基于keystone变换的微弱目标检测

提高雷达对微弱目标探测能力的主要方法是增加积累时间.根据传统PD雷达的设计原则,在相参积累时间内,目标的距离走动不能超过半个距离单元,也就是说相参积累时间受限于目标运动.对于高距离分辨雷达或观测高速目标的雷达系统,这种限制是很难满足的.本文提出一种基于keystone变换的运动补偿方案,可以在没有目标运动速度信息条件下校正距离走动,从而使积累时间不再受目标运动的限制.     

宽带Radon-Fourier 变换及基于CZT快速实现方法研究

宽带脉冲体制雷达中,脉冲尺度伸缩效应(PSE)和目标跨距离单元走动(ARU)问题会降低脉冲相参积累性能,进而降低微弱目标检测能力.为了解决PSE和ARU问题,文中给出一种宽带Radon-Fourier变换(WRFT)及其快速实现方法.首先设计了宽带匹配滤波器,然后通过联合搜索速度与距离参数空间,同时进行脉间相位补偿、宽带匹配滤波以及跨距离单元走动补偿,进而实现长时间脉冲相参积累.针对WRFT中参数空间遍历搜索带来大运算量问题,进一步给出了基于Chirp-Z变换(CZT)的快速实现方法.最后,数值实验验证了该方法的有效性.     

基于相参Radon变换的米波相控阵雷达弱目标检测

米波相控阵雷达具有反隐身和抗反辐射导弹的天然优势,且波束灵活可控,为四代机目标的检测提供了一种新的技术途径.但四代机目标在长积累时间内会发生严重的距离走动,导致检测性能急剧下降,针对该问题,文中提出了一种基于相参Radon变换的米波相控阵雷达弱目标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.同时,提出了沿距离走动斜线进行长时间相参积累的相参Radon变换法,并给出了算法实现流程图.最后,通过仿真实验验证了该算法的有效性,并分析了其检测和参数估计性能,仿真结果表明该算法具有比Hough变换法和MTD法更优的低SNR背景下的目标检测性能.     

基于宽带时空Radon-Fourier变换的高速微弱目标检测方法

宽带数字阵列雷达(DAR)中跨距离单元走动(ARU)、匹配滤波器失配以及孔径渡越问题降低了高速微弱目标的检测性能。为此,该文给出一种宽带时空Radon-Fourier变换(WST-RFT)相参积累方法。该方法基于DAR 3维回波模型给出了宽带匹配滤波器系统响应函数,并通过联合搜索目标3维参数空间,同时解决ARU、匹配滤波器失配和孔径渡越问题。给出了基于WST-RFT检测器的最优性证明。针对WST-RFT 3维参数空间遍历搜索运算量大的问题,该文进一步给出了基于Chirp-Z变换(CZT)的WST-RFT快速算法。最后,数值实验结果验证了该文所提方法的有效性。     

频域切变Radon-Fourier变换算法及其对微弱目标的检测

针对Radon-Fourier变换(RFT)在进行高速微弱目标检测过程中运算量大和实时处理问题,提出频域切变RFT(FSRFT)算法,其在不失积累增益和检测性能的情况下,简化处理过程并降低运算量,且所提方法适合于雷达跟踪过程中的滑窗处理和并行运算。仿真实验结果表明,理想情况下,FSRFT方法的相参积累检测性能接近理论值,并行处理运算量较现有快速方法降低一个数量级。     

基于Radon-分数阶傅里叶变换的雷达动目标检测方法

长时间相参积累技术是提高雷达对微弱运动目标探测能力的重要手段之一,本文在分析动目标回波信号距离和多普勒徙动的基础上,提出基于Radon-分数阶傅里叶变换(RFRFT)的长时间相参积累方法.该方法根据预先设定的运动参数搜索范围,提取位于距离-慢时间二维平面中的目标观测值,然后在FRFT域进行匹配和积累,并通过构建的RFRFT域检测单元图实现对非匀速运动目标的检测.该方法能够同时补偿距离和多普勒徙动,有效抑制背景杂波和噪声,提高积累增益.仿真结果表明本文方法具有在强杂波中检测微弱动目标的能力.     

双基地雷达Radon-Fourier变换弱目标积累检测

增加信号相参积累时间能够提高弱目标检测能力。双基地雷达长时间相参积累的关键是解决非线性相位回波的目标运动补偿问题。在波束影响可忽略的情况下,该文提出了双基地雷达距离-速度域Radon-Fourier变换（RFT）处理方法。该方法通过频域联合搜索双基地距离和速度参数空间,完成距离走动校正与脉冲积累。理论分析和仿真实验证明了其有效性。      

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。     

基于分段运动特性的空间目标检测算法

为提高空间目标检测性能,需要分析目标回波模型,研究高速运动目标距离走动补偿方法。针对双基地雷达对空检测过程中可能出现的距离走动问题,建立双基地雷达-目标三维模型和回波模型,分析了全过程中目标运动对距离走动的影响,提出了基于分段运动特性的目标检测方法。通过引入两级速度补偿算法,保证参数估计精度的同时提高计算速度。并以空间目标ISS(International Space Station)为例进行仿真实验,验证算法的有效性和对噪声的鲁棒性。     

