一种改进的Keystone变换算法及其在微弱信号检测中的应用

摘要：对传统的脉冲多普勒（PD）雷达,当相干积累时间较长时,回波往往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。本文在运用Chirp—Z变换快速实现Keystone变换算法的基础上,提出一种改进的Keystone变换算法。所提算法具有更小的计算复杂度。计算机仿...     

基于频域校正的快速长时间积累算法

针对长时间积累过程中回波信号出现的距离徙动和多普勒走动问题,提出一种基于频域校正的快速长时间积累算法。该算法首先利用Radon-Ambiguity变换对脉压以后的回波信号进行加速度估计,用得到的估计值构造加速度补偿因子消除距离弯曲和多普勒走动,然后选取回波包络之间的相关系数作为代价函数对目标的速度进行估计,用得到的估计值构造速度补偿因子消除距离走动。仿真结果验证了该算法的有效性。     

机载脉冲多普勒雷达长相参积累目标运动补偿

针对机载脉冲多普勒雷达长时间相参积累时,空空目标在距离维上走动引起的相参积累能量损失问题,提出了在距离频域按照目标径向速度进行线性相位补偿的方法,实现目标的距离走动补偿。理论分析和仿真实验表明,该算法能把不同时刻目标回波校正到同一距离单元,有效的提高了目标的相参积累能量,且算法复杂度不高,并已在雷达实际试飞中得到了运用。     

基于Keystone变换的极窄脉冲距离走动校正

针对末制导雷达极窄脉冲相参波形,文中提出一种使用Keystone变换。完成在径向速度未知或不精确的情况下,对跨距离分辨单元走动的校正方法;使得在雷达与目标间存在大的径向速度时,目标各散射点回波具有较高相参积累增益。计算机仿真结果表明,该方法有效可行;在亚毫米波波段和毫米波波段的雷达导引头中有一定应用价值。     

距离与多普勒二维长时间相参积累方法

采用长时间相参积累的方法对高速微弱目标进行检测的过程中,会出现距离走动和多普勒扩散问题。针对该问题,提出将Keystone变换和Dechirp结合的方法用于距离校正和多普勒补偿。通过理论分析和数值仿真表明,该方法具有较高的积累增益和检测性能。     

MTD雷达的舰速补偿

动目标(MTD)雷达的舰速补偿采用FFT算法的多普勒滤波器组。利用傅立叶变换加权旋转因子的移动,使信号频谱移动量抵消舰速引起的多普勒频率偏移量来实现舰速补偿。当舰速造成动静目标回波频谱太近时,须改变其相参信号实现补偿。     

基于分数阶傅里叶变换补偿多普勒徙动的动目标检测算法

提出了一种基于分数阶Fourier变换(FRFT)的二次相位多普勒徙动补偿的动目标检测算法。该算法利用离散分数阶Fourier燹换形成扫频滤波器组,实现对每个多普勒频率（径向速度）检测单元分别进行二次相位补偿和相参积累,有效增强了雷达在强杂波背景下对微弱运动目标的检测能力。仿真结果验证了本文算法的有效性。由于分数阶Fourier变换具有比较成熟的快速算法（与FFT计算量相当）,所以所需的计算代价较小。     

一种相参Radon变换的高速微弱目标检测方法

针对高速微弱目标回波信号,进行长时间相参积累时出现的跨距离单元走动问题,文章采用基于图像旋转的方法实现相参Radon变换,并提出将信号空间变换到极距-多普勒域进行峰值检测。通过理论分析和数值仿真结果表明,该方法具有较高的积累增益和检测性能,能有效地避免多普勒模糊的影响。     

基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的频谱弥散干扰抑制算法

现有频谱弥散（SMSP）干扰抑制算法均针对一个脉冲重复周期回波信号,涉及相干处理间隔（CPI）整体回波时,需要分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制。针对该问题,以远距离支援干扰条件下线性调频脉冲多普勒雷达抗SMSP为背景,以雷达在真实目标方位接收到的一个CPI回波为处理对象,提出基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的SMSP抑制算法。分析回波信号多阶次分数阶特征,结合采样型离散分数阶傅里叶变换快速算法,研究真实目标和干扰机发生分数阶域走动的临界运动参数,设计二维遮盖窗。仿真结果表明,所提算法无需分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制,通过对一个CPI回波整体处理,可同时达成干扰抑制和目标检测的目的。     

一种太赫兹高分辨鉴相测速的方法

传统雷达通过测量回波多普勒频率实现速度检测,测速分辨率受限于测量周期及积累时间,无法兼顾高分辨和快速性的要求;另一方面,太赫兹雷达系统的非线性误差影响回波相位,进而降低了雷达测量精度。文章介绍了一种太赫兹高分辨鉴相测速的方法,避开了复杂的幅相补偿问题,并可以快速实现对目标速度的高分辨测量。通过测量摆钟运动目标进行了算法验证,并给出了测量结果。     

