海杂波背景下的PSO-RBF弱目标检测

海杂波背景下的目标检测是海面雷达信号处理的重要组成部分。海杂波中弱目标的检测，传统方法是基于海杂波统计特性，但是统计特性并不能很好地反映海杂波的内在动力学特性，因此检测效果很不理想。本文根据海杂波的混沌特性，对其进行了相构空间重构，并将粒子群算法算法(PSO)应用到径向基函数(RBF)神经网络核函数参数的优化学习中，利用加拿大McMaster大学采用IPIX雷达在Dartmouth地区海域实测带有目标的海杂波数据对此方法进行验证。结果表明，在混沌海杂波背景下PSO-RBF小目标检测法具有良好的预测性，相比于一般的径向基神经网络，改进算法不仅收敛速度快，且误差精度高。     

基于VMD-WTD的高频地波雷达电离层杂波抑制

高频地波雷达(HFSWRs)回波数据受电离层杂波污染,严重影响了海态遥感和目标检测。为了解决该问题,基于目标反射雷达波的不同种类,运用变分模态分解(VMD)算法分别形成不同的模态,接着运用小波阈值算法对含有杂波的模态进行滤波,实现在充分抑制电离层杂波的前提下,提高回波信噪比的目的。实测结果表明,单侧和双侧电离层杂波处理后信噪比分别提升25.95和36.40 dB,海洋雷达理论探测距离至少提高24 km。最后与传统方法进行对比,验证了方法的可行性和有效性,为高频地波雷达电离层杂波抑制提供了一个新方法。     

雷达杂波抑制技术研究

全相参技术是抑制地物杂波、气象杂波和提取运动目标的最有效技术。利用运动目标产生多卜勒频移效应的物理现象，雷达信号处理就能在频域轻易地将运动目标检测出来。根据固定目标回波在时域上为等幅脉冲序列的特点，采用相邻周期曰波信号相减处理输出为零，实现对固定目标回波进行抑制。采用试探法和实测法，寻找出慢动杂波(气象杂波)的多卜勒频移fdw，通过谱线搬移到杂波抑制滤波器的阻带之中，达到有效抑制慢动杂波的目的。随着微电子技术、计算机技术、数字技术、自适应信号处理技术的广泛应用，自动校正慢动杂波抑制滤波器凹口的自适用MTI系统，能自适应地抑制云、雨、雪等气象杂波。对慢速、极慢速、原地旋转等杂波具有自适应信号处理功能。雷达杂波抑制技术研究对进一步提高现代雷达性能具有重要意义。     

基于 SSA-SVM 的海杂波背景下小信号检测方法

针对传统检测方法不能有效地从强混沌背景噪声中检测出小信号,本文研究了强杂波背景下小目标检测原理,提出了一种基于SSA-SVM的混沌小信号检测方法。利用麻雀搜索算法优化SVM惩罚参数C与核函数参数σ提高预测准确性,从而降低检测门限,提高检测率。在Lorenz混沌系统中加入目标信号进行仿真,结果表明：提出的方法能有效地从强混沌背景噪声中检测出小信号,瞬态小信号预测的均方根误差为0.000 434 3(信噪比为-137.707 3 dB),比传统SVM算法预测信号的均方根误差0.049(信噪比为-54.60 dB)降低了两个数量级。利用IPIX雷达实测海杂波数据,对所提方法进行实验验证,进一步说明了该方法的有效性。     

海南发射场测控雷达海杂波建模与仿真

海南发射场雷达测控设备工作时面临着较严重的海杂波影响,为此需要建立准确的海杂波模型,研究和掌握海杂波的性质。研究了球不变随机过程法(SIRP)产生相参相关K分布海杂波的仿真模型;其中,采用了基于复倒谱的方法来产生相关高斯随机序列;最后,开展了仿真实验。结果表明,本方法模拟产生的海杂波在概率分布和功率谱特性上与理论值都吻合,说明该方法是准确和有效的。该方法对开展海杂波条件下测控雷达检测性能研究和杂波抑制方法研究都有重要意义。     

时空相干相关K分布海杂波仿真

海杂波通常会制约雷达对目标的检测,它的精确仿真关乎到雷达性能预估的准确性.首先介绍了海杂波的幅度统计模型,然后对它的时间相关性与空间相关性进行讨论.并在此基础上研究了基于球不变随机过程法(SIRP)仿真时空相干相关K分布杂波的方法.最后仿真生成海杂波数据,结果表明用该方法获到的杂波数据的概率密度函数与K分布模型匹配得很好.同时时间与空间相关性得到了满足,与杂波的复合散射机理也贴合,证实该仿真方法是可行的.     

