探地雷达回波信号预处理方法的研究与应用

探地雷达以宽频带记录回波信号,在记录各种有效信号的同时,不可避免地记录下各种干扰噪声,能否有效去除干扰噪声将直接影响到探地雷达对地下目标体的识别能力。探地雷达回波信号属于非平稳信号,FFT只适用于平稳信号的滤波、而小波变换对非平稳信号却能取得良好的滤波效果。为此,文中提出了采用小波阈值萎缩进行数据预处理的方法,以去除雷达回波噪声,并给出了基于DSP的电路和软件实现方法。     

基于小波变换的雷达回波信号去噪方法研究

为了准确识别雷达回波信号中的目标信号,木文将小波变换引入到雷达回波信号处理,对回波信号进行分解、重构以及滤波器设计,去除雷达信号中的噪声,采用MATLAB软件进行系统仿真,结果表明,采用小波变换mallat算法对探地雷达回波信号进行目标识别具有较好的时频分辨率,且可抑制杂波,去除噪声,能很好的识别目标信号,具有很好的应用前景。     

穿墙脉冲雷达回波信号人体微动特征识别初步研究*

主要研究了超宽带雷达人体探测回波信号微动特征识别问题。在分析超宽带雷达生命特征检测原理的基础上,针对人体微动特征特点,引入能量积分识别算法,编制时窗函数,对雷达实验的多个回波数据进行小波去噪处理。结果表明,利用能量积分算法,可以识别出含有人体微动特征的信号。     

基于小波包的去噪方法在地雷识别中的应用

作为一种新的探雷方法,探地雷达在探雷领域得到了广泛的应用。由于雷达回波信号包含有很多杂散信号,目标信号很容易被强噪声信号所淹没,为了提高雷达回波信号的信噪比,有利于地雷的识别和检测,提出了一种基于信息熵的最优基选择与小波包阈值去噪相结合的方法对回波信号进行杂波抑制,采用该方法对DeTeC的数据进行分析的实验结果表明,该方法在有效地去除了直达波的同时,抑制了背景噪声,分离出目标信号。     

探地雷达图像目标检测算法研究

探地雷达是一种针对地下目标的无损探测设备,在地下无损探测研究方面具有很强的实用性;探地雷达图像处理过程中有关回波信号双曲线提取以及顶点识别具有非常重要的意义;针对该内容,文中提出使用均值滤波和平均法的探地雷达杂波抑制算法,基于高斯-拉普拉斯算子的双曲线提取算法,以及基于对称度曲线法的顶点识别算法,并通过与相关算法的对比实验,说明了所提算法的可行性;文中所提算法对探地雷达图像预处理与探测目标识别具有一定参考价值。     

基于小波变换的人车目标特征提取算法

借助小波变换在时频分析上的优点,提取地面运动目标的回波信号特征在目标识别中加以应用.首先对目标的回波信号进行预处理,获取目标的瞬时多普勒频率信号,然后对该信号进行小波分解与重构,通过对特定频段的信号分析就可实现对运动目标周期性特征的提取.以在战场侦察雷达探测的人车目标识别中的应用为例,讲述该算法在人车目标识别中的特征提取过程,采用实际雷达回波数据对该特征提取算法进行验证,并对识别效果作分析.     

基于信号特征值相关性去除穿墙雷达直达波

穿墙雷达是一种用来探测被障碍物遮挡目标的新型雷达,障碍物对于穿墙雷达成像影响较大,回波中的目标信号往往淹没在直达波信号中。目前所提出的算法不能够完全去除直达波信号,或者在去除直达波信号的同时削弱了目标信号的幅度,影响目标信号的识别。针对超宽带步进变频穿墙雷达中去除直达波的问题,提出采用奇异值分解的方法提取回波信号中的目标信号分量和直达波信号分量,并去除直达波信号,最后采用HFSS仿真软件进行建模仿真。仿真结果表明,奇值分解方法能够有效去除直达波信号,并且能够保留目标信号的绝大部分信息,优于对消法。改进方法是处理相干信号的一种比较有效的手段,可用于强干扰噪声环境下的噪声去除。     

基于宽相关处理的超宽带探地雷达信号处理研究

宽相关处理作为超宽带(探地)雷达信号处理的基础，目前的实现手段主要是连续小波变换，然而连续小波变换却受到了子波基的选取和快速的制约。本文首先基于宽带雷达回波模型将宽相关处理等价为变尺度的多参数估计问题，并充分利用发射信号源建立典型尺度回波模型库。进而采用宽相关处理实现宽带信号参数的次最优估计。形成了工程化的实用方法。实测数据的处理验证了算法的工程有效性。     

宽带雷达动态目标建模及仿真研究

对复杂动态目标进行回波建模是研究目标散射特性，实现雷达跟踪识别动态目标的重要基础。该文利用宽带雷达的高分辨特性，分析了宽带信号照射到运动点目标上的回波信号形式，根据高频区目标总的电磁散射是多散射中心的合成的原理，得出了宽带雷达动态复杂目标的回波模型，并针对冲击雷达信号运用该模型进行回波仿真，获得给定目标在平动及转动情况下的回波仿真信号。仿真结果较好地反映出目标特征，为进一步进行雷达目标的识别提供了理论分析依据。     

基于卷积神经网络的雷达人体动作识别方法

利用雷达来识别人体动作对环境要求较低,且避免了摄像头带来的的隐私问题。针对这种需求,提出一种基于超宽带雷达和深度学习算法的人体动作识别方法。利用超宽带雷达的高距离分辨力,并针对人体动作的动态特性,提取出人体目标的距离-时间二维特征,弥补单一距离特征的不足。针对特征图采用一种经过优化的卷积神经网络进行识别。通过SIR-20高速探地雷达平台进行数据采集,对8种不同的人体动作进行识别,最终达到了平均99.2%的正确识别率,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于MUSIC谱估计的探地雷达回波处理方法

