基于回声状态网络的OTHR海杂波抑制方法

在短相干积累时间(CIT)情况下,天波超视距雷达(OTHR)中低速目标检测很困难:低速目标靠近强大的海杂波频谱;短CIT导致多普勒分辨率低,使目标信号与海杂波更难区分。传统方法一般利用海杂波与目标信号的时频特征不同来抑制海杂波,目标速度较高时这些方法很有效,然而在短CIT、低速目标情况下目标与海杂波信号的时频特征的区分度很小,使得传统方法难以有效抑制海杂波。针对上述问题,考虑到海杂波与目标信号具有不同的动力学特征,提出一种基于回声状态网络的天波雷达海杂波抑制方法。该方法首先用海杂波参考信号训练回声状态网络,使该神经网络"记住"海杂波的混沌动态特征;然后用前述训练好的网络重构和预测天波雷达回波中...     

基于高阶奇异值分解的天波雷达海杂波抑制算法

天波超视距雷达的监测范围非常广,实际中经常要求其在短相干积累时间(Coherent Integration Time,CIT)条件下检测舰船目标,然而短CIT导致多普勒分辨率降低,很难从强大海杂波中检测出舰船目标.针对上述问题,提出了基于高阶奇异值分解(Higher-Order Singular Value Decomposition,HOSVD)子空间估计的海杂波抑制算法.利用舰船目标所在距离单元的回波数据建立Hankel张量,然后采用HOSVD求解Hankel张量的海杂波子空间和目标子空间,应用正交投影方法将Hankel张量映射到目标子空间以抑制海杂波.仿真结果表明:该方法与现有子空间类海杂波抑制方法相比,提高了主旁瓣比和信干噪比.     

一种改进的基于峰值信噪比-高阶奇异值分解的天波超视距雷达自适应海杂波抑制算法

天波超视距雷达(OTHR)舰船目标的检测性能受目标区海杂波的影响严重,准确且自适应的海杂波抑制效能对改善低可探测舰船目标的检测性能意义重大。该文针对基于高阶奇异值分解(HOSVD)的海杂波抑制算法非自适应机制的不足,通过引入峰值信噪比(PSNR),提出一种改进的基于PSNR-HOSVD的自适应算法。该算法仅利用第3等效模式展开矩阵的左奇异向量构造一个投影矩阵,相比于HOSVD算法,该文算法可有效降低计算复杂度,同时由于海杂波仅在第3等效模式展开矩阵的列空间中具有聚集特性,因此该文算法具有比HOSVD算法更好的海杂波抑制性能。实测数据处理结果表明,在电离层状态理想和非理想的情况下,该文PSNR-HOSVD自适应算法的性能均优于EVD自适应算法和HOSVD非自适应算法。     

天波雷达电离层污染校正与海杂波抑制

在天波超视距雷达（OTHR）中,舰船目标的多普勒频率与海杂波谱接近,电离层污染会导致海杂波频谱展宽,从而淹没邻近的舰船目标信号。考虑到电离层污染会导致OTHR回波信号的相位缓慢变化,提出了采用相位梯度法对回波信号进行电离层污染校正;利用污染校正后的海杂波可以近似为两个单频信号之和这一特点,提出了应用奇异值分解来实现对海杂波的抑制。仿真结果表明,文中算法可以有效地校正电离层污染,抑制海杂波,显著提高信杂比,从而有效解决强海杂波对舰船目标的遮蔽问题。与现有的HRR—SVD算法相比,文中算法可以适用于相干积累时间较长和电离层污染较大的情况,防止残留的海杂波形成虚警,提高了OTHR对海杂波附近舰船目标的检测能力。     

一种基于压缩感知的天波超视距雷达短时海杂波抑制方法

针对传统时域对消方法在短时条件下杂波重构精度低、抑制性能差的缺陷,该文提出一种基于压缩感知的天波雷达短时海杂波重构及抑制方法。首先对天波雷达短时回波模型进行了建模,在此基础上分析了利用压缩感知进行短时海杂波重构的合理性;其次分别从基于复冗余正弦字典的回波稀疏表示、基于降维字典的传感矩阵表示和基于改进的正交匹配追踪算法的杂波重构及抑制3个步骤对所提算法进行了详细阐述;最后进行了计算机仿真分析和实测数据验证。相关结果表明,在短时条件下,所提方法较传统时域对消方法和子空间类抑制方法具有较优的杂波抑制性能和工程应用价值。     

