低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达目标回波包络峰值的距离徙动会导致FFT相参积累增益降低,为了对回波信号进行运动补偿,需要对目标运动参数进行估计。由于天基雷达对目标的观察距离较远,因此回波信噪比较低,直接影响了运动参数的估计精度。针对这一问题,本文提出了一种低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法。首先建立了目标回波模型,并对雷达观测距离范围内的回波信噪比进行了计算分析;然后利用Keystone变换对回波包络距离徙动进行校正,并对校正后的回波信号作离散短时傅里叶变换,得到回波信号方位向上的时频分布;最后利用Hough变换将时频域变换到参数域,得到运动参数的估计值。仿真结果表明,本文方法在低信噪比条件下能有效地估计目标运动参数,并且估计精度对信噪比的变化不敏感,具有良好的鲁棒性。      

基于二次速度估计的距离像运动补偿

为解决频率步进雷达高分辨距离像的运动补偿问题,推导了其成像原理,分析了运动目标的回波相位特性,提出一种基于二次速度估计的距离像补偿算法。首先对回波信号的互相关函数进行快速傅里叶变换(FFT)以获得速度、距离粗估计值,其次采用基于谱包络最小波形熵的修正离散Chirp-Fourier变换(MDCFT)在合理区间内进行参数的精确估计,最后分析其补偿性能。该算法通过对回波互相关函数进行FFT为MDCFT缩小参数搜索区间,将极大简化计算。仿真结果证明了该算法的可行性与有效性。     

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。     

基于三阶多项式傅里叶变换的SAR地面加速运动目标参数估计与成像

该文主要针对加速运动目标的参数估计及成像问题,推导了加速度目标的SAR回波频谱,分析了回波相位三次项估计和补偿对运动参数估计和SAR成像的必要性。提出一种利用Hough变换估计距离走动率和径向速度、相位补偿法校正距离徙动效应,并基于三阶多项式傅里叶变换(LPFT)对三次相位估计的新方法。利用Hough变换,在不明显增加计算量的前提下,达到加速运动目标的运动参数精确估计和精确聚焦成像的目的。最后通过仿真数据验证了该算法的有效性。     

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.     

基于时频重排—霍夫变换的雷达回波信号检测

提出了将时频分布进行时频重排再利用Hough变换，对多目标雷达回波信号的检测与参数估计方法，解决了WVD—Hough方法中交叉项引起伪尖峰所造成的误检测以及QTFD—Hough的时频聚集性下降引起的参数估计精度降低和运行时间增大的问题。仿真实验表明，该方法能有效地检测多目标雷达回波信号并准确地估计其参数，而且有较好的抗噪声性能。     

低信噪比下频率步进雷达动目标参数估计

针对在强噪声环境下小目标的运动参数难以估计的问题,分析了频率步进雷达信号的特点,提出一种基于Radon-Ambiguity变换的目标运动参数估计算法。该方法比常用算法能更好地在低信噪比下估计目标运动参数,通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于FRFT与Keystone变换的运动目标参数估计算法

目标运动参数估计精度是衡量雷达探测系统性能的重要指标。该文为解决目标运动参数的估计问题,建立了运动目标回波模型,在利用分数阶傅里叶变换(FRFT)估计加速度的过程中采用数据融合提高估计精度,在估计出加速度的基础上通过Keystone 变换和速度模糊通道解决距离走动(RCM)和多普勒模糊问题。仿真实验表明算法在估计精度和计算量上具有优势,并且对白噪声具有较好的鲁棒性。      

基于FRFT的一维距离像高速运动补偿

为提高高速运动目标的雷达识别性能,需要分析高速运动目标的回波模型,研究高速运动目标参数估计和一维距离像补偿方法.针对目标高速运动引起的回波脉冲压缩展宽,从而严重影响目标一维距离像成像质量的问题,建立了宽带线性调频信号的目标高速运动回波模型,分析了目标高速运动对高分辨一堆距离像的影响,提出了基于分数阶傅里叶变换参数估计的校正方法,消除目标高速运动对一维距离像的影响.通过引入逐级逼近搜索寻优算法,保证参数估计精度的同时提高计算的速度.仿真结果表明,文中提出的方法快速有效,且对噪声具有较好的鲁棒性.     