为了克服现有信号处理算法对探地雷达噪声及杂波滤除的不足,提出了一种基于MUSIC谱估计时域与频域联合滤波方法。利用常用的去直流波和均值滤波抑制方法进行雷达信号预处理,在此基础上,引入谱分析中信号子空间与噪声子空间的概念,将MUSIC算法与最小二乘法相结合来进行探地雷达杂波及噪声处理。仿真及实验结果表明,提出的回波处理方法可以有效地抑制雷达信号中的噪声和杂波,能提高测量数据的精度,具有较高的实用性和可用性。     

基于GPU并行处理的SAR回波仿真器设计方法

针对合成孔径雷达(SAR)设计了一种基于GPU的回波仿真器,使用并行计算的方法提高SAR回波模拟的效率。仿真数字回波信号通过数/模转换,转换为射频信号输出给SAR系统。使用了BP成像算法对仿真器模拟得到的点目标及分布式目标回波数据进行成像处理,验证了提出的SAR回波仿真器的有效性。实验分析表明,使用GPU并行处理的方法提高了SAR回波仿真的效率。     

实时雷达目标回波波形发生器在雷达目标识别中的应用

在自动目标识别系统（ＡＴＲ）中往往需要对系统样机进行测试和评估。文中论述了为完成测试而提供信号的目标回波波形发生器,它可以复现实际采集的真实目标的回波,也可以产生由算法提供的目标任意仿真波形,还可以作为普通的波形发生器使用。该波形合成器能够以６４ＭＨｚ的速率从Ｄ／Ａ 输出缓存数据,同时提供了１ Ｈｚ～４ ｋＨｚ可编程雷达同步信号,输出合成回波信号,在示波器上可得到完全等同于Ａ 显示器的波形信号,为ＡＴＲ系统的性能测试提供了可靠的保证。     

基于小波包能量特征及LVQ的目标检测方法研究

基于常规雷达的目标检测方法不能很好地适应冲击雷达目标的检测,提出了一种基于小波包能量特征与LVQ神经网络相结合的新颖目标检测方法;首先利用小波包对目标回波信号进行分解,以得到目标的能量特征量,该特征量能明显区分目标和噪声;然后将能量特征量送入学习向量量化(LVQ)神经网络进行训练与仿真,以实现对超宽带目标信号的检测;仿真结果表明,该方法能获得较高的检测概率,较低的虚警概率.     

杂波环境下雷达信号处理的SystemVue建模与仿真方法研究

对雷达信号处理的仿真建模方法进行研究,利用SystemVue仿真平台中专用的雷达模型库构建雷达系统仿真模型,并对杂波环境下的雷达信号处理过程进行雷达系统的建模与仿真实现。首先,分析雷达回波生成过程及雷达信号处理的基本原理;其次,研究雷达仿真模型库中目标模型、杂波/噪声模型、脉冲压缩模型、MTD模型、CFAR模型的功能作用及参数设置;最后,利用SystemVue仿真平台搭建杂波环境下雷达系统仿真模型,并基于矩阵类型的数据对雷达信号处理过程进行仿真。经过仿真,雷达系统模型的信号处理结果与理论相符,验证了该仿真模型的正确性。     

基于压缩传感特征提取的低分辨雷达目标识别

根据低分辨雷达目标回波的特点,提出了一种基于压缩传感的回波特征提取方法。选择小波基为稀疏基,高斯随机矩阵为测量矩阵,由较少的测量值构成识别特征向量,不仅可以获得雷达回波信号的本质驱动源,而且能够保持原始雷达回波信号的结构和足够多的目标信息。实验结果表明,该算法提取的回波特征向量维数低,且信息密度高,可以得到较好的目标识别结果。     

冲击体制雷达动目标积累算法及其应用

为了对超宽带动目标进行有效检测,对其回波的特点进行了分析,在此基础上提出了新颖的基于峰值对匹配的积累算法;设计了一套由功率合成的全固态脉冲发射机、超宽带平面喇叭收发天线阵、正交解调采样接收机、主控计算机四大部分组成的冲击体制雷达目标探测系统,介绍了系统的工作原理;该算法应用于实际系统之中,目标回波在距离门中位置保持稳定,并在积累过程中保持原有的形状,幅度随累加次数增加而增大,这表明了该方法的有效性.     

基于PCI9820的雷达回波信号实时采集系统

精确的雷达回波信号采集存储是完成目标识别和雷达成像的必要前提,随着A/D采样率和计算机总线技术的高速发展,已经可以在中频直接对雷达回波信号进行实时采集。本文介绍了一种ADLINK公司的基于PCI总线的高速高分辨率数据采集卡PCI9820的硬件结构及相关逻辑模块功能,基于它的双缓冲模式思想并利用板卡的相关驱动函数编写了实时采集程序,并说明了存储文件格式及数据格式。实验结果表明,此实时采集程序能够很好的控制数据采集卡PCI9820完成对雷达回波信号的高速高分辨率实时采集和存储,为信号处理提供了良好的数据基础。     

超宽带雷达的发展、现状及应用

超宽带雷达以其高距高分辩率、强穿透国、低截获率与强抗干扰性在军事、商业、环保等领域得到日益关注。本文综述了超宽带雷达的发展历史,结合国外实际超宽带合成孔径雷达系统阐明了超宽带合成孔径雷达的现状,并深入探讨了超宽带雷达的特性及其应用前景。超宽带雷达经过几十年的发展仍存在一些值得深入研究的问题,本文简要分析了部分技术难点,指出了超宽带雷达今后的发展和应用方向。