线性调频步进信号雷达目标运动参数估计方法

针对目标运动对线性调频步进信号雷达成像的影响,提出一种基于时频分析的目标运动参数估计方法。对差频处理后的各簇回波信号进行快速傅里叶变换,利用变换后信号与子脉冲序列的线性调频关系,通过维格纳分布和Radon变换对目标不同时刻运动参数进行估计。结合二值数学形态学与图像边缘检测方法提高对多散射点目标运动参数估计的精度。在此基础上,针对目标可能出现的变速运动情况,利用最小二乘算法拟合整个成像时间内目标运动速度的变化,较好地实现对机动目标的运动参数估计。仿真实验验证了本文方法的有效性。     

线性调频步进信号雷达微多普勒效应分析及目标特征提取

研究了线性调频步进信号体制下雷达目标的微多普勒效应,分析了距离像走动和卷绕现象,并重点讨论了旋转和振动形式的微动引起的微多普勒效应,推导出了其在距离-慢时间平面的解析表达式.在此基础上,提出利用推广的Hough变换法并结合时频分析来提取微多普勒特征的方法,并详细论述了不同旋转(振动)频率和半径(振幅)情况下的处理算法.仿真实验验证了文中微多普勒效应理论分析和特征提取方法的正确性.     

调频步进雷达目标抽取算法及系统参数设计

伪峰、抽取损失和多普勒耦合时移是影响线性调频步进信号应用的重要问题.本文分析了传统目标抽取算法中静止伪峰和运动伪峰的产生机理,给出了避免这两种伪峰出现的条件.为了降低抽取损失,本文提出了基于距离像最大1范数搜索的移位抽取算法,该算法通过搜索在不同移位量下抽取后的目标距离像的最大1范数,确定最佳的移位量,并把该移位量对应的抽取结果作为最终的目标距离像,从而避免了运动伪峰和抽取损失,同时校正了距离像的多普勒耦合时移.文中进一步分析了搜索算法的应用条件,并给出了系统参数的设计方法.通过对点目标和延展目标的仿真,证明了该算法的可行性.     

线性调频子脉冲频率步进雷达信号分析

在频率步进雷达中采用线性调频信号作为子脉冲构成线性调频子脉冲频率步进雷达信号。本文对该体制雷达信号进行了理论分析，对该类信号在信号处理方面的问题作了探讨，并重点分析了其多普勒性能。     

对步进线性调频成像雷达的间歇采样转发干扰方法

针对步进线性调频信号(stepped frequency-linear frequency modulation, SF-LFM)体制雷达对抗问题,提出了一种基于子脉冲间歇采样的干扰方法。通过对截获SF-LFM信号的子脉冲进行交替采样与转发,在雷达成像处理后可形成沿距离向延拓的逼真假目标。在此基础上对其干扰特性与参数设计问题进行了讨论,并分别通过一维理想散射点仿真与某型飞机二维成像数据仿真实验验证了所提方法有效性。     

线性调频步进信号雷达微动目标成像方法

旋转和振动是最常见的微动形式.目标微动会产生微多普勒效应,微多普勒特征对于目标识别与分类具有重要意义.微多普勒的存在使得目标主体的ISAR像受到污染,严重时无法识别.微多普勒对雷达分辨率极其敏感,因此宽带信号下的微多普勒研究十分必要.在线性调频步进信号体制下,引入相消处理的思想,在精分辨谱图域分离并提取微动目标的微多普勒信息,得到较为清晰的目标ISAR像,仿真验证了方法的有效性.     

基于随机调频步进信号的高分辨ISAR成像方法

为充分利用随机调频步进逆合成孔径雷达回波所具有的联合稀疏特征,提高成像性能,该文提出一种基于分布式压缩感知理论的随机调频步进逆合成孔径雷达高分辨成像方法。首先构建随机调频步进信号回波的联合稀疏表示模型,并完成子脉冲的脉冲压缩处理;其次,基于每组子脉冲的随机方式(组与组之间的随机方式不同),构建相应的随机量测矩阵,获取回波的压缩感知信号模型,并利用分布式压缩感知理论实现距离向联合高分辨重构;最后结合回波在方位向的稀疏性,采用快速稀疏重构算法实现方位向高分辨成像。理论分析和仿真结果表明由于充分利用了随机调频步进信号回波的随机性与联合稀疏特征,所提出方法具有重构精度高、距离向采样率低、抗噪性能强等特点。     

基于线性调频步进ISAR参数估计和成像算法研究

本文在建立了线性调频步进ISAR回波信号模型的基础上,对线性调频步进ISAR信号特性进行了分析,指出径向速度和加速度将严重影响线性调频步进ISAR成像;因此,为了得到更好的ISAR图像,本文提出了一种新的基于线性调频步进ISAR的成像方法,充分利用距离时域包络和方位多普勒信息对径向速度和加速度进行精确的估计,同时在数据中对运动参数加以补偿,并最终实现方位多普勒成像;而且,该方法还适用于较低信噪比情况下的ISAR成像;在最后,本文给出了线性调频步进ISAR成像的详细步骤,并用不同信噪比的仿真数据验证了本文所提出方法的可行性。     

基于线性调频步进信号的ISAR成像技术研究

分析了线性调频步进雷达信号(LMFS)的形式及成像的特点,利用对雷达发射信号的设计,提出了此类信号切实可行的运动补偿方案;提出了两种形成延展目标ISAR像的拼接方法;最后通过实测数据验证所提运动补偿方法的有效性并通过仿真验证了所提ISAR像拼接方法的正确性。     