基于双迭代MVDR波束形成的MIMO-OTHR多模扩展多普勒杂波抑制算法

针对多模传播引起的扩展多普勒杂波影响天波超视距雷达对低可探测慢速舰船目标检测性能的问题,该文在新一代多输入多输出天波超视距雷达系统下,利用双迭代最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器抑制多模扩展多普勒杂波。考虑到时间叉排线性调频连续波MIMO天波雷达和慢时间相位编码MIMO天波雷达在有限相干积累时间内的训练样本数有限,且训练样本中包含主选模式期望信号,该文利用阻塞矩阵进行数据预处理,减小训练样本中的主选模式期望信号影响,并将LN×1维“发射-接收”2维权矢量优化分解为L×1维发射权矢量和N×1维接收权矢量,通过双迭代计算恢复出的2维MVDR权矢量来抑制多模扩展多普勒杂波,减小了计算量和样本需求。理论分析和仿真验证了算法的有效性。     

基于杂波聚类与贪婪策略的电离层杂波智能处理方法

在高频地波超视距雷达系统中,电离层杂波作为一种时变、非均匀、非高斯的复杂杂波,其抑制方法一直是困扰国内外的研究难点。针对传统杂波抑制方法对电离层杂波的处理能力单一、普适性差的问题,该文开展了杂波智能分类抑制处理方法的研究,通过对电离层杂波的成因与特性分析,提出了一种基于杂波聚类与贪婪策略的电离层杂波智能处理方法,对电离层杂波进行分类分情况处理。实验分析表明该方法对电离层杂波的抑制性能优于典型传统算法。      

基于多维匹配场处理技术的扩展杂波抑制算法

高频天波超视距雷达通过电离层的折射作用 ,具有同时超视距监测大区域范围的能力。但是由于高频HF段的电波传输环境复杂 ,存在相位路径失真和多模式传输等多种不利因素 ,会导致接收到的杂波展宽 ,从而淹没于杂波附近的目标回波。主要讨论了位于相邻探射区域反射的一致杂波的展宽现象 ,在针对该现象的原始匹配场处理方法的基础上 ,提出了多路信号形成多维交叉相关的方法。通过实验仿真说明 ,改进后的方法能够有效地改善扩展杂波的抑制效果     

天波超视距雷达杂波属性差别方法研究

提出了一种基于天波超视距雷达地、海杂波频谱特性,采用空间单元杂波幅度峰值检测结果判别地、海及地海交界线杂波属性的方法,可判别出具有多普勒频率偏移的地海杂波,并利用某雷达实测数据对该方法进行了验证。采用该方法绘制出的某区域海岸线地海杂波分布图与地图形状基本吻合。     

海面异常杂波的特征及抑制方法探讨

针对在特定的环境条件下产生的异常海面杂波干扰,采用常规的抗杂波措施效果不明显,本文介绍了几种较好的处理方法,在实际应用中采取这些措施后,对这种异常杂波的抑制有明显效果。     

基于相似性度量的非正侧阵杂波谱补偿方法

在非正侧阵雷达中的杂波谱随距离发生变化,造成杂波统计特性估计不准确,空时二维自适应处理中滤波器的杂波凹口变宽.为了克服这个难题,根据杂波模型提出了一种基于相似性度量的谱补偿方法.该方法首先将待检单元的导向矢量与相邻单元的导向矢量进行内积,作为谱结构相似性的度量,然后依此度量值,对接收数据的杂波协方差矩阵进行加权处理,最后用传统的空时自适应算法进行杂波抑制.仿真证明了该方法可以有效地消除杂波谱的非平稳性,提高雷达抑制杂波的性能.     

基于频移的DPCA机载雷达杂波抑制技术

该文采用杂波单元分解的方法分析了相位中心偏置天线(DPCA)对机载雷达主杂波的抑制性能,指出DPCA是一种简单的时-空二维滤波器,并分析了当主杂波中心频率不为零时DPCA杂波抑制能力下降的原因。该文还提出了一种基于主杂波中心频率频移的DPCA处理方法。理论分析和仿真结果均表明该方法具有较好的杂波抑制能力,同时该方法结构简单,便于工程实现。     

基于图像熵的探地雷达杂波抑制效果评价

现有的探地雷达杂波抑制效果评价主要使用信杂比方法,需要结合目标特征区域的判断,且目标特征区域的选择受经验和选择方法影响较大.针对此问题,依据目标与背景信号的差异性与图像熵的关系,提出一种不依赖目标特征区域选择的杂波抑制效果评价方法.引入探地雷达合成孔径效果评价的图像熵方法,结合杂波抑制原理,探讨了杂波抑制前后目标特征变...     