动态杂波条件下非合作辐射源目标检测研究

针对非合作雷达辐射源采用不可控的第三方辐射源导致杂波趋于复杂的问题,提出了根据杂波协方差矩阵特点进行杂波动态化的方法,设计了对杂波动态化处理的非合作雷达辐射源目标检测系统。结果显示：所设置的辐射源与目标信息在杂波动态化处理后,可以通过非合作雷达辐射源目标检测系统提取到准确的辐射源、目标的位置、速度、角度信息。结果表明该动态化杂波不会轻易淹没功率较大的目标,该目标检测系统可以对目标进行数据采集处理,且位置速度误差均不超过1%,对目标跟踪、实际情况下的雷达信号处理有参考作用。     

基于隐马尔可夫模型的MIMO雷达目标检测

MIMO雷达是一种新体制雷达,相对于传统雷达在目标检测及参数估计性能都有很大提高。本文针对MIMO雷达的发射信号特点及天线阵元布置特点,分析了雷达目标和杂波的散射特点。目标回波的各向异性比杂波更强。因此可以用隐马尔可夫模型（HMM）对目标和杂波分别建模,实现目标和杂波的分离。在检测过程中,首先用样本模型对HMM进行训练,得出它的参数。然后用训练好的HMMs分别对待检测信号进行归类,分别计算它属于杂波和目标的概率,计算概率比值,大于门限判断有目标。仿真实验表明,本文方法的检测性能优于传统的检测方法。本方法在检测时候的计算量很小,有利于信号的实时处理。     

基于双曲线特征似然比检验的输电走廊采空区探地雷达目标检测方法

针对输电走廊采空区复杂地下介质环境中的探地雷达自动目标检测问题,提出了一种双曲线特征检测的广义似然比检验方法,该方法采用球不变随机过程描述非高斯杂波背景,通过对双曲线整体的假设检验来判断目标的有无,可充分利用目标特征与杂波统计特性以提高信杂噪比增益。在保证检测性能的前提下,进一步推导了双曲线特征广义似然比检验的近似实现形式,使运算复杂度大幅降低,且对背景杂波的分布类型不敏感,具有较高的工程应用价值。实验结果及分析验证了本文方法的检测性能。     

一种改进的自适应恒虚警检测器

为了解决传统自适应恒虚警检测器在多目标环境下检测性能下降的问题,对传统基于指数变换的恒虚警检测器 (Variability Index CFAR,VI-CFAR)的选择策略进行改进,提出了一种改进的自适应恒虚警检测器-VIHCES-CFAR。在杂波边缘环境下和多目标干扰环境下分别选择非均匀杂波估计恒虚警检测器 (Heterogeneous Clutter Estimating CFAR,HCE-CFAR)和交互式恒虚警检测器 (Switching CFAR,S-CFAR)进行处理,提高了多目标环境下的目标检测能力,有效避免了目标遮蔽的问题。实验结果表明,在检测概率为0.5的条件下VIHCES-CFAR的信噪比相对于SVI-CFAR低0.05dB,在多目标环境下检测概率为99.78%,在杂波边缘环境下检测概率控制在10-4左右,具有稳定的抗干扰能力和良好的虚警控制能力。并通过实测数据验证了VIHCES-CFAR检测器在解决目标遮蔽问题上的有效性。     

毫米波雷达海雾观测数据中的舰船杂波分析

海雾探测雷达由于架设高度低、观测仰角低,会受到众多来源的杂波干扰,这些杂波的分析是改善海雾探测效果的基础。本文针对毫米波海雾探测雷达数据中的舰船杂波,统计了舰船所造成杂波的时域及频域特性,提出了舰船杂波提取算法,实现了舰船信号和气象回波的分离。在此基础上,通过剔除舰船信号后的功率谱二次识别,实现了海雾观测数据中舰船信息的抑制,提升了毫米波雷达测雾数据的质量。更进一步,通过挖掘杂波中蕴含的信息,成功提取出舰船的长度、航速、航向等多重信息。初步探究了气象雷达在舰船监测方面的应用潜力。     

