天空双基地预警雷达长时间相参积累算法研究

天空双基地预警雷达体制中,信号传播距离远,回波信噪比低,且目标高速运动常导致回波越距离单元走动,从而影响目标检测性能。针对这一问题,将Keystone变换用于天空双基地预警雷达体制中,在建立空间几何模型的基础上,分析了回波越距离单元走动特性,应用Keystone变换校正距离单元走动,并进行解多普勒模糊处理和基于单元选大准则的数据处理。该方法可以用于多个不同距离和速度的目标距离走动校正和相参积累检测。仿真结果验证了该方法具有良好的多目标检测性能。     

基于最大图像清晰度的泛探雷达目标距离-多普勒走动校正

泛探雷达长时间的相干积累会增加目标二维走动，导致目标在距离多普勒域散焦，回波信噪比降低。有效的目标二维走动校正才能更好地体现泛探雷达的凝视特性，提升雷达目标检测性能。文中利用Keystone变换进行距离维走动校正，并建立多普勒维走动和图像清晰度的数学关系式，基于最大图像清晰度准则进行多普勒维的走动校正。该方法解决了凝视探测下的二维走动，提高目标在多普勒维的高分辨，同时提升了微弱目标检测能力。     

雷达风速补偿与脉冲压缩速度补偿的设计

针对云团、消极干扰影响搜索雷达发现目标,在电路设计上采用了风速补偿技术,并对风速补偿设计原理、设计方法与结果进行了详细分析。对于跟踪雷达跟踪高速目标(卫星发射初段),回波信号脉压后存在时频耦合现象,引起距离走动。为了保证跟踪距离精度,采用了脉冲压缩速度补偿技术,消除距离偏差。通过实例与仿真分析,实现了跟踪距离精度要求。因此,采用风速补偿与脉冲压缩速度补偿设计,雷达发现目标与跟踪目标稳定可靠。     

机载雷达高速空中微弱动目标检测新方法

该文分析了机载雷达高速微弱空中动目标检测问题,指出直接对总回波数据进行Keystone变换校正存在多普勒模糊的动目标的距离走动时,会导致杂波脊展宽、杂波自由度增加从而降低STAP性能。为了解决这一问题,该文提出了一种新方法,该方法首先进行杂波抑制,然后利用Keystone变换校正目标距离走动,最后对目标距离走动校正后的数据进行常规空时2维波束形成实现目标积累,从而避免目标与杂波模糊数不同时,直接对回波数据进行Keystone变换校正动目标距离走动的同时影响杂波分布特性进而降低STAP性能的问题。仿真结果证明了该方法的有效性。     

双基地雷达Radon-Fourier变换弱目标积累检测

增加信号相参积累时间能够提高弱目标检测能力。双基地雷达长时间相参积累的关键是解决非线性相位回波的目标运动补偿问题。在波束影响可忽略的情况下,该文提出了双基地雷达距离-速度域Radon-Fourier变换（RFT）处理方法。该方法通过频域联合搜索双基地距离和速度参数空间,完成距离走动校正与脉冲积累。理论分析和仿真实验证明了其有效性。      

一种天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达系统中,由于卫星平台和目标间存在高速径向运动,回波信号会产生距离徙动和多普勒走动,导致FFT相参积累增益降低,不利于微弱目标检测。为了提高检测性能,需要准确估计出目标的运动参数,并对回波信号进行运动补偿。首先建立了目标回波模型,分析了回波距离徙动和多普勒走动特性;其次利用Keystone变换校正回波距离徙动,并通过对多普勒模糊数的广义最大似然估计和MTD处理估计出目标的径向速度;然后对校正后的回波信号在方位向作延迟自相关处理,再利用FFT和Jacobson校正算法估计出目标的径向加速度;最后通过仿真实验验证了本文算法的有效性。     

天基雷达的几个基本问题

在分析雷达卫星-地球几何关系的基础上,给出天基雷达在搜索、跟踪和SAR模式下用功率孔径表示的雷达方程,进一步分析了主瓣杂波多普勒带宽与最小可检测速度的关系、距离模糊与脉冲重复频率的关系、波束主瓣地面面积与下视角的关系以及地球转动对地面回波多普勒频率的影响等方面的问题,得出的结论可以作为进一步研究天基雷达的基础。     

Keystone变换实现方法研究

在传统PD雷达中,当相干积累时间较长或信号带宽很大,目标运动速度很高时,回波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。在此研究了Keystone变换的3种常用实现方法,通过仿真分析验证了算法的有效性,找出了低复杂度算法,对工程实现具有一定的参考意义。     

噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测

噪声调频连续波雷达由于发射信号无周期,具有理想的图钉型模糊函数,没有周期性距离模糊和速度模糊,从原理上非常适合在轨探测远距离的超高速空间目标。该文采用插值法建立了噪声调频连续波高速目标回波模型,提出噪声调频复合单频连续波雷达采用校正距离走动的“匹配参考信号”进行相参处理的方法,实现跨距离门积累从而提高距离主旁瓣比;针对多个目标的检测采用FFT-IFFT逐个“Clean”的办法,进一步提高检测目标动态范围。仿真结果表明所提出的方法是有效可行的。     

基于HT-MDCFT的高速机动目标运动参数估计

针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题,将Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合,提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用Hough变换,从距离像图像中提取目标运动轨迹特征,校正距离走动并解速度模糊;然后利用MDCFT校正多普勒频率徙动,估计目标运动参数;最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明,该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法,其抗噪声能力提升了约17.6 dB;即使雷达回波输入信噪比低至-35 dB,该方法仍可精确估计目标运动参数,充分聚焦目标回波能量。     

Keystone变换实现方法研究

在传统PD雷达里,当相干积累时间较长或信号带宽很大、目标运动速度很高时,回波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.本文详细研究了Keystone变换的三种常用实现方法,对它们的运算量作了比较,指出Chirp-Z变换能较好地满足系统实时性的要求.仿真分析和...     

