The mainlobe to peak sidelobe ratio (MPSR) gains over binary codes could lead to significant performance improvements in both communication and radar systems that require multiple codes. The Doppler characteristics of the generated codes are comparable to those of binary phase codes. Although the generation times are long, they are not impractical given current and projected processing technology     

基于两级检测的全距离维自适应空域滤波方法

目标信号混入训练数据时,自适应空域滤波的权值在距离维实时更新会造成信号自相消的现象。针对这一问题,提出一种基于两级检测处理的全距离维更新计算权值的方法。第一级处理进行样本选择,将强目标信号检测出来,并剔除出训练数据;第二级处理进行自适应波束形成和目标检测。仿真结果说明提出的方法能够在整个距离维更新自适应权值,适合于警戒雷达对抗旁瓣干扰。     

一种基于随机共振的PD雷达小目标检测方法

当导弹处于低空尾追攻击时,实现强副瓣杂波中弱小雷达目标检测给弹载雷达信号处理提出了一定挑战。为改善信杂比、提高检测性能,引入近年发展起来的随机共振技术。文中在介绍随机共振原理并分析脉冲多普勒雷达回波频谱特性的基础上,提出了基于随机共振原理的脉冲多普勒雷达弱小目标检测方法,并给出了检测算法流程,进而在理论上分析了该算法的检测性能。仿真实验表明,该算法有效提高了信杂比,对于脉冲多普勒体制下的弱小目标信号检测有显著效果。     

动目标检测与速度估计仿真研究

介绍了雷达信号处理技术中的脉冲压缩、动目标检测、脉冲多普勒处理和恒虚警检测技术,并对雷达发射波形、目标回波、动目标检测进行了Matlab仿真。对脉冲回波信号进行脉冲压缩与动目标显示得到动目标脉压信号。利用动目标显示和脉冲多普勒处理实现脉压信号的动目标检测,并得到脉冲多普勒数据块。在数据块的距离维上进行恒虚警检测,检测动目标的距离,然后提取对应距离门的多普勒数据,检测动目标的速度。通过仿真建立了雷达信号处理的基本框架,为雷达系统建模及其仿真的深入研究提供了仿真支持。     

基于复值深度神经网络的目标检测方法

针对雷达在检测概率要求严苛的多旁瓣干扰复杂场景下使用传统目标检测方法无法满足需求,性能有待进一步提升的问题,本文提出了一种基于多通道复值深度神经网络的雷达目标检测方法。传统脉冲体制阵列雷达的恒虚警率目标检测通常在和通道进行,在对回波信号进行空域相参预处理过程中获得了相参积累的同时丢失了阵元间的相位信息,而实际上目标回波在阵元间存在着一定的相位关系。本文利用神经网络强大的拟合能力和分类能力,将目标检测视为二元分类问题,设计复值深度神经网络深入挖掘目标与背景在不同阵元间的幅度及相位信息差异,从而在传统目标检测和通道-距离-多普勒空间的更前端更好地区分目标与背景的差异,提升了雷达目标检测性能。实验结果显示,所提方法在存在大量旁瓣干扰的场景下,相较传统方法具有更好的检测性能表现和抗干扰能力,且在杂波环境中也有良好的表现。     

对海雷达多维图像特征融合智能检测方法

海面目标检测是雷达信号处理中的重要内容,在军事、民用领域内都有重要应用价值。在海面目标雷达信号处理中,海杂波的存在对检测算法的性能有很大影响,传统的雷达信号处理方法多基于统计理论,对于复杂环境条件和多样的目标特性检测性能下降明显。近年来深度学习技术发展迅速,为可靠的海面目标的检测方法提供了技术支持。本文对近年来目标检测算法、深度学习方法的发展进行总结,从雷达信号数据结构和维度出发,采用深度学习理论,分别提出了基于二维图像、三维视频雷达信号、多维雷达信号多通道融合的智能处理框架,并以导航雷达图像海上目标智能检测为例,提出一种Precise ROI?Faster R?CNN雷达图像检测算法,通过构建的导航雷达数据集训练和测试,相比经典恒虚警检测和Faster R?CNN检测方法有更高的检测精确度和更好的泛化能力,从而为对海雷达智能导航和目标检测提供了有效的技术途径。     