高频雷达海杂波的多重分形建模方法研究

将多重分形理论引入高频雷达海杂波建模,提出了一种新的高频雷达海杂波的时域多重分形模型。对比分析了实测数据海杂波、分数布朗运动(FBM)模型和多重分形模型的质量指数函数和奇异指数,结果表明:该多重分形模型与实测数据具有相似的多重分形性。此外,通过对韦布尔分布、对数正态分布和瑞利分布三种最常用海杂波的概率密度函数的比较分析,并利用修正的柯尔莫哥洛夫-斯米尔洛夫(K-S)统计检验,得出了高频雷达海杂波的多重分形模型具有先验的统计特性的结论,从而进一步证明了该多重分形模型的合理性和有效性。     

一种基于高斯模型的自适应地物杂波滤波算法

在天气雷达信号处理中地物杂波滤除非常重要,地物杂波会造成有强烈回波的假象,对预报造成干扰.提出了一种基于高斯模型的自适应频域地物杂波滤波算法,并以天津站实际的雷达回波信号为例,对2种滤波器的效果进行了分析和比较.仿真结果表明,频域滤波算法能有效消除地物杂波和超折射,最大限度地保留了天气信号.     

一种新的机载相控阵雷达杂波模拟及实现

论述了一种新的机载相控阵雷达视频信号模拟器中杂波信号的模拟方法和基于TMS320C6201的硬件实现,该模拟器采用软硬件相结合的方法,由计算机根据雷达工作参数预先并计算、杂波数据,然后将数据加载到硬件电路中,硬件电路实时合成视频雷达回波信号并输出。     

采用马尔可夫自回归模型的红外杂波时空域融合抑制

背景杂波抑制是红外传感器目标探测的关键技术。针对序列红外图像,基于马尔可夫自回归模型建立统一的时空域表达式,据此进行背景杂波的时空域融合抑制。首先,利用改进的方向中值滤波实现背景杂波的空域初级抑制;其次,利用恒虚警初检测提取出残余的强杂波干扰点作为样本点集;最后,根据最小均方残差准则通过奇异值分解估算统一模型参数,进而对空域滤波结果进行自适应时空域融合抑制,进一步提高图像的信噪比。通过大量仿真实验对比了算法的抑制效能,并对抑制后的残差特性进行了详细分析。仿真结果表明:该算法相比维纳滤波、形态学滤波等方法具有更好的性能。     

低重频数据辅助的近程杂波抑制方法

针对机载非正侧视雷达的距离非平稳杂波抑制问题,提出了一种低重频数据辅助的俯仰预滤波方法,用于滤除距离非平稳的近程杂波.该方法在无俯仰主瓣杂波信号的低重频数据域选取训练样本,并采用自适应俯仰空间频率补偿技术估计协方差矩阵,能够得到较理想的俯仰自适应方向图.推导了近程杂波俯仰维杂波秩的计算公式,为近程杂波抑制提供了理论支撑.在滤除距离非平稳的近程杂波后,能为方位多普勒空时自适应处理器提供距离平稳的训练样本,使其性能明显改善.仿真实验验证了该方法的有效性.     

对运动目标约束的机载前视阵雷达杂波谱补偿方法

在机载前视阵雷达中,由于地面杂波存在距离依赖性,使得杂波协方差矩阵估计不准确,进而导致空时自适应处理(STAP)的杂波抑制性能严重下降。基于配准的杂波补偿方法(RBC)能够有效地对地面杂波的距离依赖性进行补偿,但当杂波数据中含有运动目标时,使用该方法对杂波补偿后,包含在杂波中的运动目标信息会在空时平面散开,导致其无法被检测。针对上述问题,提出一种运动目标约束的杂波补偿方法,即在基于配准的方法中,根据运动目标与杂波的多普勒频率不同来添加运动目标约束保护。计算机仿真结果表明:该方法不仅能够降低杂波距离依赖性,而且可以有效地对运动目标信息进行保护。     

基于DSP的雷达杂波模拟实现

从雷达杂波的分布特性出发,分析了低分辨率雷达杂波的幅度统计特性和功率谱特性,并依据其分布特性对低分辨率雷达杂波模型进行了建立,同时为了降低杂波仿真计算量,采用频率变换法给出了杂波模拟的具体算法及仿真结果。最后结合某型以ADSP-BF533为核心处理芯片的雷达模拟器,进行了相应的软件设计,实现了高斯瑞利谱杂波回波输出。仿真结果表明,杂波模拟实时性较好,能够满足一般MTI、MTD体制雷达的测试和检测需求。