海杂波FRFT域分形特征判别及动目标检测方法

该文研究了海杂波在分数阶Fourier变换(FRFT)域的分形特征,提出了一种基于分形特征差异的联合动目标检测方法。首先,分析了海杂波数据在FRFT域的统计特性,通过对不同极化方式下分形曲线的仿真分析,得到海杂波在FRFT域满足自相似性。其次,给出了分形参数的提取方法和无标度区间,并分析了变换阶数对分形参数估计的影响。最后,利用临近距离单元或临近时刻的雷达回波信号在FRFT域的分形维数和斜距的差值作为检测统计量,经不同极化方式下的海杂波数据验证,表明算法不仅具有良好的微弱动目标检测能力,而且能够准确估计目标的运动状态。     

海杂波背景下基于FRFT的多运动目标检测快速算法

针对海杂波背景中多运动目标检测问题,建立了目标检测和参数估计模型,结合小波包变换（WPT）的多尺度分辨能力和分数阶Fourier变换（FRFT）对线性调频（LFM）信号良好的能量聚集性的特点,提出了一种应用小波包变换的FRFT域动目标检测算法。算法采用“最小Shannon熵”标准确定最优小波树,利用阈值删除技术,对不同频段信号进行滤波,达到抑制海杂波的目的;经分数阶Fourier变换后,取峰值的绝对值作为检测统计量,与门限进行比较后判断目标的有无。采用分级迭代运算的方法估计目标参数,大大提高了运算速度,降低了运算量;借鉴“CLEAN”思想,有效地解决了强目标对弱目标的遮蔽影响。经X波段实测海杂波数据验证,算法具有良好的检测海杂波中微弱动目标的能力。      

基于FRFT的末制导雷达海面动目标检测方法

为有效提高反舰导弹动目标检测性能,利用分数阶Fourier变换(FRFT)对线性调频(LFM)信号良好能量聚集性的特点,提出了基于FRFT的末制导雷达海面微动目标检测方法。首先,针对舰船目标的不同运动状态,分别建立目标平动(匀速和匀加速)以及三维转动(横滚、俯仰和偏航)模型,得到动目标回波的多普勒和微多普勒频率,在短的观测时间范围内,可近似建模为LFM信号。其次,通过计算雷达回波信号在不同变换阶数下的FRFT,形成二维参数平面,在此平面内,采用非参量恒虚警检测器形成自适应门限,并进行动目标判决。最后,仿真分析了算法的性能和影响因素。     

两种海杂波背景下的微弱匀加速运动目标检测方法

该文研究了线性调频(LFM)信号和单频信号分数阶Fourier变换(FRFT)模函数的一些性质,根据这些性质提出了两种基于FRFT模之差的海杂波背景下匀加速运动目标检测的新方法。一种方法利用接收信号与其延时信号的FRFT模之差,另一种方法利用接收信号正旋转角的FRFT模与负对称旋转角FRFT模的镜像之差。两种方法能较有效地抑制海杂波,对信杂比有一定的改善,在低信杂比下具有较好的检测效果。对实测海杂波数据进行仿真,证实了两种方法的有效性。     

基于Zak变换和FRFT的风廓线雷达间歇杂波抑制

间歇杂波严重干扰了风廓线雷达大气湍流回波信号的识别和频谱估计。为了抑制该类杂波,提出了基于Zak变换和分数阶Fourier变换（FRFT）的杂波抑制方法,该方法利用Zak变换估计杂波调频率参数,然后根据杂波在分数阶Fourier域的能量聚集特性滤除杂波。与经典FFT信号处理方法相比,杂波抑制效果明显;与FRFT扫描法相比,将杂波检测二维搜索问题简化为一维搜索问题,简化了计算。并通过信杂比改善因子对该算法性能进行分析,杂波抑制后信杂比有较大提高。理论和计算机仿真证明了该方法的有效性。     

海杂波FRFT谱的多重分形特性与目标检测

本文主要研究海杂波在分数阶傅里叶变换（FRFT）域所表现出的多重分形特性及其在海杂波目标检测中的应用。由FRFT数学定义的尺度性质可推得,自相似过程在某一变换阶数下的FRFT谱在各尺度下不具有统一的自相似特性。针对这一特性,本文将多重分形理论引入到对海杂波FRFT谱的自相似结构分析中并研究FRFT域多重分形参数的影响因素,经S波段和C波段雷达实测数据验证表明,海杂波FRFT谱具有多重分形特性且FRFT域广义Hurst指数对海杂波和目标具有良好的区分能力。在此基础上,本文利用FRFT域广义Hurst指数与双参数恒虚警检测器相结合设计海杂波中目标检测方法并分析检测性能,结果表明本文所提方法相比于经典的时域分形检测方法具有较明显地性能提升。      

基于海杂波FRFT谱多尺度Hurst指数的目标检测方法

本文主要研究海杂波分数阶Fourier变换（FRFT ）谱的扩展自相似特性及FRFT域多尺度Hurst指数在海杂波目标检测中的应用。鉴于扩展自相似过程的描述参数---多尺度Hurst指数可以描述分形信号在各尺度下的细节信息,本文基于实测雷达数据研究海杂波FRFT谱的扩展自相似性以及影响参数,并利用最优FRFT域尺度下多尺度Hurst指数对目标较敏感的特点设计海杂波中目标的恒虚警检测方法。经实测数据验证,海杂波FRFT谱的多尺度Hurst指数比时域单一Hurst指数、时域多尺度Hurst指数具有更好的海杂波与目标区分能力,并且由于FRFT可以很好地积累匀加速类目标回波的能量,有效提升信杂比,因此该检测方法具有检测海杂波中微弱运动目标的潜力。     

