基于距离和差值序列的复杂运动目标微动特征提取

针对由平动和摆动构成的复杂运动目标微动特征提取,提出一种基于距离和差值序列的微动特征提取新方法.该方法首先从复杂运动目标一维距离像估计距离和差值,再利用时间-距离像的距离和差值序列提取目标不同散射点的摆动幅度、摆动周期等微动参数并准确估计出目标平动距离.分析了算法适用条件,开展了仿真实验,仿真结果验证了理论分析的正确性和算法的有效性.该特征提取方法可推广应用于一般平动与旋转等其他周期性运动构成的复杂运动目标微动特征提取.     

基于一维距离像序列的雷达目标微动参数估计

雷达目标微动参数估计是微动特征用于目标识别必须首先解决的一个问题。以典型的转动模型为例,分析了微动对一维距离像的影响,推导了不同情况下微动补偿需满足的精度要求,提出了利用自相关法、峰谷值检测法及单脉冲测角原理联合估计微动参数。仿真实验验证了所提算法在信噪比为-5 dB时仍有效。     

利用一维距离像序列提取导弹目标微动特征

弹道导弹目标的微动特征是中段真假弹头识别的重要依据之一。文中研究了基于宽带雷达目标一维距离像序列的微动特征提取方法。首先分析了弹头微动过程中目标相对雷达视线的姿态角呈周期性变化,进而引起一维距离像变化的周期性。在此基础上,提出了通过计算距离像序列最大滑动相关系数变化的周期提取目标微动周期的方法。仿真试验验证了所提算法的有效性。     

一种基于高分辨距离像的目标长度特征提取算法

讨论了基于高分辨距离像（HRRP）的目标长度特征提取原理。在分析影响长度特征估计主要因素的基础上,结合距离像降噪、非相干平均、自适应阈值选取、突变误差消除和长度平滑等处理,给出了基于HRRP的长度特征提取实用算法。雷达实测数据的处理结果表明,该算法能实时获得目标的投影长度,具有良好的鲁棒性和估计精度。     

基于频率步进雷达时间-距离像的宽带微动特征提取

 在详细分析频率步进雷达旋转微动点目标回波特征和一维距离像特点后,利用不同帧之间构成的慢时间一维距离像组的相关性,合成得到时间-距离像.对比分析了旋转微动目标的径向距离和距离像位置的变化规律,进而提出了一种基于频率步进雷达时间-距离像的宽带旋转微动特征提取的新方法,给出了旋转中心、旋转半径以及角速度等微动参数的理论表达式,推导得出算法的理论精度.设计并成功开展了地基毫米波频率步进雷达对称旋转目标的外场试验,验证了方法的有效性和精确性.该特征提取思想可扩展应用于振动、滚动等其他形式的微动特征提取,推广应用于线性调频信号的高分辨体制雷达系统.     

基于复图像OMP分解的宽带雷达微动特征提取方法

针对宽带雷达中目标微动散射点发生越距离单元走动和方位欠采样条件下的微动特征提取问题,该文提出了一种基于复图像正交匹配追踪 (OMP)分解的微动特征提取新方法。该方法利用目标距离-慢时间像的幅度和相位信息,构造复图像空间的微多普勒信号原子集,将向量空间的OMP 算法拓展到复图像空间,实现了距离-慢时间平面上目标微动特征的提取。仿真实验表明该方法能够有效提取微动散射点发生越距离单元走动条件下的微动特征,并且可以实现方位欠采样时的微动特征提取。      

基于游标测距的微动参数估计

精确地估计微动参数有利于对微动目标进行分类识别。本文根据目标微动在全相参脉冲多普勒雷达体制下的回波特点,提出了一种基于游标测距(Range Vernier)的微动参数估计方法。首先建立微动目标雷达回波模型,主要是进动目标回波模型。以某一回波脉冲为参考,采用游标测距技术测量后续回波脉冲接收时刻目标的距离,该距离与时间的关系反映了目标的运动规律,最后通过正弦基分解(Sin FM Basis Decomposition)的方法从测量结果中估计出微动参数,包括振幅、角频率和初始相位。参数估计过程中峰值搜索的范围由经验知识和雷达测量信息确定。算法性能分析推导了雷达测速误差、测相位误差以及脉冲重复频率(PRF)和载频之间的约束关系,以保证游标测距正常进行。仿真结果验证了在现有雷达体制和测量精度条件下,游标测距可以正常应用,并且微动参数估计的精度非常高。      

