基于外辐射源的运动目标成像技术

基于外辐射源的运动目标探测、定位与成像技术是目前新体制雷达研究的热点之一。文中介绍了基于外辐射源的无源雷达对运动目标成像的研究现状,分析了利用电视或调频广播等外辐射源信号作为机会照射源的多基地无源雷达成像系统的构成和基本原理,并且选取了12个电台信号作为外辐射源,利用无源雷达成像技术对运动目标进行了仿真实验,最后探讨了该无源雷达成像体制的若干关键技术和应用前景。     

一种基于"当前"统计模型的机动辐射源单站无源定位方法

针对采用非线性较强的脉冲到达时间差、观测角等参数的固定单站对机动运动辐射源无源定位跟踪系统,提出了一种用"当前"统计模型对角速度建模,利用UKF滤波进行滤波,跟踪机动辐射源的定位方法.同时对非线性定位系统的可观测性进行了分析,得到了与辐射源作匀速运动相同的可观测条件.仿真结果表明,本文提出算法对固定单站在角速度变化的机动运动无源定位中跟踪效果更佳.     

海上运动辐射源单站纯方位无源定位分析

针对海上运动辐射源单站纯方位无源定位过程中辐射源运动参数对定位性能的影响进行分析,提出利用对目标的航向分析改进定位性能的方法,分析其性能改善程度及局限性。     

三维机动辐射源的单站无源跟踪方法

针对单站无源定位中对于机动辐射源利用角度及其变化率能否定位的问题，引入雷达对机动目标跟踪的多级噪声自适应(ANL)法和交互多模(IMM)方法，以及机动目标运动模型如Singer模型、匀加速模型等，研究并提出了两种对机动辐射源利用角度及其变化率进行单站无源跟踪方法。通过计算机数字仿真表明，在满足定位可观测条件的前提下，对机动辐射源仅仅利用角度及其变化率是可以定位的，其中IMM方法具有比较优秀的性能。     

基于综合相关判别的无源航迹关联算法

航迹关联是多目标航迹处理中的重要问题,综合利用无源传感器获取的其他信息是改善航迹关联的重要途径。利用辐射源航迹得到正确的目标关联航迹较困难,因此,提出了一种辐射源航迹自关联和目标平台航迹互关联的两步关联综合相关判别算法,在充分运用无源传感器获取到的角度信息的同时,利用丰富的综合属性信息对航迹进行关联。仿真结果表明,该算法能够有效解决多无源传感器的航迹关联问题,并且有较高的关联正确概率。     

基于多特征融合的高机动多目标低截获概率跟踪技术

在多目标跟踪过程中,目标的高机动特性使得传统采用固定运动模型或交互式多模型的目标跟踪算法很难实时精确匹配目标运动模型,从而引起高机动目标的低跟踪精度问题。针对这一问题,本文提出一种基于目标运动状态模型自适应更新的高机动多目标跟踪算法。在多目标跟踪过程中,该算法采用多特征聚类融合算法进行目标运动模型估计,并根据各目标跟踪波动参数进行状态转移矩阵决策更新,同时利用联合概率数据关联实现多机动目标状态转移矩阵自适应更新的关联跟踪,从而解决了传统多目标跟踪算法因目标运动模型失配引起的低跟踪精度问题。在目标跟踪算法的传感器选择上,无源传感器不对外辐射能量,具有较好的低截获概率性能,但其跟踪精度有限,常不能满足多目标高跟踪精度的要求。雷达作为有源传感器,具有较高的跟踪精度。但由于雷达对外辐射信号,容易被防御方截获。针对这一问题,本文提出了一种无源传感器目标跟踪为主,有源雷达间歇跟踪为辅的多传感器协同管理目标跟踪算法。该算法通过对目标跟踪本征堆积误差的判断进行传感器的最优分配,并根据波动参数的大小进行状态转移矩阵决策更新。仿真结果验证了本文所提出的多传感器协同的高机动目标跟踪算法在满足高机动目标跟踪精...     

