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。     

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。     

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。     

基于频率轴反转的机动目标距离徙动补偿方法

机动目标在长时间积累时间内发生严重的距离徙动与多普勒徙动,影响雷达对目标的检测性能.针对该问题,该文提出一种基于频率轴反转变换与广义自相关变换的机动目标检测与高阶运动参数估计快速算法.首先在距离频域利用频率轴反转变换校正距离徙动,信号变为立方相位信号;然后利用广义自相关变换与广义变尺度傅里叶变换实现信号降阶与参数非搜索估计;最后利用估计参数对原始信号解调频,并完成目标能量的积累.与现有的Keystone,广义Radon-Fourier变换,Radon-吕分布和Radon-分数阶傅里叶变换相比,本文方法可以快速校正距离徙动,实现非搜索的目标参数估计,达到低计算复杂度与检测性能的折中.仿真实验表明,该方法可有效完成机动目标的检测与参数估计.     

一种单通道SAR地面运动目标成像和运动参数估计方法

根据单通道高分辨SAR(Synthetic Aperture Radar)运动目标的回波包络和多普勒频谱的特性,本文提出一种利用二阶Keystone变换校正回波数据的距离弯曲,然后估计回波包络的斜率进行走动校正,再对运动目标的多普勒频谱进行分析得到运动目标的多普勒参数,进而对地面运动目标进行成像,同时完成对运动目标的定位,使运动目标在SAR图像中的正确位置上显示.另外,根据地面运动目标的多普勒参数和运动参数的关系,可以估计出运动目标的关键运动参数.结合仿真和实测数据的处理结果表明该方法可有效地对地面运动目标成像和运动参数估计.     

一种基于TRT-SKT-HAF的变加速目标快速相参积累算法

在雷达高速机动目标的检测中,目标的运动特性会带来距离走动和多普勒徙动现象,不利于后续进行相参积累。传统算法为解决目标运动造成的影响,需要对目标的运动参数进行搜索,加大了计算量。针对上述问题,文中提出了一种基于慢时间序列反转变换(TRT)-二阶keystone变换(SKT)-高阶模糊函数(HAF)的变加速目标快速相参积累算法。该算法通过TRT和SKT校正距离走动,利用HAF估计目标加速度并构建相位补偿函数以校正多普勒徙动。与广义Radon-Fourier变换相比,所提方法无需进行任何参数搜索,计算复杂度减少了3个数量级。仿真结果表明,所提方法在检测门限上相比于Radon分数阶模糊函数算法降低了5 dB,在低信噪比下有更好的检测性能。     

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。     

基于变标处理和分数阶傅里叶变换的运动目标检测算法

针对线性调频脉冲压缩雷达检测高速和加速运动目标时受到距离徙动和多普勒频率徙动的影响,首先建立了回波信号模型,分析了回波信号徙动的特点,然后提出了一种基于变标处理和分数阶傅里叶变换的运动目标检测算法.该算法利用变标处理补偿距离徙动,利用分数阶傅里叶变换补偿多普勒频率徙动.仿真分析表明本文所提算法能够实现距离徙动和多普勒频率徙动的补偿,提高雷达对高速和加速运动目标的检测性能.     

基于chirp-z 变换的斜视FMCW-SAR 非线性尺度变换算法

该文针对调频连续波合成孔径雷达(Frequency Modulated Continuous Wave Synthetic Aperture Radar, FMCW-SAR)在斜视模式下聚焦精度降低的问题,提出一种非线性尺度变换chirp-z 成像算法。该算法利用回波信号在多普勒域中距离向的非线性特性,通过引入一个非线性调频信号对回波信号进行基于chirp-z 的非线性尺度变换,降低距离压缩和距离徙动校正的误差,提高雷达图像分辨率。采用该成像算法对点目标模拟回波的成像结果与原始chirp-z 算法相比,距离向分辨率和图像对比度得到提高,方位向分辨率保持不变。      

采用二阶Keystone变换的机动目标ISAR成像算法

针对具有复杂运动的机动目标在相干成像时间内产生的一阶距离徙动和二阶距离徙动的问题,本文提出了基于二阶keystone变换的二维ISAR成像算法。文章首先结合去调频接收机技术,建立并分析了机动目标的回波信号模型,并对回波信号使用二阶keystone变换以去除二阶距离徙动。然后,采用分数阶傅里叶变换（FrFT）估计二阶keystone变换后新生成的二次相位项的调频斜率,并依此补偿该二次相位项。对补偿后的回波信号再次使用二阶keystone变换去除一阶距离徙动。最后,对回波信号使用2D FFT获取机动目标的高分辨2D ISAR图像。数值仿真和实测数据成像结果验证了本算法的有效性。      

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。     

基于分数阶傅里叶变换的加速微弱目标检测与估计

加速微弱目标使雷达回波多普勒谱严重扩展,传统动目标检测方法失效.为了实现监视雷达对加速微弱目标的有效检测和参数估计,提出了一种新的雷达信号处理方法.利用分数阶傅里叶变换完成监视雷达接收回波慢时间域线性调频信号的能量集聚,提高低信噪比条件下的加速目标检测性能,并通过离散尺度化法对加速目标参数进行估计.理论推导和仿真分析了相参处理间隔长度、分数阶次步长和信噪比等因素对所提方法的统计检测性能和参数估计精度的影响.     