Synthetic-Aperture Radar Based on Nonsinusoidal Functions: VII?Thumbtack Ambiguity Functions

In the sixth paper of this series, an approximation was used for certain correlation functions, but its justification was postponed. These correlation functions are investigated in more detail in the present paper. The theory of pulse-position and pulse-shape coding of radio signals is further advanced toward correlation and ambiguity functions with low or no sidelobes, and block diagrams of receivers are derived. It is shown how signals can be constructed that have a large average-to-peak power ratio of the radiated wave, and avoid at the same time large antenna currents. A class of signals and their receivers is derived whose ambiguity functions have theoretically no sidelobe in a selectable section of the range-Doppler domain. Such signals are ideal for the detection of low-flying aircraft and cruise missiles by means of an all-weather, look-down radar, the discrimination of radar decoys from an ICBM, and other uses calling for extreme resolution under any weather conditions.     

子阵分级处理与稀疏恢复联合的抗主副瓣干扰方法

传统的抗干扰方法在低信噪比条件下性能恶化,对此本文提出了子阵分级处理与稀疏恢复联合的抗干扰方法。新方法首先按照一定规则将全阵列划分为多个子阵列;然后利用自适应波束形成（ADBF）技术抑制各子阵接收信号中的副瓣干扰信号,并将各子阵ADBF后的输出数据联合,构建新的阵列数据;最后通过新构建的阵列数据构建稀疏表示,改进了多测量向量降维提升法（ReMBo）,并与交叉方向乘子法（ADMM）联合进行稀疏恢复,分离得到目标回波信号,并得到了波达角（DOA）的估计。仿真实验表明,新方法能有效对抗主副瓣干扰,与其它方法相比,具有更好的目标检测和DOA估计性能,特别是在低信噪比的条件下。      

Keystone变换实现方法研究

在传统PD雷达里,当相干积累时间较长或信号带宽很大、目标运动速度很高时,回波会出现越距离单元走动,从而影响雷达探测目标的性能.Keystone变换是校正脉冲回波距离走动的常用方法.本文详细研究了Keystone变换的三种常用实现方法,对它们的运算量作了比较,指出Chirp-Z变换能较好地满足系统实时性的要求.仿真分析和...     

米波稀布阵雷达自适应旁瓣对消性能分析

详述了米波稀布阵雷达自适应旁瓣对消工作原理,米波稀布阵综合脉冲孔径雷达(SIAR)是一种新型米波分布阵体制雷达,采用稀布阵列天线,通过各个阵元全向发射正交编码频率信号以使各向同性照射,在接收端通过DBF和发射脉冲综合形成接收和发射波束。采用最小均方准则(LMS)对米波稀布阵雷达的抗干扰性能作了仿真,根据试验实测数据进行分析,取得了良好的干扰抑制效果,并分析比较了点频单个干扰源和多个干扰源对消处理效果,具有较强的工程实用价值。     

距离扩展目标极化检测的比较研究

针对非起伏目标和瑞利起伏目标的单脉冲检测问题,建立了距离扩展目标的极化检测模型,导出了相应的极化检测器及其检测性能的解析表达式。在此基础上研究了雷达带宽、目标回波极化和目标径向尺度估计误差对检测性能的影响,并将本文的检测算法与二进制积累极化检测算法进行了比较研究。主要结论有:在特定的信噪比条件下,存在最佳带宽使得瑞利目标检测概率最大;窄带条件下确定极化和随机极化目标的检测性能差异较为显著,大带宽条件下二者检测性能相差约13dB;相对于过高估计目标径向尺度的情况,瑞利目标检测性能对目标径向尺度的过低估计更为敏感;二进制积累检测性能一般不及径向积累检测,但其性能差异较小。