一种单机对固定目标的无源定位方法

首先分析了对固定辐射源进行定位的2种模型:利用测角信息对固定辐射源的单站无源定位;利用角度及其变化率信息对固定辐射源的单站无源定位。分别对这2种定位方法进行分析,并通过推广卡尔曼滤波(EKF)算法对上述定位算法进行比较,加入角度变化率不但可以对目标瞬时定位,而且可以实现比只测向定位更高的定位精度。     

固定单站对三维运动辐射源无源定位算法及可观测性分析

实现固定单站对运动辐射源无源定位,传统的方法是测量TOA和DOA。本文将方位角变化率测量信息也引入该定位问题,提出了基于MGEKF(修正增益扩展卡尔曼滤波),对三维运动辐射源的无源定位跟踪算法。通过推导伪线性测量方程,本文进行了测量TOA和DOA对三维运动目标无源定位的可观测性分析。最后给出了计算机仿真结果。     

一种单源单站模式下空间无源定位新技术研究

提出了一种利用单个外辐射源与单一接收设备协同工作对空中运动目标无源定位的新方法。将ICA技术用于直达波和反射波的分离中,对分离后信号进行时间特征提取,以确定来波的到达时间差。分析了信号独立观测器的构成,并依此提出球面阵列接收天线的设计方案。     

固定单站对运动辐射源的无源定位

固定单站对运动辐射源的无源定位是电子战领域的一个新课题。传统方法主要是利用到达方位角(DOA)信息对辐射源进行测向交叉定位,但由于该方法对测角精度的敏感性,仅利用DOA信息会导致定位精度低、算法收敛时间长等不良后果;文章详细分析了三维运动辐射源的特点,建立了一个数学模型,并结合方位角变化率采用基于MGEKF的定位算法,进行单站定位,这种算法提高了对运动辐射源目标的定位精度。     

高分辨率宽带相干信号波达方向的高效估计

本文给出了一种用于多源宽带相干信号波达方向(DOA)估计的快速算法。它是基于信号子空间技术,通过截取中心窄带频段数据并进行空间平滑来获得对方向的高效估计。文中最后通过计算机仿真,与CSM方法进行了比较,验证了本算法的快速、高分辨率等优良性能。     

基于波束域的子空间正交性测试宽带DOA估计方法研究

投影子空间正交性测试(Test of Orthogonality of Projected Subspace:TOPS)算法通过测试宽带信号各频率点上噪声子空间和信号子空间之间的正交性对目标方位进行到达角估计(DOA:direction-of-arrival)。此算法对参考频点上的信号子空间的估计依赖性较大,因此存在较多伪峰,低信噪比条件下性能差等缺点。针对该问题,提出一种基于波束域的宽带DOA估计方法。该方法通过将阵列接收信号转换到波束域,在波束域中利用信号带宽内各频率分量的波束域方向向量与噪声子空间之间的正交关系构造判决向量,根据判决向量搜索空间谱的极大值对应的角度进行DOA估计。该方法不需要进行角度预估,避免了TOPS算法中常出现的伪峰,降低了信噪比分辨门限,减少了计算量,具有较好的估计效果。将该方法分别运用到均匀圆阵和线阵上,通过仿真对比和海试实验数据的处理,证明了本文所提方法的有效性。      

宽带独立信号和相干信号的DOA估计

当独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带相干信号的来波方向(DOA),针对这个问题提出了一种新方法。该方法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,构造出各个窄带频率处的自相关矩阵,再通过MUSIC(Multiple Signal Classification)算法估计出各个窄带信号的DOA,将各个窄带信号的空间谱相加求平均,通过谱峰搜索得到宽带独立信号的DOA;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含宽带相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法的正确性和有效性。     

Spatial spectrum estimation in a coherent signal environment using an array in motion

Spatial spectrum estimation utilizing an array in motion is here investigated for dealing with coherent arrivals in a multiple signal environment. The effect of estimating the spatial correlations while the array is moving is studied in terms of the decorrelation it produces, the change it causes in the eigenvalues of the correlation matrix, and the improvements obtained in the measured spectrum. Cases of both fixed and varying angle of arrival are investigated, The former arises with distant sources and will, with a sufficiently long estimation interval, emulate uncorrelated sources and given correspondingly sharp spectra. The latter arises with nearby sources and will allow them to be distinguished but will be attended by spectral shift and broadening, and loss of resolution. It is shown that meaningful estimates of the arrival angles can nevertheless be made. Specific illustrations are worked out using a seven-element, sparse, nonuniformly spaced linear array utilizing the well-known superresolution spectral estimators-the maximum likelihood (ML) method, the method of linear prediction (LP), and the method of multiple signal classification (MUSIC).     

