一种改进波形设计的LFMCW雷达多目标检测方法

针对线性调频连续波(LFMCW)雷达中存在的距离-速度耦合及多目标频谱配对问题,提出了一种改进波形设计的方法.该方法通过发射梯形波调制的连续波信号,不仅可以解距离-速度耦合,而且能进行上升段和下降段频谱配对.仿真结果证实了该方法的有效性.     

一种提高连续波雷达目标检测精度的方法

为线性调频连续波雷达在多个运动目标信息接近的情况下识别出目标,提出了一种利用FFT+CZT+相关系数的算法。由于线性调频连续波雷达本身存在距离 速度耦合的问题,在测量多个运动目标的情况下会出现大量的虚假信息。从而造成了目标误检率高的问题。该算法利用FFT+CZT将上下扫频差拍信号频谱进行细化,然后计算它们的相关系数,由相关系数确定频谱的相似程度,从而完成上下扫频差拍信号的频谱配对。同时对频谱进行CZT变换的处理,也提高了雷达多目标测距测速的精度。通过Matlab的仿真实验,结果表明提高测距测速精度的同时也降低了雷达的误检率。     

主动太赫兹成像中的多目标分割与检测识别方法

针对主动太赫兹成像中存在的图像品质差以及藏匿物品类别多样、训练样本稀缺且类别不平衡等问题,提出了基于用条件生成对抗网络构建的Mask-CGANs模型的目标分割网络和基于RetinaNet的目标检测识别网络,实现了太赫兹图像中藏匿物品的多目标分割和检测识别。针对分割任务提出的约束损失函数和网络结构,使模型在召回率和虚警率之间达到平衡且降低了对训练样本规模的要求。针对检测任务采用的损失函数提高了训练样本不平衡条件下的检测精度。     

奶粉中山梨酸钾的太赫兹光谱检测

采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术测量了奶粉、山梨酸钾及其混合物在0.2?2.0 THz波段的光谱特性,得到了样品在室温氮气环境下的吸收谱和折射率谱。结果表明山梨酸钾在0.98 THz处存在明显的特征吸收峰。采用简单一元线性回归模型(SLR)对奶粉中山梨酸钾的含量进行了定量分析,结果表明吸收系数随着混合物中山梨酸钾含量的增大而增大。该研究对于食品质量安全检测具有重要意义。     

太赫兹雷达及其隐身技术

近十多年来,太赫兹波技术领域基础研究的蓬勃发展带动了其应用领域的迅速扩大。本文主要介绍了应用于军事领域的太赫兹雷达的特点、国内外研究情况和存在问题,以及应用于隐身技术领域的泡沫型太赫兹吸波材料、太赫兹吸波涂层、左手材料的研究进展。     

基于多特征联合的太赫兹药品检测方法

以药品为研究对象,利用太赫兹时域光谱系统对3种不同药品进行测量并提取折射率、介电常数和物质因子等多个特征参数,然后联合多个特征参数作为输入,采用后向传播(BP)神经网络、支持向量机(SVM)和学习矢量化(LVQ)3种机器学习方法分别对药品进行多特征联合检测分类识别。实验结果表明,多特征联合检测方法识别准确率能够达到95%以上,有效提高药品的检测分类准确度,可用于药品的检测和分类识别。     

太赫兹雷达杂波背景中小目标检测研究北大核心CSCD

太赫兹雷达波长小于微波、毫米波,具有极大的信号带宽和很高的距离分辨力,适合在近距离的地杂波背景下实现目标的检测与识别。本文首先对典型的杂波概率统计模型如：Weibull模型、对数正态模型和Gamma模型进行理论分析,然后使用工作在0.36THz的太赫兹雷达系统进行杂波测量实验,获得了实际人行道路地杂波信号,并对实测数据进行了分析拟合,结果表明,Weibull分布对该太赫兹雷达系统的拟合度最优。根据杂波的概率统计模型,进一步采用基于小波多尺度阈值的杂波去除方法对实测数据处理,实现微小目标在杂波背景中的检测,实验验证了算法的有效性。     

连续波雷达的多目标检测与参数估计

介绍了一种在现代靶场连续波测量雷达中采用的多目标信号检测与参数估计方法——解线性调频法。文中提出的“粗精运动补偿”解线性调频方法不仅具有较高的估计精度,而且易于工程实现。计算机仿真结果进一步验证了此方法的正确性。     

