无源多基雷达海面运动目标检测与定位方法

由于北斗卫星导航系统全球覆盖的特性,以其为辐射源构成无源雷达在海面监测方向具有应用潜力。本文针对多颗北斗卫星为辐射源所构成的无源多基雷达,提出了一种目标回波空时联合积累方法,可实现海面运动目标的检测与定位。首先,本文提出距离反转-方位伸缩变换(RRAST),将各二维时域回波转换为一维方位信号,并将其多普勒质心置零;然后,利用去调频积分变换(DcIT)处理实现回波的长时间积累,并非相干叠加多源回波实现目标回波的空间积累,在多普勒调频率域实现海面运动目标的有效检测;最后,将多源回波均映射到目标运动参数域,根据峰值位置实现目标的定位与速度估计。仿真实验结果表明,本方法可在低信噪比条件下实现海面运动目标的检测与定位。     

面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号的外辐射源雷达,是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要,通过对该雷达系统组成与工作原理的分析,完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。     

基于GNSS的无源雷达定位能力分析

基于全球导航定位系统(GNSS)的无源雷达是当前研究的热点。在基于距离和的定位方法中,GNSS自身的时间同步误差和定位误差会降低定位精确度,考虑这些误差并结合全球四大GNSS的信号特性和参数测量能力,推导了三维空间多发多收距离和定位精确度表达式以及克拉美罗下界(CRLB)。选取不同卫星和接收站数量进行了仿真分析,揭示了卫星数量、接收站数量与定位精度之间的关系。当忽略卫星位置误差时,接收站数量增长带来的定位精确度增长百分比对于任意辐射源数量为定值;若卫星位置误差增大,增加接收站数量对于定位精确度的改善程度会降低。所得结论可以为基于GNSS的无源雷达辐射源选取与接收站布站提供理论参考。     

高轨辐射源被动雷达空-时积累海面动目标检测技术

被动雷达作为一种特殊的双（多）基雷达体制,具有低成本、反隐身和抗干扰能力强等显著优势;与传统辐射源相比,地球同步轨道（geosynchronous earth orbit, GEO）卫星具有覆盖面积广、重访周期短、地面功率密度高等特性,将其作为辐射源构成高轨辐射源被动雷达,在广域持续隐蔽探测中具有显著优势。本文针对一发多收的高轨辐射源被动雷达系统,为解决多基目标回波的高精度融合问题,提出了一种基于空-时联合积累的高轨辐射源被动雷达海面运动目标检测技术。首先,利用Keystone变换和去调频傅里叶变换实现目标回波能量跨距离单元和跨多普勒单元现象的校正,并将各站目标回波能量积累到多普勒参数域;然后,根据目标角度、距离、多普勒参数与多基构型间的解析形式,建立各站目标回波域、多普勒参数域间各自映射关系,从而解决了多基间目标距离和多普勒参数的差异性问题,完成了多基间目标回波能量的对齐和积累,实现了高轨辐射源被动雷达动目标检测和定位。      

低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达目标回波包络峰值的距离徙动会导致FFT相参积累增益降低,为了对回波信号进行运动补偿,需要对目标运动参数进行估计。由于天基雷达对目标的观察距离较远,因此回波信噪比较低,直接影响了运动参数的估计精度。针对这一问题,本文提出了一种低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法。首先建立了目标回波模型,并对雷达观测距离范围内的回波信噪比进行了计算分析;然后利用Keystone变换对回波包络距离徙动进行校正,并对校正后的回波信号作离散短时傅里叶变换,得到回波信号方位向上的时频分布;最后利用Hough变换将时频域变换到参数域,得到运动参数的估计值。仿真结果表明,本文方法在低信噪比条件下能有效地估计目标运动参数,并且估计精度对信噪比的变化不敏感,具有良好的鲁棒性。      

外辐射源雷达的相干积累增益计算及性能分析

 本文在分析外辐射源雷达参考通道和目标回波通道信号特点的基础上,推导了外辐射源雷达的相干积累增益与参考通道信噪比、信号有效带宽和相干积累时间的关系,为预测其探测威力提供了理论基础.然后验证和分析了相干积累增益与参考通道信噪比之间的关系,并由此对外辐射源雷达布站的基线选择提出了一些建议.     