一种多载频MIMO雷达高速运动目标多维参数估计方法

 多载频MIMO雷达中,高速运动目标回波信号经通道分离后各通道的距离和多普勒频率均不在同一分辨单元,无法利用传统的超分辨算法对目标距离、角度等参数进行估计.本文根据目标回波特点提出一种基于级联Keystone变换的高速运动目标参数估计方法.该方法先在快时间维利用Keystone变换校正距离走动,再在慢时间维进行Keystone变换校正多普勒走动,最后用MUSIC算法进行距离、方位和俯仰等参数估计.仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性.     

机载雷达高速空中机动目标检测新方法

空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)是一种有效的机载雷达运动目标检测方法.空中目标的高速运动会导致其回波产生严重的距离走动和多普勒模糊,并且目标作加速运动时还会引起多普勒走动.为了有效检测上述目标,本文提出了一种新方法,该方法在目标距离走动校正之前首先进行杂波抑制,避免了直接利用Keystone变换校正存在多普勒模糊的运动目标距离走动时影响杂波分布特性、进而降低STAP性能的问题;然后对距离走动校正后的数据进行Wigner-Hough变换,估计出目标的加速度,并根据估计值对多普勒走动项进行补偿,从而使目标能量能够得到有效积累;最后进行运动目标检测.仿真结果证明了该方法的有效性.     

宽带数字阵列雷达孔径渡越和距离走动补偿技术

宽带数字阵列雷达波束控制灵活,分辨率高,是雷达的一个发展方向。但是宽带宽角扫描会引起孔径渡越效应,影响波束合成的质量。另外,分辨率的提高会导致脉冲间距离走动,严重影响脉间相参积累的效果。本文分析了孔径渡越的形成,提出针对线性调频信号的回波延时补偿方法。研究了Keystone方法进行距离走动校正。     

跟踪雷达的ISAR成像技术

本文对跟踪雷达的 ISAR 成像技术进行了研究。对跟踪雷达的成像特殊性进行了分析,并对成像中涉及的运动补偿、距离走动校正以及方位成像进行了深入研究,最后通过数据处理对所提方法的有效性进行了验证。     

多帧相参积累检测前跟踪方法

为了提高雷达对微弱目标的检测能力,提出了一种多帧相参积累的检测前跟踪(TBD)方法.通过对多帧时间内运动目标回波的分析,建立了相参积累的回波信号模型,其中目标回波出现距离单元走动和多普勒单元走动.利用目标回波的空-时相关性,采用速度匹配法和离散Chirp- Fourier变换(DCFT)联合估计目标径向速度、多普勒频率...     

回波越距离单元走动的MTD研究

针对高速目标回波脉冲信号产生越距离单元走动,动目标检测的MTD方法积累脉冲减少导致检测性能下降的问题,提出一种校正存在多普勒模糊的越距离走动的方法.利用回波信号快时间频率域的积累以及一个CPI内同一距离单元对存在模糊的多普勒的采样特性,结合孙子定理,给出解模糊多普勒的新方法.对CPI每重复周期采样点进行采样补偿,再实现采样数据矩阵沿多普勒斜线的包络对齐.然后利用MTD,实现动目标检测.给出算法框图,通过仿真实验证明该方法的有效性.     

Keystone变换对空时自适应处理性能的影响分析

机载/星载等高速平台进行高速空中动目标检测时,平台的高速运动会引起杂波走动,目标与平台的高速运动还会导致目标产生严重的距离走动,一般常用keystone变换(keystone formatting)来校正。但由于目标存在严重的速度模糊,keystone变换无法同时校正目标和杂波的距离走动。本文首先研究雷达处于高速平台时keystone变换校正空中动目标距离走动的同时对杂波特性的影响,进而分析其对空时自适应处理(Space-time adaptive processing , STAP)的影响。通过研究指出:当目标不存在多普勒模糊时,keystone变换可同时校正目标和杂波的距离走动,从而为取得良好的STAP性能提供了前提;当目标存在多普勒模糊时,keystone变换校正目标距离走动的同时会使杂波部分产生新的走动分量,最终降低STAP性能。分析结果为如何更好地实现高速平台高速空中动目标检测问题提供了理论参考。      

一种多通道SAR地面快速目标高概率检测方法

研究了合成孔径雷达地面动目标检测(SAR-GMTI)的快速目标检测问题。为提高检测概率,在回波数据的距离压缩-方位时域,对基带多普勒中心偏移对应的速度分量引起的走动采用Keystone变换进行校正,对整数倍脉冲重复频率(PRF)的多普勒中心偏移对应速度引起的走动量则可在时域加以校正,校正后再进行方位匹配滤波得到运动目标SAR图像,同时利用距离走动信息完成速度解模糊。实测数据处理结果验证了该方法的有效性。     

基于Keystone变换的多目标距离走动校正

微弱目标检测中,高速运动目标的跨距离单元走动会影响长时间相参积累的效果,需要预先加以校正。针对以往Keystone变换法在校正走动时,不能同时校正模糊数不同的多目标走动的不足,提出了一种改进的Keystone变换算法,在无模糊的Keystone变换之后,通过单元最大模糊数搜索快速得到多个目标的模糊数,使各目标根据自身运动特性得到校正,从而延长相参积累时间、提高积累增益。仿真结果验证了算法的有效性。