一种调频步进频雷达高速目标成像的新算法

线性调频子脉冲步进频信号已经在雷达ISAR成像中获得了一定的应用。文中提出了线性调频步进频雷达在低信噪比条件下对高速目标ISAR成像的一种新方法。该方法首先对同频点脉冲应用Keystone变换校正距离走动并进行相参积累以获得高信噪比,从而在较高信噪比下精确估计目标平动速度并有效实施速度补偿,然后通过步进频处理合成距离维高分辨,从而提高了ISAR成像质量。通过理论分析与计算机仿真证明了文中方法的有效性。     

应用FRFT的调频步进ISAR低信噪比成像方法

调频步进逆合成孔径雷达(ISAR)在低信噪比(SNR)下采用距离-多普勒(R-D)成像算法时,必须有效进行包络对齐和相位聚焦,但是在目标运动未知的情况下,采用普通方法很难解决这个问题。利用调频步进雷达的粗距离像信号为慢时间域的线性调频(LFM)信号这一特点,通过对若干个连续子脉冲串的分数阶傅里叶变换(FRFT)谱图进行等距滑动叠加的方法,解决了单个子脉冲串的FRFT 谱图在低信噪比下被噪声淹没的问题。通过搜索叠加后的FRFT 谱图,可以估计出目标运动参数,然后利用目标运动参数估计值构造出补偿函数,从而实现了包络对齐和相位聚焦。由于FRFT 有快速算法,计算速度与快速傅里叶变换(FFT)相仿,所以算法的参数估计步骤运算效率较高,易于工程实现。仿真结果显示该算法可以获得较为理想的成像结果,验证了算法的有效性。     

基于联合块稀疏模型的随机调频步进ISAR成像方法

在回波数据稀疏、低信噪比等不利条件下,利用随机调频步进信号进行ISAR成像时,成像性能将会严重下降。针对上述问题,该文在充分分析随机调频步进信号回波特性的基础上,提出利用目标距离向具有的联合块稀疏特征来获得高质量ISAR图像的新方法。首先,推导了在随机调频步进信号发射波形条件下目标回波信号的联合块稀疏成像模型并分析了该模型特征;其次,提出了联合块稀疏正交匹配追踪稀疏重构算法(JBOMP)实现对模型的求解。该算法利用ISAR回波信号具有的块稀疏以及联合稀疏等先验信息,因此在低量测值、低信噪比条件下的ISAR成像性能得到了增强。所提算法还可以实现对多维信号的联合处理,且具有较快的运算速度。理论分析与仿真实验均验证了所提方法的有效性。     

基于随机步进频信号的MIMO波形设计和成像方法

基于MIMO雷达系统的宽带雷达成像是空间感知领域一个很有前景的研究方向.波形设计是宽带MIMO雷达系统需要解决的首要问题.对于MIMO宽带信号一般要求各雷达发射信号相互正交且自相关函数具有窄的主瓣和低旁瓣特性.文中详细分析了随机步进频信号自相关函数的统计特性,证明大的步进频数利于MIMO雷达成像,进而提出了一种基于遗传算法的MIMO波形设计方法,该算法中利用随机频率编码矩阵生成遗传算法的初始种群.最后将所设计的波形用于MIMO雷达成像的仿真实验,其结果证明了文中的波形设计方法可以有效降低MIMO雷达系统中不同通道之间的相互干扰,利于雷达成像.     

利用二维结构稀疏信息的调频步进ISAR高分辨成像新方法

针对已有利用压缩感知理论进行逆合成孔径（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像方法在低信噪比、欠采样率条件下性能下降严重等问题,依托调频步进波形独有特征并充分利用目标分布的二维结构稀疏信息,提出一种"先方位聚焦后距离分辨"的调频步进ISAR高分辨成像新方法.首先,对回波进行子脉冲脉压,在分析调频步进ISAR回波方位向特有的结构稀疏特征基础上,构建方位向的分布式压缩感知稀疏重构模型;其次,采用分布式压缩感知算法对该模型重构,从而获得低信噪比条件下的方位高分辨成像;最后,利用距离维的回波特征构建任意稀疏重构模型,实现距离向快速成像.由于该方法先进行方位聚焦,再进行距离分辨,并充分利用了目标的结构稀疏性,因此不仅具有抗噪性能强、重构精度高以及采样率低等特点,且避免了越距离单元走动对方位聚焦的影响.仿真与实测数据实验验证了本文方法的有效性.     

空中微动旋转目标的二维ISAR成像算法

 针对具有高速旋转部件的空中微动目标ISAR回波,本文提出一种基于低调频率匹配滤波的刚体与高速旋转部件回波分离方法.同时针对高速旋转部件的回波特点,提出基于逆-Radon变换的成像算法估计高速旋转散射点图像.最终同时得到微动目标刚体以及旋转部件的聚焦良好的ISAR图像.仿真和实测数据处理结果证明了所提算法的有效性.     

随机调频信号旁瓣抑制及成像

随机信号的旁瓣抑制问题是研究中的一个难点,通过简单有效的方法来降低随机信号的旁瓣具有较强的现实意义。该文构造出随机调频信号的连续时间模型。从理论上分析了高斯分布以及均匀分布情况下,随机调频信号的均方根带宽及点扩散函数。并采用波数域算法对该信号模型在合成孔径雷达中的应用进行了成像研究。仿真结果验证了对信号模型研究的正确性,结果表明：随机调频信号可以获得比线性调频情况下更低的峰值旁瓣比,应用在合成孔径雷达中具有较好的成像效果。