基于窄带步进频率的旋转目标三维ISAR成像

针对窄带发射信号,该文提出了基于步进频率的高速旋转目标三维成像方法。在运动补偿的前提下,首先利用单距离匹配滤波在子脉冲内进行二维逆合成孔径雷达像,然后结合CLEAN技术估计散射点参数,利用此参数在多个步进信号之间及多个距离单元内分别进行ISAR成像,最后利用频域距离合成技术在距离向实现高分辨,从而实现三维成像。该方法避免了旋转目标所引起的多普勒变化对距离合成的影响,能有效提高距离分辨率。多个散射点目标的仿真验证了该方法的有效性和可行性。     

自测速频率跳变合成带宽波形设计及处理算法

合成带宽信号通过脉冲间频率跳变与相干处理,等效地合成大带宽,可获得高距离分辨能力。但是,当目标相对于雷达具有径向运动分量时,径向速度引起的多普勒效应会在回波信号中产生相应的一次相位项和二次相位项,严重影响目标一维高分辨距离像的成像质量。通常雷达需额外发射一组窄带脉冲用来辅助测速,极大浪费雷达资源。本文提出一种自测速频率跳变合成带宽波形设计及处理算法,该算法可以在低信噪比下有效估计目标速度信息,相比于现有算法具有更好的普适性和灵活性。同时,可以通过改变相关参数快捷、灵活地改变波形跳变形式,具有较强的抗干扰能力,蕴藏较大的实用潜力与价值。      

高速运动目标宽带雷达回波频域模拟及分析

该文提出了一种高速运动目标宽带雷达回波频域模拟方法。根据雷达波与运动目标相互作用的物理过程建立了运动目标宽带雷达回波的频谱模型,提出了一种雷达回波的频域建模流程,分析了目标径向距离和径向速度对LFM 信号匹配滤波结果的影响,推导了高分辨率距离像(HRRP)平移和扩展的定量结论。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。      

基于线性调频步进信号的高速目标ISAR成像

该文讨论了一种利用线性调频步进(LMSF)雷达信号通过频域带宽合成以进行高距离分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)成像的方法。文中建立了高速目标的回波模型。为了精确估计高速运动目标运动参数,给出了利用包络对齐和多普勒中心估计拟合目标运动轨迹的方法。针对ISAR中目标回波的特点,对原始的多普勒中心估计方法进行了改进,提高了运动参数估计精度。最后给出了处理流程,并用仿真结果验证此种方法的有效性。     

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。     

隐藏目标的超宽带雷达接收技术探讨

基于低频电磁波对非金属介质的强穿透性和UWB脉冲信号在距离向的高分辨特性,采用超宽带(UWB)脉冲信号的低频部分实现穿墙探测的设想,研究了超宽带穿墙探测雷达的运动目标回波信号模型,根据运动物体的多普勒频移原理,探讨采用相关接收技术实现非金属墙壁后面的运动物体的检测问题。     

多帧相参积累检测前跟踪方法

为了提高雷达对微弱目标的检测能力,提出了一种多帧相参积累的检测前跟踪(TBD)方法.通过对多帧时间内运动目标回波的分析,建立了相参积累的回波信号模型,其中目标回波出现距离单元走动和多普勒单元走动.利用目标回波的空-时相关性,采用速度匹配法和离散Chirp- Fourier变换(DCFT)联合估计目标径向速度、多普勒频率...     

基于单帧调频步进脉冲串的高速目标运动补偿算法

调频步进信号是一种重要的高分辨信号形式。在调频步进雷达中,目标运动会引起合成距离像畸变和信噪比增益损失。分析了目标运动对合成高分辨距离像的影响,提出了一种基于脉间脉冲重复时间(PRT)设计和对比度的高速目标运动补偿算法,只需利用单帧调频步进脉冲串,便可同时对径向速度和径向加速度进行补偿,特别适用于高速运动目标的情况。仿真结果表明,该算法对目标特性和信噪比不敏感,具有很强的鲁棒性。     

高分辨一维多普勒像

雷达可发射频域高分辨信号,如单频连续波信号,从回波信号中估计目标各散射中心的多普勒频移,从频域分辨各散射中心。引入了高分辨一维多普勒像的概念,介绍了高分辨一维多普勒像成像基本原理,理论推导说明高分辨一维多普勒像为目标散射强度分布的横向投影。基于成像公式得到了目标多普勒像分辨率大小,以及不进行非线性相位补偿条件下,成像积累时间内目标转角或积累时间的约束条件,推导了高分辨一维多普勒像不模糊条件对数字采样率的约束,仿真试验验证了理论推导的正确性。     

单通道SAR无模糊估计快速运动目标速度

该文提出一种利用单通道相位信息无模糊估计地面运动目标径向速度方法。在距离频域做两视处理,并在多普勒域经过两视干涉处理,使得运动目标的干涉相位满足相位连续性假设。利用最小二乘线性拟合估计干涉相位关于多普勒频率的斜率,径向速度可由该斜率计算得到。该文方法具有不受相位缠绕影响的优点。相比于单通道幅度方法,该方法具有更高的估计精度和实时性。该方法在多普勒域能够同时估计多个目标径向速度。通过实测数据处理验证了该文方法的有效性。     

基于二维映射的LFM UWB 雷达动目标速度估计

针对线性调频超宽带雷达动目标存在的距离-多普勒耦合以及多普勒色散对测速的影响,该文采用了频率-多普勒平面的2 维映射方法。首先将接收的脉冲串回波,通过快-慢时间的2 维傅里叶变换获得相应的频率-多普勒2 维平面。然后,利用2 维映射处理,将超宽带信号映射为窄带信号,实现多普勒域能量的聚焦。最后,根据映射后的窄带信号对应的多普勒频率获得目标径向速度。该方法不但有效地解决了超宽带雷达多普勒色散对测速的影响,而且规避了由于目标沿距离维的走动引起的慢时间域不能有效的能量积累。通过速度估计值,进行运动补偿后可获得目标距离像。此外,根据相关条件,进一步推导了速度适应范围。仿真实验结果验证了该方法的有效性。      