基于Keystone变换的雷达增程设计研究

空间碎片目标、远距离空间目标、新型隐身目标等,具有雷达反射截面积小、距离远、运动速度快等特点,回波信号呈现信噪比低、目标跨距离单元走动等问题,常常超出现役雷达的探测能力。为了解决该问题,提升已装备雷达的综合探测能力,文中采用Keystone变换的方法对脉冲回波信号进行距离对齐处理,采用旁路的方法对现役雷达进行相应的改造,且不改变雷达原有功能,通过相参积累提高信噪比,从而达到雷达增程探测的目的。数值仿真和试验验证表明,该方法有效,且具有较强的工程应用价值。     

基于锥形尺度变换的弱小舰船目标检测

该文提出一种低信杂噪比下弱小舰船目标的检测方法。该方法对回波的慢时间瞬时自相关函数进行锥形尺度变换(Taper Scale Transform, TST),解除时延和慢时间的耦合。然后将TST后的信号相干积累,达到很好的检测效果。另外,该文分析了交叉项对检测的影响以及尺度因子的选择标准。实测数据的处理结果验证了该方法的有效性。     

基于雷达脉冲重复间隔设计的Radon-Fourier变换盲速旁瓣抑制

盲速旁瓣可能增加长时间相干积累方法Radon-Fourier变换(RFT)的虚警概率并影响检测性能。为此,该文提出一种基于脉冲重复间隔(PRI)设计的盲速旁瓣抑制方法。利用不同PRI盲速旁瓣位置及速度分辨率的关系,给出了PRI具体设计方法。然后,联合处理两个相邻相参处理间隔(CPI)的RFT输出结果,在不降低RFT积累性能的情况下实现盲速旁瓣(BSSL)的抑制。最后,数值实验结果验证了该文所提方法的有效性。     

基于随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换的相参积累

针对远程隐身目标微弱回波的低信噪比检测和多普勒模糊下的参数测量问题,该文采用随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换(RPRI-RFT)实现回波脉冲的长时间相参积累和盲速旁瓣(BSSL)抑制。通过分析PRI随机抖动量与多普勒模糊旁瓣均值、随机调制噪声谱方差的定量关系,表明增加积累脉冲数量可以降低调制噪声的影响,并针对脉冲数增加导致的回波跨距离单元的问题,提出RPRI-RFT实现回波脉冲的有效相参积累。理论分析和仿真结果表明,RPRI-RFT能够降低随机调制噪声,同时可以抑制盲速旁瓣,从而有效提高低重复频率雷达对远程、微弱高速多目标的检测和测量能力。     

一般构型机载双站大斜视SAR二维Chirp-Z变换成像算法

该文提出一般构型机载双站大斜视SAR的2维Chirp-Z变换(CZT)成像算法。针对双站大斜视回波信号的距离-方位向强耦合,在距离频域-方位时域校正载机大斜视引起的大距离走动,然后推导改进点目标的频谱公式。成像时,先用参考函数相乘完成回波一致聚焦,然后借助于载机轨迹解耦合公式将频谱相位分解为距离移变和方位移变的两个独立相位项,再运用CZT分别消除其空变性得到成像结果。仿真验证了该算法处理一般构型机载双站大斜视SAR回波数据的有效性。     

基于霍夫变换的高速微弱目标检测算法

该文针对高速微弱目标检测提出一种快速的目标参数估计方法,首先分析了高速目标回波脉冲间距离单元走动的影响因素,指出回波间距离走动与积累时间近似为直线;其次利用霍夫变换(HT)可对直线进行检测的特点,分析了HT参数和目标初始距离和径向速度的关系,提出了一种并行HT(PHT)方法,该方法利用并行叠加原理能够提高HT运算速度,满足实时性的要求;最后给出了算法实现流程和仿真实例,仿真结果证明了算法的有效性。     

基于Chirp-Z变换的分布式SAR地面运动目标检测方法

该文基于主辅星编队模式下的分布式卫星SAR系统,对Range-Doppler域地面运动目标检测方法进行了改进,提出回波信号经方位向相位补偿后,应用Chirp-Z变换能够将地面同一方位单元回波的频谱在不同通道内精确配准,而后通过干涉处理和频谱相位补偿来提取运动目标信息,并给出了频谱相位补偿对系统参数的约束条件以及频谱配准对目标速度的约束条件。最后仿真表明该方法在约束条件下是有效的。     

基于Keystone变换的低空小目标雷达探测方法

长时间相参积累是低空小目标雷达探测的有效手段,然而对于较大速度的目标,长时间相参积累存在距离走动的问题。针对该问题,本文提出了一种基于Keystone变换的低空小目标探测方法。首先,给出了低空小目标探测所面临的长时间相参积累问题;然后提出了基于Keystone变换的探测方法及快速实现方法;最后给出典型仿真目标的仿真结果。所提方法可以同时解决大速度范围内的目标统一探测问题,仿真结果验证了所提方法的有效性。