弹道导弹微动特征参数随雷达回波信噪比的变化特性

雷达目标识别是弹道导弹防御系统中的关键技术,利用导弹目标产生的雷达微多普勒频率进行目标判定是先进的目标识别方法之一。在进行弹道导弹的微动特征参数提取时,雷达回波的信噪比将会对其有不同程度的影响,严重时可能无法实现参数提取。在建立弹道导弹弹头运动模型和基于时频分析法的微多普勒特征参数提取方法的基础上,通过不同雷达回波信噪比下弹道导弹微多普勒特征参数提取的仿真,获得了微动特征参数随信噪比的变化特性。仿真结果表明:基于微多普勒的弹道导弹微动特征参数提取效果随着雷达信噪比而提高;只要雷达信噪比大于5,则都可较好地实现微动特征参数的有效提取。     

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。     

基于星载机会源的空间目标外辐射源雷达探测技术可行性研究

空间目标监视雷达通常采用有源雷达,为了充分发挥无源雷达在空间目标监视中的本身优势,该文分析了利用卫星信号作为机会源的外辐射源雷达探测空间目标的可行性。首先,从可探测时间、直达波抑制等角度分析了利用卫星信号的外辐射源雷达能够较好地探测低轨目标。同时,仿真分析了卫星信号外辐射源雷达Ku 和L 波段空间目标双站横截面积(Radar Cross Section, RCS),为空间目标前向散射能量的选择提供基础。最后,研究了系统增益、积累时间、辐射源选择等系统关键参数,从关键参数的分析可以看出,利用同步卫星电视的外辐射源雷达系统规模相对较小。分析结果可以大大促进卫星外辐射源雷达探测空间目标的发展。      

无源雷达成像的平动补偿

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重点.讨论了无源雷达成像的平动补偿,建立目标回波模型,利用相邻回波包络的相关性进行运动补偿.将来自不同视线角的多个电视台的反射信号形成的子孔径综合为等效的大孔径的方法来对目标进行成像,并进行了仿真试验.     

基于高度角随机模型的GNSS外辐射源雷达定位算法

针对GNSS外辐射源雷达定位时不同卫星对定位的误差贡献不同的问题,提出基于高度角随机模型的定位算法,理论分析目标位置估计量的克拉美罗界和统计特性,并计算卫星位置误差和地面站位置误差对定位误差的影响。仿真结果表明：所提出算法对不同GNSS卫星的直射、反射路径的伪距差测量值误差进行了合理分配,定位性能达到了克拉美罗界,且不会因为选星方案的改变而大幅恶化。对地面站位置误差和卫星位置误差的分析表明：地面站位置的标准差小于10 cm、卫星位置的标准差小于1 km时对定位总误差的贡献可以忽略不计。     

基于压缩感知的外辐射源雷达目标检测

外辐射源雷达是利用电视、广播等非合作照射源对运动目标进行探测、定位和跟踪的雷达系统。由于目标回波信号功率微弱,淹没在直达波、多径杂波以及接收机热噪声中,一般需要通过杂波对消和相干积累来检测目标。考虑到回波信号互模糊函数在距离-多普勒域的稀疏性,建立了基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的外辐射源雷达目标检测模型。该模型对辐射源信号形式没有要求,不需要杂波对消,并且在强目标存在的情况下不影响对弱目标的检测。仿真结果表明:基于该模型的方法在性能上与常规方法相当,并且在强目标存在时也能有效检测到弱目标。     

DRM广播外辐射源雷达模拟信号源设计

DRM数字调幅广播在全球获得蓬勃发展,但目前可收听时段较为有限.为开展DRM新体制外辐射源雷达预研的需要,给出了一种DRM外辐射源雷达模拟信号源的软硬件实现方法.基于DRM信号结构分析了基带信号的产生和接收信号的数学模型;介绍了硬件平台结构、实现方法和工作流程,并通过双通道合成输出,成功模拟了直达波与目标回波信号;通过后续信号处理准确地提取了目标信号的时延多普勒信息.试验结果表明,模拟信号源能够满足外辐射源雷达的预研需求,为基于实测数据的目标提取等算法奠定了基础.     