CFAR detection of weak target in clutter using chaos synchronization

In this paper, a novel constant false alarm rate (CFAR) approach for detecting weak targets in sea clutter spectrum based on chaos synchronization is proposed. The weak target signal is detected when the synchronization between two identical chaotic systems is realized, even if the target spectrum lies inside the clutter spectrum. The threshold for the proposed CFAR detection is derived theoretically. The proposed chaos‐synchronization‐based CFAR technique is shown to be able to enhance the detectability of the target when the signal‐to‐clutter ratio and signal‐to‐noise ratio are low. Numerical experiments based on real radar sea clutter data confirm the effectiveness of the proposed chaos‐synchronization‐based CFAR detection method. The performance is superior to those of the standard autoregressive estimation‐based and the cell‐averaging CFAR detectors. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Distributed Sea Clutter Denoising Algorithm Based on Variational Mode Decomposition

In order to improve the detection accuracy of chaotic small signal prediction models under the background of sea clutter, a distributed sea clutter denoising algorithm is proposed, on the basis of variational modal decomposition (VMD). The sea clutter signal is decomposed into variational modal functions (VMF) with different center bandwidths by means of VMD. By analyzing the autocorrelation characteristics of the decomposed signal, we perform instantaneous half-period (IHP) and wavelet threshold denoising processing on the high-frequency and low-frequency components respectively, and regain the sea clutter signals. Based on LSSVM sea clutter prediction model, this research compares and analyzes the denoising effects of VMD. Experiment results show that, the RMSE after denoising is reduced by two orders of magnitude, approximating 0.00034, with an apparently better denoising effect, compared with the root mean square error (RMSE) of the prediction before denoising.     

一种超宽带相参雷达目标模拟器设计

在舰载、地基等高分辨率雷达的修理或研制过程中,需要对其进行测距、测速标校以检验该雷达系统性能指标。设计了一种超宽带相参雷达目标模拟器,在X波段上实现1.3GHz带宽,并以我国某海基超宽带、高分辨率雷达为适用对象,通过空馈方式接收海基雷达发射的调频步进频信号,对其进行相应的距离、速度、幅度调制后重构发射信号,再由天线辐射给海基雷达,从而模拟空中目标的各种运功状态,完成对高分辨率雷达参数校验及性能测试。     

船用雷达回波信号模拟器软件的研究与开发

提出船用雷达回波视频信号模拟器上位机软件中的核心部分,即雷达回波视频数字序列的产生方法.该方法根据雷达分辨率模型、雷达回波信号模型、海杂波和噪声模型,以极坐标扫描模拟海图的方式生成雷达回波视频数字序列.通过将算法相关模型加入到MATLAB中仿真、画图并对实验结果进行比较和分析,验证了以上述方法生成雷达回波视频数字序列是...     

基于奇异值分解的风电场杂波微动特征提取

风电场作为一种特殊的大型建筑物,会影响航管监视雷达对飞机目标的准确探测。同时,由于风电场通常分布在某一大面积区域,风轮机之间具有多径传输特性,进而会影响航管监视雷达对飞机目标的定位和测速。因而,分析风电场杂波的微动特征有助于检测和识别风电场杂波信号,提高雷达探测目标的准确性。基于航管监视雷达风电场回波信号模型,利用奇异值分解技术分析了风电场回波信号的微动特征,并构造相应的特征量实现其微动特征的提取。同时,在飞机目标存在背景下,提取了风电场回波的微动特征,并将其与飞机目标的多普勒特征进行对比分析,仿真结果证明了所提方法的有效性。     

雾衰减对雷达探测距离影响分析

对海面和低空目标探测时,雷达电波传播过程中会受到雾体衰减和散射噪声的影响.分析平流雾和辐射雾对电磁波的衰减及雾体散射带来天线辐射噪声温度增加等特性,构建雾衰减影响下的雷达探测距离模型.仿真分析典型频率火控雷达在不同俯仰角、能见度和媒介属性条件下的雷达探测性能,结果表明较高频率雷达受雾的影响较大,雾区内含水量越多对雷达影...