High-resolution velocity estimation and range profile analysis of moving target for pulse LFM UWB radar

A high-resolution estimation of velocity and range profile (HREVRP) method is studied to yield both high-resolution radial velocity and range profile of slowly moving target for pulse linear frequency modulation (LFM) ultra-wideband (UWB) radar. Two-dimensional projection discrete Fourier transform (2-DPDFT) is utilized to estimate the velocity. The range profile is then obtained by compensating its motion and spread with this velocity estimate. In addition, a range of the velocities is derived based on velocity ambiguity and corresponding phase restriction. The proposed method does not require any initial velocity estimation and focusing matrices construction. Besides, it has superior performance of velocity estimation compared with conventional techniques, especially at low signal-to-noise ratio (SNR) levels. The simulations validate the effectiveness of the method.     

基于UWB隐藏目标探测接收装置设计

基于低频电磁波对非金属介质的强穿透性和UWB脉冲信号在距离向的高分辨特性，采用超宽带（UWB）脉冲信号的低频部分实现穿墙探测的设想，研究了超宽带穿墙探测雷达的运动目标回波信号模型，根据运动物体的多普勒频移原理，探讨采用相关检测技术实现非金属墙壁后面的运动物体的检测问题。     

利用KWT进行动目标成像的三通道SAR-GMTI快速目标运动参数估计

该文提出一种基于Keystone-Wigner变换进行运动目标成像的快速目标参数估计方法。快速目标的径向速度会引起距离走动和方位多普勒偏移,仅根据干涉相位值无法获取准确的动目标多普勒中心,而辅以走动率信息则可以解多普勒中心模糊以得到正确的径向速度估计。动目标沿航向速度会引起方位调频率的改变,导致在常规SAR图像中动目标方位散焦,校正动目标距离走动后提取目标信号进行KWT分析,得到动目标调频率值,此时再取干涉相位求得径向速度,最后得到沿航向速度。该文在Dechirp域进行动目标检测,在提取快速目标径向速度过程中同时考虑了脉冲重复频率(PRF)模糊和干涉相位模糊,并最终实现了快速目标的准确定位和测速。实测数据处理结果验证了所提出方法的有效性。     

基于UWB SAR图像ROI切片的运动目标成像和参数估计方法

本文提出了一种基于UWB SAR图像ROI(Region of Interest)切片的运动目标成像和参数估计方法。该方法作为图像域GMTD算法的后续步骤,可在检测出运动目标并提取其多通道图像域ROI切片之后,对运动目标进行聚焦成像并估计目标相对载机的运动速度,然后基于运动目标的多通道聚焦像估计其距离向速度,在此基础上,估计运动目标的方位向速度、方位向位置、距离向位置等参数,从而获得运动目标的二维速度和位置参数。基于半实测数据的实验证明了本文所提方法的有效性。      

径向速度对频率步进雷达目标距离像影响分析

脉间频率步进波形是一种高距离分辨率信号形式,它通过子脉冲载频的步进变化来获得大的有效带宽,显著降低了系统的瞬时带宽和对接收机硬件的要求。但该信号对目标径向速度非常敏感,雷达与目标间的径向运动将造成距离像峰值的移动、衰减和发散。该文深入分析了目标径向速度对频率步进雷达一维合成距离像的影响,推导出不同距离取样分辨率条件下的距离像偏移因子和发散因子表达式。通过对复数距离像相位的分析,证明了采用补零法来增加逆傅里叶交换点数只能提高距离取样分辨率,而不会影响雷达的距离分辨率。     

一种基于广域高分SAR/GMTI系统的高精度径向速度估计方法

方位向多通道广域高分合成孔径雷达运动目标指示（SAR/GMTI）系统的各通道回波存在多普勒模糊,参数估计时会出现严重的速度模糊。针对这一问题,本文提出了一种高精度无模糊径向速度估计方法。首先利用动目标Chirp傅里叶变换（CFT）后的空时谱在空间维度上无模糊的特点,在空域自适应滤波时避免了动目标模糊分量的影响,降低了算法所需通道数目;然后分别使用谱估计和Radon变换的方法估计基带径向速度和模糊数,最终得到高精度无模糊的径向速度。仿真结果验证了当待检测距离单元内存在多个运动目标时该方法的有效性。      

基于多普勒耦合估计的弹道目标测距方法

反导预警与空间监视雷达通常采用高频段、大脉宽探测远距离目标,此时距离多普勒耦合对于雷达精确测距有较大影响。同时,距离多普勒耦合的准确修正是稳定跟踪目标的必要条件,然而传统的处理方法不能适用于弹道目标等高机动目标的准确处理。本文提出了基于多普勒耦合估计的弹道目标高精度测距方法：首先采用旁路速度-加速度估计方法求解目标的径向速度,对目标测量距离进行距离多普勒耦合修正,再进行IMM-UKF滤波完成目标距离估计。该方法具有以下优势：利用当前帧的测量数据,同时考虑了目标径向加速度对于耦合的影响,提高了距离和速度的估计精度;相比跟踪时增加测速波形的方法,节约了雷达的资源,同时避免了速度测量与航迹误关联的问题;距离和速度的精确估计能够提升航迹关联成功率。仿真实验中与传统的距离多普勒耦合处理方法进行了比较,实验结果显示该方法大幅提高了雷达测距的精度。     

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。