基于太赫兹技术的复合材料无损检测研究综述

随着高性能复合材料在航空航天和军事等高新领域的广泛应用,对其质量和性能检查的要求愈加引起重视,如何通过各种方法对复合材料进行无损检测成为近年来研究人员关注的热点和研究方向。太赫兹波量子能量低,对大多数非极性物质透明,因此使用太赫兹技术对复合材料进行无损检测有着独特的应用优势。本文基于太赫兹技术的特点,对太赫兹时域光谱和太赫兹成像技术的无损检测分别进行了详细的论述,并总结了目前复合材料的太赫兹无损检测技术发展趋势,最后对其发展前景进行了展望。     

基于稀疏表示的多输入多输出雷达多目标定位

针对双基地多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达目标定位问题,提出一种基于稀疏表示的双基地MIMO雷达多目标定位方法.利用点目标所在的二维角度空间构造冗余字典; 通过对接收信号的协方差矩阵进行特征分解,从中选取不同数目的特征向量在该冗余字典下稀疏表示,构建以特征向量为观测信号的多重测量向量(Multiple Measurement Vectors,MMV)模型,提取的特征向量在充分包含目标的角度信息的前提下,降低了直接以接收信号为观测信号的矩阵维数,形成低维稀疏线性模型; 最后,通过特征向量的稀疏重构,得到目标的角度估计.与现有算法相比,该算法对特征向量的稀疏重构降低了重构原始接受信号的计算复杂度,且在低信噪比和低快拍下仍有较好的估计性能,仿真实验验证了算法的有效性.     

基于交替投影的MIMO雷达波形设计

针对基于最大化互信息(或最小均方误差)准则所提方法只得到理论上最优多输入多输出雷达波形,而无法产生可发射波形的问题,基于交替投影方法,提出一种新的可发射波形设计算法。该算法得到的可发射波形渐进逼近基于最大化互信息(或最小均方误差)准则得到的理论最优波形,且迭代的每一步都具有闭式解,因而可获得高效求解。仿真结果表明,相比较已提出的可发射波形设计方法,所提算法具有较好的最优波形逼近性能。     

Radar waveform synthesis method--A new radar detection scheme

A new scheme for radar detection and discrimination, the radar waveform synthesis method, is investigated. This scheme consists of synthesizing the waveform of an incident radar signal which excites the target in such a way that the return radar signal from the target contains only a single natural resonance mode of the target. When the synthesized incident radar signal for a known preselected target is applied to a wrong target, the return radar signal will be significantly different from that of a natural mode of resonance, thus the wrong target can be sensitively discriminated. A simple geometry of a thin wire illuminated by a radar signal at normal incidence has been studied. The induced current on the target and the backscattered field from the target are obtained in terms of natural resonance modes. The required waveforms for the incident radar signal for exciting return radar signals which contain various single natural mode of resonance are obtained. When an incident radar signal synthesized to excite a natural resonance mode of a thin wire is applied to a slightly shorter or longer thin wire, the return radar signal from the wrong target is shown to be significantly different from that of a pure natural mode of resonance.     

基于高频电磁计算数据的太赫兹雷达高分辨成像研究

为揭示太赫兹频段雷达目标散射特性,基于高频电磁计算数据研究了太赫兹雷达高分辨成像方法.考虑到传统三维雷达成像面临的大数据量问题,提出了一种成像结果类光学图像的高分辨成像方法——方位/俯仰成像方法,通过推导其点扩展函数分析了该方法在高分辨率与散射点识别方面的优势.基于电磁计算数据的仿真与分析表,高频计算方法可以快速准确计算太赫兹频段理想导体目标RCS,高分辨成像结果可以分辨目标亚波长量级的细微结构特征.因此太赫兹雷达成像技术可获取目标更加丰富和精细的信息,为目标识别带来益处.     

基于雷达测量的多目标联合检测、跟踪与分类方法

利用雷达测量中的目标速度、加速度等属性信息, 基于跳转马尔科夫系统模型高斯混合概率假设密度滤波算法, 提出了一种多目标联合检测、跟踪与分类方法.该方法在进行雷达多目标测量信息处理的多模型混合高斯概率假设密度滤波过程中, 对各高斯项编号, 进行航迹提取, 在滤波处理的同时形成带有航迹编号的明确航迹, 并进行航迹管理; 同时, 根据目标运动模型, 联合利用目标加速度控制输入与速度估计进行多目标分类.仿真试验验证了该方法能够在检测、跟踪的同时, 对目标航迹进行有效类型识别.     