幅度谱差分子空间雷达自动目标识别

雷达高分辨距离像是目标的重要结构特征,其维数通常很高,造成数据可分性表达差,识别过程计算复杂度高,识别率低。为降低距离像的维数,提出一种新的距离像特征提取方法,即采用直接线性判别分析(dLDA)在距离像幅度谱差分空间进行特征提取,得dLDA幅度谱差分子空间。目标识别即在所得dLDA幅度谱差分子空间中进行。采用外场实测数据,分别训练了最小距离分类器和one-against-all支撑向量机分类器,2种分类器的识别结果均表明,该方法可显著地降低数据维数并提高识别率。     

利用微动信息矩阵的弹道目标特征提取算法

为满足反导作战的现实需求及解决强噪声环境下弹道目标特征提取问题,提出了一种新的基于宽/窄带混合体制雷达的弹道目标特征提取算法。该算法分析了宽/窄带信号对应的微动特征,运用Viterbi算法分离并提取出各散射中心的微动曲线。在此基础上,根据宽/窄带微动特征的相关性,结合改进自相关法和最小二乘估计方法,构建并解算出目标最强散射中心对应的微动信息矩阵。最后利用散射中心关联和一致性匹配融合方法,构建多元方程组并求解,得到目标的微动特征和结构参数。仿真结果表明:当信噪比为0dB时,该算法估计得到的目标微动特征和结构参数的均方根误差的量级均为10-2。      

空间进动目标微动参数估计方法

该文提出了基于窄带雷达估计空间进动目标微动参数的新方法。该方法首先依据进动目标回波信号的微多普勒特性,应用傅里叶变换对目标的进动参数进行粗估计;然后根据回波信号的时频谱特性,通过相干积累的方法得到目标的高分辨率3维分布。最后,利用图像熵的概念在特定范围内对微动参数进行搜索,获得了较高的估计精度。使用仿真数据验证了算法的性能,证明了参数估计的高精度。     

基于距离单元统计模型的ISAR包络对齐方法

包络对齐是逆合成孔径雷达（ISAR）平动补偿的关键技术之一。本文通过分析目标平动和转动对距离像的影响,建立了距离单元统计模型,并提出了一种基于该统计模型的包络对齐方法。该方法通过两个步骤完成包络对齐：利用目标回波数据提取各距离单元统计模型的参数;搜索使各距离单元的联合概率密度函数取得最大值的距离偏移量进行包络对齐。分析...     

一种利用目标雷达高分辨距离像幅度起伏特性的特征提取新方法

为了松弛高分辨距离像(HRRP)的方位敏感性,传统的雷达HRRP目标识别方法大都采用目标在一定方位角域内的平均像作为方位模板.实际上,距离像的幅度起伏特性也包含了一定的目标特征信息.本文基于散射点模型理论,提出了一种利用距离像幅度起伏特性的特征提取新方法.新方法提取的加权距离像特征反映了各个距离单元内目标散射点的分布情况,可以更好地描述目标散射特性.基于外场实测数据的识别实验结果表明,新的特征提取方法可以大幅度地提高识别性能.     

多重测量矢量模型下的稀疏步进频率SAR成像算法

基于压缩感知(Compressed Sensing, CS)的合成孔径雷达(SAR)成像算法可以用低于Nyquist采样率的采样数据完成稀疏目标高分辨成像。然而已有的算法在重构1维距离像时采用的大都是单重测量矢量(Single Measurement Vectors, SMV)模型,存在着重构耗时长、受噪声干扰大的缺点。该文从压缩感知的多重测量矢量(Multiple Measurement Vectors, MMV)模型出发,利用多重测量矢量恢复具有相同稀疏结构的联合稀疏目标信号源,从理论与实验角度分析了基于MMV模型的SAR 1维距离像成像性能,提出了一种距离向基于MMV模型,方位向基于SMV模型的2维SAR成像算法。该算法从耗时上、重构精度上均优于SMV模型下的CS成像算法。通过对仿真数据和地基雷达实测数据的处理,验证了算法的有效性。     