基于空变分离的两步聚焦双基曲线合成孔径雷达成像

针对任意构型曲线运动轨迹双基SAR严重的二维空变问题,建立斜距的空变分离等效模型,并在此基础上提出一种两步聚焦处理方法。在距离频域-方位时域对回波进行非空变相位补偿,以完成距离走动矫正和Deramp处理,实现粗聚焦。第一步聚焦后的剩余相位是与点目标位置有关的空变部分,接着在距离向引入Keystone变换,并在方位向通过多普勒参数的最小二乘拟合和方位重采样较好地补偿空变相位误差,完成精确聚焦。仿真结果表明：所提空变分离的斜距等效模型具有较高的精确性;两步聚焦处理算法有效地解决了曲线双基合成孔径雷达的二维空变和强耦合问题,提高了边缘点的成像性能,具有较大的成像区域和较广的使用场景。     

基于匹配傅立叶变换的超高速运动目标检测

超高速运动目标是现代雷达目标检测中遇到的新情况。建立了超高速运动目标的回波模型,分析了其对目标检测中脉冲多普勒处理的影响,并提出了基于匹配傅立叶变换的脉冲多普勒处理方法。针对回波模型的特点,提出了一种计算量较小、物理含义清晰、搜索范围针对性强的超高速运动目标检测的实现算法,并对理论分析进行了仿真验证。     

基于调频傅里叶变换的低信噪比ISAR成像

针对LFM体制下ISAR雷达在低信噪比下对未知运动目标成像的难题,提出利用调频傅里叶变换的方法进行积累成像方法.在分析了脉间目标LFM回波信号特征的基础上,将目标回波信号在快慢时间域进行联合匹配和积累,通过能量积累后的目标位置估计搜索出目标的精确运动参数,并构建补偿函数实现目标运动补偿,从而获得低信噪比下的精确ISAR像.计算机仿真结果进一步表明了该方法能在低信噪比下稳健成像.     

一种机动目标调频步进雷达成像算法

针对低信噪比下机动目标的调频步进雷达成像问题,提出基于Radon-分数阶模糊函数(RFRAF)的方法进行积累成像的方法.在分析了机动目标的调频步进雷达回波信号特征的基础上,将目标回波信号在RF-RAF域进行匹配和积累,通过峰值搜索出目标的运动参数,并构建补偿函数实现机动目标运动补偿,从而获得目标精确ISAR像.计算机仿真结果进一步表明了该方法能在低信噪比下稳健成像.     

一种机动目标调频步进雷达成像算法

针对低信噪比下机动目标的调频步进雷达成像问题,提出基于Radon-分数阶模糊函数(RFRAF)的方法进行积累成像的方法.在分析了机动目标的调频步进雷达回波信号特征的基础上,将目标回波信号在RFRAF域进行匹配和积累,通过峰值搜索出目标的运动参数,并构建补偿函数实现机动目标运动补偿,从而获得目标精确ISAR像.计算机仿真结果进一步表明了该方法能在低信噪比下稳健成像.     

基于单个回波信号的多普勒信息提取方法

雷达处于脉冲工作方式时,传统的多普勒频率提取需要采用多个回波脉冲才能实现.为此,提出了一种利用单个目标回波信号提取多普勒信息的方法,利用小波变换对实际情况中可能出现的包络畸变进行非奇异处理,仿真试验表明了该方法的可行性和有效性.     

基于匹配空间变换的群目标信号分离与重构

针对窄带雷达获取的弹道中段群目标回波错综交叠、难以分离的问题,提出了一种基于匹配空间变换的群目标微多普勒特征提取方法.在构建群目标模型的基础上,利用自相关法提取出各子目标的微动周期,并结合微多普勒曲线变化规律,构造出对应的匹配空间.最后利用能量峰值搜索法结合CLEAN算法,依次估计出该子目标各散射点参数,并重构出回波信号.仿真结果表明,该方法能够克服背景噪声和信号混叠的影响,较好的实现了中段群目标的分辨.     

高速机动目标信号多普勒频移补偿方法

针对高速机动目标多普勒频率展宽引起的相参积累散焦损失等问题,提出了易于工程实现的目标回波信号预处理方法。该方法构建了多普勒频移变化与加速度、角速度的关系模型。理论分析和仿真表明:在动目标检测(MTD)中相参积累散焦损失由多普勒频移变化率等多个因素所决定,其大小在-20lg N dB至0dB之间(N为相参积累的脉冲数)。通过提出的多普勒频移补偿方法,可有效消除多普勒频率展宽对MTD相参积累的影响,提高雷达在复杂杂波背景中对高速机动目标的检测能力。     

高速弹道目标进动微多普勒分析及脉内补偿!

弹道目标在高速运动情况下,会导致雷达回波一维距离像主瓣展宽和频谱峰值偏移,影响后续的真假弹头识别。文中首先分析了在高速运动下弹头进动的微多普勒特征,得出导致弹头进动微多普勒特征一维距离像展宽和频谱峰值偏移的相位误差,为获得理想的弹道目标微多普勒特征信息,提出应用多项相位变换的方法对脉内调制引起的相位误差进行补偿,最后的仿真实验验证了理论分析结果及所提方法的有效性。     

基于高阶模糊函数的进动目标平动补偿

针对当前平动补偿算法存在的精度不高、稳定性较差的问题,提出了基于高阶模糊函数的进动目标平动补偿算法。该算法将平动引起的距离变化等效为三阶多项式,通过对回波各阶模糊函数进行峰值搜索,实现对各阶平动参数和微动周期的有效估计,进而实现对平动的补偿。仿真实验验证表明,该算法能够实现精确稳定的补偿,为后续基于微多普勒的弹道目标特征提取打下基础。