机载多通道天线SAR自适应杂波抑制

本文通过分析多通道天线SAR的空间几何关系,建立了完善的多通道天线SAR回波信号模型,提出了基于相控阵天线空域阵元混迭式结构形成多个接收通道天线的多通道天线SAR自适应杂波抑制方法和实现结构.理论分析和计算机仿真结果表明,利用多通道天线技术并结合时空二维自适应杂波抑制技术,可以在进行机载SAR成像中对慢速运动目标具有良好的检测性能.     

二维多源测向的实时处理算法及实现

研究用二维MUSIC算法，解决阵列处理二维多源测向的快速实现问题。利用阵列流形具有的对称性，减少阵列流形和空间谱的计算量。在判定出信号源个数后，有选择地使用信号子空间或噪声子空间去计算空间谱，进一步减少计算量。采用2片ADI公司的高性能DSP芯片（ADSP21160），用并行处理方法实现了二维多源测向的实时处理。     

Bistatic Linear Antenna Array SAR for Moving Target Detection, Location, and Imaging With Two Passive Airborne Radars

In this paper, we propose a bistatic linear array synthetic aperture radar (BLA-SAR) system for moving target detection, location, and imaging. In the BLA-SAR system, a geostationary satellite is used as a transmitter, and two airborne linear array radars are used as passive receivers, where the transmitted waveforms from the geostationary satellite may have two different carrier frequencies, two linear array antennas on two different airplanes may be equipped with different spacings, or two airplanes may fly with two different velocities. It is shown that, using the BLA-SAR, not only the stationary clutter can be suppressed but also locations of both slow and fast moving targets can be accurately estimated. Furthermore, an effective BLA-SAR algorithm of moving target imaging is also proposed. Lastly, some numerical experiments are given to demonstrate the effectiveness of the BLA-SAR     

On the Use of Spatial Time Frequency Distributions for Signal Extraction

This paper deals with the extraction of signals from their instantaneous linear mixtures using time-frequency distributions. Fundamentally, this problem is a signal synthesis from the time-frequency (t-f) plane. However with the incorporation of the spatial information provided by a multisensor array, the problem can be posed as special case of blind source separation. So far, the blind source separation has been solved using only statistical information available on the source signals. Herein, we propose to solve the aforementioned problem using time-frequency signal representations and the spatial array aperture. The proposed approach relies on the difference in the t-f signatures of the sources to be separated. It is based on the diagonalization of a combined set of spatial time-frequency distribution matrices. A numerical example is provided to illustrate the effectiveness of our method.     

基于多普勒Chirp-Fourier变换的水下航行器噪声源定位方法

通过对水下航行器辐射噪声的多普勒特征分析,可以定位线谱噪声源在航行器上的辐射位置,从而有针对性地采取治理措施。传统的多普勒分析方法大多在时频域中进行,难以有效处理同频声源的定位问题。该文提出一种基于Chirp-Fourier变换特征的多普勒分析方法,将多普勒信号分解为线性调频(LFM)子分量的集合,并转换到频率-调频因子构成的2维平面。利用该平面内的多普勒信号分布特征,可以有效抑制同频声源之间的相互干扰,进而完成多噪声源的定位。仿真和海上实验验证了该方法的有效性。     

基于扩维的多通道联合频率和到达角估计

针对宽频段信号的时空欠采样问题,该文提出基于扩维的多通道联合频率和到达角估计方法。在时间和空间均欠采样的情况下,该方法实现了频率和到达角的2维无模糊估计。通过构造空时2维无模糊阵列结构,将多个采样通道联合扩维,解决了时间欠采样问题;将多个快拍通道联合扩维,克服了空间欠采样问题。同时,为了降低运算量,利用时域滤波技术,将频率和到达角估计进行时空级联,得到了自动配对的频率和到达角无模糊估计值,且避免了高维特征值分解和2维谱峰搜索,减少了运算量。仿真结果验证了该方法的有效性。