海杂波FRFT域的分形特性及目标检测

通过对实测海杂波数据的仿真分析,论证了海杂波在分数阶Fourier变换域具有分形特征,而且有目标单元和无目标单元存在分数维差异,这种分数维差异在分数阶Fourier变换域存在一个最大值。基于此特征提出了基于分数阶Fourier变换域海杂波分数维差异的目标检测方法,此方法通过检测回波信号分数阶Fourier变换域分数维的变化的最大值达到检测目标的目的,这比基于时域分数维差异的方法具有更好的检测效果。最后通过对实测海杂波数据进行仿真,证实了该方法的有效性。     

分数阶Fourier变换在动目标检测和识别中的应用:回顾和展望

作为Fourier变换的广义形式,分数阶Fourier变换(FRFT)能够展示出信号从时域到频域的所有变化特征,通过对时频平面的旋转,FRFT非常适合处理非平稳信号,克服了传统时频分析方法受交叉项干扰、分辨率低等缺点。动目标的雷达回波信号在一段短时间范围内,可用线性调频(LFM)信号作为其一阶近似,因此采用FRFT检测动目标具有很大的优越性。本文首先从FRFT的机理和特点出发,对基于FRFT的LFM信号检测和估计、最佳变换角确定方法等相关研究进行归纳与分析;然后,从高速微弱动目标检测、SAR成像和动目标检测、反辐射导弹检测、海洋动目标检测和雷达信号识别等方面重点介绍了FRFT理论在动目标检测和识别领域的应用和主要技术途径;最后,针对现有研究中存在的问题,阐述了有待于进一步研究的方向。     

基于WPT-FRFT的微弱动目标检测及性能分析

针对杂波背景的微弱动目标检测问题,提出了一种应用小波包变换的分数阶Fourier域动目标检测算法。算法采用最小Shannon熵标准确定最优小波树,利用阈值删除技术,对杂波背景的参数精确估计,从而对不同频段信号进行滤波。建立了FRFT域的动目标检测模型,采用似然比准则设计检测器,抑制杂波后的信号在FRFT域形成检测统计量,门限比较后判断信号的有无。仿真得出了在高斯杂波和实测海杂波背景下的检测性能曲线,性能接近匹配滤波器,结果表明算法能够在低信杂比环境下有效检测出动目标信号。     

一种基于分数阶Fourier变换和DPCA的动目标检测方法

距离-多普勒域的双通道DPCA方法在检测动目标时能有效的抑制杂波,但是,当目标存在方位向速度时将会导致目标扩散,检测性能下降,特别在SNR较低,目标的方位向速度较大时,鉴于此,该文提出一种基于DPCA-FRFT相结合双通道检测的方法,该方法不仅能够在这种情况下有效的检测动目标,而且可以在目标的强度相差较大时,仍然能检测弱目标.考虑到一般DPCA条件很难满足,给出一种在方位时域插值,然后抽取的方法.仿真结果验证了该方法的有效性.     

低信噪比下运动点目标检测快速算法

针对低信噪比下运动点目标的检测,提出了采用动态规划算法处理多帧图像以提高信噪比.为了进一步提高算法效率,在动态规划算法流程中融入了多级假设检验和方向加权算法,及早地摒除了置信度较低的轨迹树.实验证明,该算法较之传统算法效率有较大提高.     

一种低信噪比运动点目标检测算法

为检测复杂背景中的低信噪比(SNR) 点目标,提出了一种自适应带通门限检测算法。 首先根据图像的信噪比选取合适的带通门限进行图像空间滤波,然后采用帧相关法进行时间滤波。实验结果表明,该算法可有效地抑制背景杂波的干扰、提高信噪比SNR ,检测出复杂背景下的低信噪比点目标,且易于实现。     

LFMCW信号的周期FRFT域自适应检测与参数估计

针对现有雷达信号检测方法中检测门限较难确定的问题,本文基于周期分数阶Fourier变换(PFRFT)提出了一种LFMCW信号自适应检测与参数估计方法。首先介绍了周期FRFT,分析了周期FRFT的匹配特性和处理增益;然后推导计算了高斯白噪声背景下的LFMCW信号周期FRFT域的概率统计特性,结合Neyman-Pearson准则自适应地确定检测门限,实现了低信噪比下LFMCW信号的快速检测和参数估计。理论分析和实验仿真表明了该方法的有效性。      

高速运动目标的积累检测研究

针对Ch irp雷达在低信噪比下对高速运动目标的有效积累检测问题,首先分析Ch irp雷达运动目标的回波特性,指出包络走动是影响高速运动目标相参积累性能的主要因素,然后提出用频分包络移位算法来解决该问题。MonteCarlo仿真实验表明,在信噪比-4 dB的条件下,采用该算法,对高速运动目标的检测性能可以达到在虚警概率为10-6时截获概率大于98%。     

海杂波中目标分数域谱范数特征检测方法

对于海上机动目标,采用分数阶傅里叶变换(FRFT)可以很好地解决其回波多普勒谱能量扩散的问题,为了使机动目标回波能量做最佳化的相参积累,需要反复搜索变换阶数,然而由于海上目标机动状态的随机性和时变性,难以搜索得到最佳变换阶数。针对这一问题,该文利用矩阵理论中的奇异值分解实现各变换阶数条件下FRFT谱的特征提取,设计特征检测统计量,提出基于分数阶域奇异值的海杂波抑制与目标检测方法,在增加利用了机动目标在FRFT域形状信息的同时避免了最佳变换阶数搜索。在高斯白噪声仿真数据评估条件下,所提方法在信杂比为–2.5 dB时可以达到60%的检测概率;经过实测数据验证,方法可以在信杂比为4.7 dB的条件下,稳定完成目标检测,具有较好的检测性能,且易于工程化实现。