基于改进概率假设密度的多目标跟踪算法

经典序贯蒙特卡罗概率假设密度(Sequential Mote Carlo Probability Hypothesis Density, SMC-PHD)滤波中, 将目标状态转移密度函数做为建议密度函数, 没有利用当前观测信息, 导致大部分预测粒子状态偏离目标真实状态, 粒子退化严重.针对上述问题, 提出利用均方根容积卡尔曼滤波产生建议密度函数, 对其进行采样得到预测粒子状态, 该方法有严格理论基础, 能有效减轻SMC-PHD滤波中的粒子退化, 且适用性很强.仿真实验对比了该算法、经典SMC-PHD和基于无迹卡尔曼的SMC-PHD算法的跟踪性能, 验证了该方法无论对势估计还是对目标状态估计的精度都优于其他两种算法.     

基于OFDM波形的雷达和通信一体化研究

雷达和通信一体化是一种具有信息交互和目标信息探测功能的系统,是近年来雷达和通信技术发展的一个重要方向.OFDM技术是公认的4G关键技术,具有良好的抗多径和抗干扰能力,并且OFDM技术在雷达领域具有很高的研究价值,基于此提出一种基于OFDM波形的雷达和通信一体化系统模型,阐述信道估计在雷达和通信一体化系统中的重要作用,对其中信道估计算法进行研究,搭建仿真平台进行了仿真实验,对几种基于导频的信道估计算法的性能进行了分析比较.     

基于凸优化的宽带雷达波形优化方法

针对宽带雷达目标识别波形优化中多类目标方位和初相不确定问题,在高斯色噪声背景下提出一种基于凸优化的波形优化方法。该算法通过半正定松弛方法对目标识剐波形优化这个非凸问题进行近似求解,较好地解决了多类目标方位和初相不确定情况下的波形优化问题。仿真结果表明：该方法可以有效增加各类目标之间的可分性,从而提高目标识别性能。     

星载太赫兹雷达碎片预警技术

由于地球同步轨道(GEO)的衰减周期长,累积效应突出,空间碎片对卫星安全产生日益严重的威胁,特别是地基设备无法观测的危险空间碎片。根据碎片分布与运动特性,开展地球同步轨道星载太赫兹雷达碎片预警技术研究。针对工作波长、目标尺寸与雷达截面积(RCS)、观测范围与工作方式进行论证,完成雷达系统方案和仿真分析。雷达采用有源相控阵天线,天线尺寸为250 mm×250 mm,工作频率为140 GHz,平均功率为190 W。雷达能够在方位与俯仰±15°、距离为1.95~24.12 km内搜索与跟踪尺寸为6.8 mm~15 cm的碎片,并对将要产生的撞击进行预警,预警时间4~35 s。     

星载太赫兹双频云雷达对冰云探测能力研究

针对星载云雷达对冰云探测可行性分析的需求,分析了非球形冰晶对340 GHz电磁波的单散射特性,基于不同的体积散射模型,研究了非球形冰晶云的回波特性以及94\340 GHz云雷达双波长比,假定冰云垂直分布的情况下,探讨了星载94\340 GHz云雷达双波长比随高度的变化以及可以穿透的冰云厚度。相较于94 GHz及220 GHz,冰晶粒子对340 GHz电磁波的散射能力增强,但是同时云对其的衰减也大大增加,340 GHz的衰减系数约是94 GHz的5～130倍;340 GHz云雷达可以探测浅薄的含水量较小的冰云,基本可以探测云厚2 km、冰水含量在 0.000 1-0.2 g/m³的冰云。含水量较多的厚云由于衰减,造成电磁波穿透能力大大降低,在假定的冰水含量垂直分布下,当最大冰水含量为1 g/m³时,可探测厚约5 km内云厚的40%以上;衰减也造成不同高度上相同滴谱的云有不同的双波长比,冰水含量的大小及垂直分布影响了双波长比的大小及电磁波探测云的厚度。衰减随着冰水含量增大而增大,高频云雷达电磁波衰减大,使得双波长比变大,从而使双波长比和谱的数浓度N₀有关,因此利用双波长比反演时,衰减订正非常重要。