基于矩阵二值化的频率捷变雷达信号分选

针对频率捷变雷达信号的分选,提出了一种基于时频矩阵二值化的频率捷变雷达信号分选新方法。该方法首先对信号进行时频变换,得到时频矩阵;然后对时频矩阵二值化处理,提取信号在时频域能量分布归一化值作为信号的相参特征;最后采用支持向量机分类器实现信号分选。文中对频率捷变雷达信号进行仿真实验,结果表明,该方法在较低信噪比下仍能获得较为满意的分选准确率,当信噪比为6dB时,信号分选准确率达到96.17%,验证了所提出方法的有效性。     

相参脉冲序列频率估计的小波变换方法

在单站无源定位与跟踪系统中,接收信号的多普勒频率变化率信息对运动目标的状态估计和定位非常重要。对于脉冲体制的雷达来说,信号持续时间较短,很难精确测量多普勒频率变化率。小波变换在时频域同时具有良好的局域特性和较低的信噪比门限。文章引入了小波变换方法实现单站无源定位与跟踪系统的参数估计,推导了相参脉冲序列的小波变换方法。数值仿真证明该方法能实现脉冲的相参积累,大幅提高参数的估计精度。     

压缩感知机动目标ISAR成像新方法

基于Fourier基的压缩感知（Compressed Sensing,CS）算法已被成功应用于平稳运动目标的逆合成孔径雷达（Inversed Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像。但由于建模时对ISAR回波方位相位高次项的忽略,Fourier基矩阵对机动目标回波数据方位信息的稀疏表示失效,导致对机动目标的成像在方位向模糊。鉴于时频分析技术良好的时频局部化特性,将其引入到雷达回波方位向分析中,以改进用于表示雷达回波数据的稀疏基,实现对选定时间切片内回波数据多普勒频率的稀疏表示。改进后的基矩阵在通过CS技术解析回波在时间切片内方位信息的同时,又保证了利用有限数据成像的分辨率。与基于Fourier基CS成像等现有方法相比较,新方法在方位向的成像质量上有较大改进。仿真实验验证了算法的有效性。     

基于变脉宽波形的高速目标积累检测研究

针对米波低重频雷达在低信噪比下对高速运动目标的相参积累检测问题,提出了发射变脉宽信号的新方法。首先用宽脉冲回波估计目标运动参数,再对窄脉冲回波进行包络移位和相位补偿,实现相参积累,保证雷达的距离分辨率要求。该方法有效地解决了高速、匀加速径向运动目标跨速度、距离分辨单元的相参积累问题。仿真验证了新方法的有效性。     

超声速弱目标二维频域检测与参数估计算法

超声速弱目标在长积累时间内会发生严重的距离走动,导致常规雷达检测性能急剧下降,针对该问题,本文提出了一种超声速弱目标二维频域检测与参数估计算法。首先给出了超声速弱目标回波信号模型,并分析了距离走动特性。在此基础上,推导了超声速弱目标回波二维频域表达式,得出了距离频域和方位频域存在线性关系的结论,并根据二维频域中的斜线进行积累,以此提高目标的检测性能,同时完成目标的参数估计。最后,通过仿真实验分析了该算法的检测和参数估计性能,理论推导和仿真结果表明该算法的信噪比积累增益为脉压比和相参积累脉冲数的乘积。      

Radon-Wigner变换法加速目标多普勒回波提取

目标加速运动会使雷达回波多普勒频谱展宽,导致傅里叶频谱分析方法信噪比下降、分辨率降低。为此给出了基于Radon-Wigner变换(RWT)的加速目标脉冲多普勒回波提取方法。论述了加速机动目标的脉冲多普勒雷达回波模型和傅里叶变换频谱分析方法,给出了基于RWT的雷达多普勒二次相位信号提取方法。对傅里叶变换和RWT方法进行了仿真比较,表明RWT具有较强的输出信噪比和速度加速度分辨能力。     

基于高超声速平台前斜视多通道SAR-GMTI杂波抑制方法

针对高超声速(HSV)平台雷达系统,该文提出一种基于高超声速平台前斜视多通道合成孔径雷达地面动目标检测(SAR-GMTI)杂波抑制方法。该方法先进行时域距离走动校正和距离压缩,并补偿距离向通道相位误差实现距离向包络对齐;然后再对方位多普勒扩展的信号进行3阶线调频傅里叶变换(CFT)压缩,并补偿方位向通道相位误差实现方位向包络对齐;接着在距离时域-方位CFT域利用数字波束形成(DBF)技术对杂波及其模糊分量置零进行空时自适应处理(STAP),从而可以有效抑制静止杂波及其模糊分量并提取出无模糊的运动目标回波信号。