基于PC-OFDM信号外辐射源雷达的低空旋翼目标微动特征提取

相位编码频分复用(PC-OFDM)信号最早应用于通信系统,同时作为外辐射源雷达信号具有低截获、抗干扰、波形灵活等优点,是现有民用外辐射源信号的有效补充.提出将PC-OFDM信号作为外辐射源雷达信号,进而实现低空旋翼目标微动特征的有效提取.基于PC-OFDM信号,建立了低空旋翼目标双基雷达微动回波模型,推导了微多普勒的参...     

宽带雷达微弱目标信号的积累方法

利用长时间信号积累来提高信噪比（SNR）是微弱目标检测的一种常规方法。针对宽带雷达目标运动引起跨距离单元走动以及目标回波能量分散而无法有效积累问题,通过对宽带雷达目标模型与回波特性的分析,利用相邻脉冲重复周期目标一维像的相似性,提出了一种基于互相关技术的多周期回波信号的频域积累方法。仿真结果表明,该方法适用于低信噪比下的信号提取,为宽带雷达微弱目标检测提供一种有效的积累方法。     

GNSS外辐射源空中目标探测研究现状及发展

外辐射源雷达是依靠其他辐射信号进行探测的雷达，具有成本低廉、战场生存能力强、反隐身性能优秀和抗干扰能力突出等特点，是当前多个领域的研究热点。导航卫星信号具有带宽宽、旁瓣低和全天候全地域覆盖的特点，且作为外辐射源信号可无损重构。针对外辐射源雷达的发展现状，从外辐射源探测、主要外辐射源信号对比分析、外辐射源雷达的关键技术和研究难点等方面进行概述，得出导航信号作为外辐射源信号的优势所在及其以弱信号检测和杂波抑制为主的研究难点，并就已有技术提出初步的解决方案。从多雷达布站方案、双站极化处理和双基雷达成像等方面对GNSS外辐射源目标探测技术的发展趋势提出展望。     

一种频率步进雷达目标运动参数估计方法

为实现低信噪比下目标的精确运动补偿,提出基于Keystone变换和Morlet小波变换的方法估计低信噪比下目标速度和初始距离参数。在分析频率步进雷达运动目标回波信号基础上,首先采用Keystone变换法去除回波信号高次相位项,然后对回波信号做IFFT运算,再进行FFT 操作,便可得到距离-速度二维参数谱。考虑低信噪比对参数估计的影响,文中将距离维参数谱通过Morlet小波变换去除噪声,进而获得目标运动参数的精确估计。最后计算机仿真实验进一步说明了该方法的有效性。     

基于GNSS的无源雷达海面目标检测技术综述

与常规雷达相比,无源雷达由于不需要特定的发射站,具有成本低、抗干扰能力强等优势。用于构成无源雷达的机会照射源种类多种多样,其中,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)由于其全球覆盖的特性,且具有较大的信号带宽,将其作为机会照射源构成无源雷达在海面目标检测方面有着显著的优势。本文首先建立了GNSS照射下的海面目标回波模型,并分析了基于GNSS的无源雷达海面目标检测的难点;接着介绍了现有基于GNSS的无源雷达海面目标检测方法,并分析了各个方法的优缺点;最后,对基于GNSS的无源雷达海面目标检测的研究前景和发展趋势进行了展望。     

基于微多普勒特征的外辐射源雷达目标识别方法

根据微多普勒特征可为目标识别提供重要参数,外辐射源雷达在微动参数提取上具有独到优势。根据目标旋转部件的周期性转动对电磁波产生的调制特性,建立了外辐射源雷达直升机旋转叶片的回波信号数学模型;用联合时频分析方法提取出包含稳定目标结构信息的微多普勒特征;最后,用主成分分析方法(PCA)对提取的特征进行降维,并采用k近邻(KNN)分类器进行目标分类识别。仿真数据和实测数据的计算结果表明该方法具有很好的识别效果。     

基于外辐射源雷达系统的目标定位算法

基于外辐射源的单站无源定位系统实际相当于收发分置的双基雷达,具有反侦察、抗干扰、反隐身和防反辐射导弹等潜在优势,因此利用外辐射源信号对目标进行无源定位和跟踪是目前国际上比较热门的一个研究课题。提出了一种基于外辐射源的单站无源定位系统的目标定位算法,借助信号到达的时间差和方位信息,对空中目标进行定位,并进行算法的推导、精度的分析,通过仿真验证了此定位算法的有效性。