步进频率信号相位对消合成运动目标距离像

研究了步进频率信号运动目标成像新方法。首先推导了步进频率信号合成扩展目标距离像原理;基于离散傅里叶变换理论,分析了运动导致的步进频率信号合成距离像失真,提出了相位因子对消合成运动目标距离像方法。新方法不需要估计运动速度。仿真结果证明了该算法效果。     

一种基于GRECO的复杂目标棱边建模方法

针对复杂目标高频电磁散射,利用CAD 商业建模软件,结合PO、MEC 算法实现目标RCS 计算。对于边缘绕射计算,提出了一种新的建模方法,提高了计算速度。计算结果与数值方法MLFMM 计算结果吻合很好。最后以某战斗机模型为例,实现目标角度域、频域RCS 计算,并且研究了RCS 数据在目标高分辨率距离像中的应用。实验结果表明,该方法对复杂目标高频电磁散射RCS 仿真计算具有一定参考价值。     

Radar HRRP recognition based on the minimum Kullback-Leibler Distance criterion

To relax the target aspect sensitivity and use more statistical information of the High Range Resolution Profiles （HRRPs）, in this paper, the average range profile and the variance range profile are extracted together as the feature vectors for both training data and test data representation. And a decision rule is established for Automatic Target Recognition （ATR） based on the minimum Kullback-Leibler Distance （KLD） criterion. The recognition performance of the proposed method is comparable with that of Adaptive Gaussian Classifier （AGC） with multiple test HRRPs, but the proposed method is much more computational efficient. Experimental results based on the measured data show that the minimum KLD classifier is effective.     

高距离分辨率雷达的低空目标高度估计方法

雷达在跟踪海面（地面）低空目标时,由于受到多路径反射效应的影响,由目标反射的直接回波和经由海面（地面）反射的反射回波同存在于一个接收天线波束宽度内,从而产生“角闪烁”效应。该文利用直接回波和反射回波之间的多路径时间差与目标高度之间的关系,提出了一种基于目标高分辨一维距离像的测高方法,即通过对高分辨一维距离像进行自相关获得多路径时延差进而估计低空目标的高度。为了提高时域分辨率,避免“栅栏效应”,文中又采用逆Chirp—z变换方法,通过对频域接收信号进行密集采样插值,提高时域目标高分辨一维距离像的分辨能力并改善雷达测高性能。仿真结果验证了本方法的有效性。     

Research on motion compensation for high resolution profile of extended target for stepped chirp radar and DSP implementation

A discrete model is set up for High Resolution Range Profile （HRRP） of an extended target and the model of echo from an extended target for a Stepped Chirp Radar （SCR） is proposed. The effect of target motion on a range profile is thoroughly analyzed, and based on which precision requirement is developed for motion compensation. By studying the time domain correlation and the rule based on the least burst error, a motion compensation algorithm which satisfies the project requirement is presented, and the cyber-emulation confirms the conclusion. At last the processor is designed by using DSP devices to realize motion compensation and target recognition.     

基于ATI技术和Radon变换的振动目标微多普勒提取

 针对地杂波背景下地面振动目标的时变微多普勒特征提取问题,提出了一种基于距离向压缩数据域双通道ATI干涉和Radon变换的提取方法.ATI相位对消用于抑制地杂波,获取振动目标的干涉信号,其在距离向压缩数据域呈现为沿方位向的直线;Radon变换则用于检测这些微弱直线分量,并确定它们所在的距离单元.详细推导了目标沿不同方向振动引入的微多普勒参数化表达式.与单通道模式相比,该方法无需补偿雷达平动引起的多普勒频移,且可有效检测沿方位向振动的目标,其微多普勒谱的显著特征是呈非周期性变化.数值仿真验证了该方法的正确性和有效性.     

一种高分辨雷达目标识别方法

研究了宽带高分辨雷达目标识别问题,基于目标一维距离像,提取目标散射中心特征,并根据该特征设计了简单目标的目标分类器,利用暗室测量得到的缩比模型高分辨回波数据进行识别,结果表明该识别方法具有良好的识别性能。