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。     

基于RCCF‒PCT的机动目标运动参数估计

针对高速机动目标的运动参数估计问题,基于鲁棒互相关和多项式调频小波变换(RCCF-PCT),提出了一种高速机动目标运动参数估计方法。该方法首先采用幂率变换增强信号,利用距离像互相关和鲁棒多项式回归完成距离徙动校正;再采用多项式调频小波变换对多普勒徙动初步补偿后的信号进行参数化时频分析,利用提取的时频脊特征完成目标运动参数的精确估计。通过数值实验验证了算法的有效性。     

低信噪比下雷达回波谱矩快速估计方法

针对在低信噪比下机载气象雷达回波多普勒参数（谱矩）估计不准确的问题，本文在气象目标的雷达回波频谱服从高斯分布的基础上，给出了一种利用协方差矩阵分解的快速参数化谱矩估计算法。通过理论分析，推导出雷达回波的协方差矩阵具有范德蒙结构特性，进而将用于谱矩估计的代价函数转化为类傅里叶变换结构，然后进一步通过快速傅里叶变换和高斯加权滑窗计算代价函数，实现快速的谱矩估计。仿真实验结果表明，该方法在信噪比低于5 dB时仍可以有效估计雷达回波的谱矩参数，同时运算复杂度大大降低，而且在谱宽值较大情况下仍能保持较好的估计性能。      

基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标ISAR成像

针对复杂运动目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像中多普勒扩散导致的成像质量下降,该文在建立方位回波信号为立方相位信号(CPS)的基础上,提出一种基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标ISAR成像方法。该方法通过利用双线性立方相位函数,非均匀快速傅里叶变换(NUFFT),基于Chirp-z的尺度变换以及快速傅里叶变换(FFT)等操作,能够快速实现CPS参数估计和复杂运动目标的ISAR成像。由于实现过程均采用NUFFT和FFT快速实现,该方法计算量小,并且双线性操作可以保证其具有较好的抗噪声性能和交叉项抑制性能。理论分析和仿真结果验证了该ISAR成像算法的有效性。     

基于自旋运动的高速弹头成像方法

高速弹头目标成像是雷达领域的研究热点与难点。不同于常规目标,高速弹头在沿弹道运动的同时常伴随特定的自旋运动,使得雷达回波包含的多普勒信息更为复杂,对雷达高分辨成像提出了更为严峻的挑战。针对这一难题,该文从3 个层面对基于自旋运动的高速弹头成像方法进行了研究。首先研究了具有轨道运动并伴随自旋运动高速弹头的雷达回波特性,揭示了回波相位信息的变化特点;其次,基于回波特性分析结果,提出了一种基于Wigner-Hough 变换(WHT)的自旋弹头目标回波轨道运动补偿方法以及基于自旋运动的成像方法;最后,利用仿真数据对提出方法的有效性以及基于自旋运动成像方案的优势进行了测试,结果表明:在达到一定信噪比时该文成像算法性能稳健,较好地解决了高速弹头的速度估计难题和成像算法的复杂性问题。      

双基地多载频FMCW雷达目标加速度和速度估计方法

双基地多载频FMCW雷达采用稀布阵发射多载频FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)信号,阵列接收目标回波。受速度和加速度的调制,机动目标回波多普勒频谱展宽,导致雷达检测性能下降。该文分析了双基地多载频FMCW雷达的信号模型,提出将多项相位变换和相位差法结合来实现目标加速度和速度高精度估计的方法。分析了该方法在不同数据分段情况下的性能。仿真结果表明,该方法能够以较小的运算量对目标加速度和速度进行高精度估计。     

Chirp信号三种检测方法的性能分析

线性调频（LFM或Chirp）信号在雷达信号中已得到广泛使用。文中定性地分析了Radon-Wigner变换、分数阶Fourier变换和修正Chirp-Fourier变换检测离散Chirp信号的性能,计算了其对离散Chirp信号的能量聚集峰值。仿真试验表明,三种方法在信号长度为256点、信噪比为-5dB下都取得了较好的检测效果,相比之下,Radon-Wigner变换对离散Chirp信号的检测性能最优。     

基于多项相位变换的线性FMCW雷达目标加速度和速度估计方法

在线性调频连续波(LFMCW)雷达中,加速度运动目标回波存在多普勒频谱畸变现象,造成目标检测性能和参数估计精度损失.本文提出的方法首先将多普勒信号作多项相位变换,并在变换后的信号频谱中估计出目标的加速度,然后对多普勒信号进行加速度补偿,最后在补偿后的多普勒信号频谱中估计出目标速度.仿真分析表明这种方法能够以较小的运算量,达到改善加速度运动目标的检测性能和速度估计精度的目的.     

基于稀疏Radon变换的窄带雷达信号单目标检测方法

本文提出了应用于窄带雷达信号的单目标检测方法：基于稀疏 Radon 变换的方法， 该方法适用于低信噪比的情况，需将目标能量校正到一个距离单元后对方位向调频率进行搜索。 在原有雷达单目标的检测方法基础上，适当地进行相位补偿，并使得目标回波相干化，最终提出了两种应用于窄带雷达单目标的检测方法，利用了稀疏 Radon 变换，验证了目标检测方法的有效性，并在此基础上，实现了对目标的运动参数的准确估计。