Keystone变换实现方法研究

在传统PD雷达中,当相干积累时间较长或信号带宽很大,目标运动速度很高时,回波会出现越距离单元走动,从而影响雷达探测目标的性能。Keystone变换是校正脉冲回波距离走动的常用方法。在此研究了Keystone变换的3种常用实现方法,通过仿真分析验证了算法的有效性,找出了低复杂度算法,对工程实现具有一定的参考意义。     

基于Keystone变换的长时间相参积累研究

长时间相参积累是提高弱小目标检测的一种有效方法,但随着积累时间的增加,会产生目标跨距离单元走动的问题。文中在信号处理算法中引入Keystone变换来补偿距离走动带来的影响,可以在不需要先验速度信息的情况下,实现目标的长时间积累。仿真实验验证了Keystone变换实现距离走动补偿的有效性,并形成了一套较完整的雷达信号处理算法。     

基于分段伪Keystone变换的快速旋转目标检测

 对于高距离分辨雷达,快速复杂运动目标在相参积累时间内出现的越距离单元走动给检测与识别带来极大的困难.本文针对快速旋转目标越距离单元走动的问题,提出了一种新的分段伪Keystone变换方法,对越距离单元走动进行校正.该方法首先将数据按一定准则分段,每段数据用伪Keystone变换处理,校正目标的越距离单元走动,然后将每段数据"拼接"在一起,完成整个观测时间的距离像对齐,并在此基础上实现积累时间内的相参检测.采用离散匹配傅里叶变换实现了该变换的快速算法,仿真实验验证了算法的有效性.     

基于Keystone变换的弱目标积累检测及工程实现方法

Keystone变换作为一种解耦合的有效算法可校正PD雷达回波中目标的线性距离走动现象,使回波信号能相干积累提高弱目标的检测性能。针对该算法的工程应用,本文研究了四种运算量较少的实现方法:DFT+IFFT算法、Chirp-Z变换法、sinc函数内插法和三阶Lagrange内插法。其中,理论推导证明了DFT+IFFT算法和Chirp-Z变换法虽然物理意义不同,但具体实现过程是相同的。然后本文评估了上述三种不同实现方法的计算量。最后结合matlab仿真结果验证了Keystone变换的三种不同实现方法对弱目标相差积累的有效性。     

Keystone变换实现方法研究

在传统PD雷达里,当相干积累时间较长或信号带宽很大、目标运动速度很高时,回波会出现越距离单元走动,从而影响雷达探测目标的性能.Keystone变换是校正脉冲回波距离走动的常用方法.本文详细研究了Keystone变换的三种常用实现方法,对它们的运算量作了比较,指出Chirp-Z变换能较好地满足系统实时性的要求.仿真分析和...     

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.     

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Keystone变换的多目标距离走动校正

微弱目标检测中,高速运动目标的跨距离单元走动会影响长时间相参积累的效果,需要预先加以校正。针对以往Keystone变换法在校正走动时,不能同时校正模糊数不同的多目标走动的不足,提出了一种改进的Keystone变换算法,在无模糊的Keystone变换之后,通过单元最大模糊数搜索快速得到多个目标的模糊数,使各目标根据自身运动特性得到校正,从而延长相参积累时间、提高积累增益。仿真结果验证了算法的有效性。     

前视成像中Keystone变换残余距离走动的频域补偿

空载平台采用扫描模式进行前视成像时,平台运动会导致目标积累时间内出现距离走动和多普勒模糊。Keystone变换可以补偿前视扫描时间内目标的跨距离单元走动,但是在发生多普勒模糊的情况下,Keystone校正的模糊数补偿可能引入速度残差,导致目标定位误差。针对此,本文研究了空载平台前视成像的Keystone校正方法,提出一种在频域补偿Keystone变换残余距离走动的方法,即基于速度残差进行距离走动校正降低残余包络误差,实现目标的聚焦与准确定位。基于单脉冲前视成像的理论分析与仿真实验验证了所提出算法的有效性。     

基于线性拟合的包络走动补偿方法

在低信噪比情况下,信号长时间能量积累是检测目标的一种手段。对于长时间能量积累,系统往往面临3个问题,即距离走动、多普勒漂移、波束跨越。信号处理时,必须首先把所有目标回波包络都校正到同一距离单元上,然后利用动目标检测(MTD)或者联合时频变换等方法来完成回波能量积累和检测。通常Keystone变换是完成距离走动补偿的一种有效方法,但其计算量较大,实时性差。提出了一种基于线性拟合的距离走动补偿算法,利用曲线拟合的思想来完成包络走动补偿,仿真结果验证了该方法的有效性,同时表明其具有更好的实时处理性能。     

基于提升Keystone变换的声呐宽带自适应波束形成方法

针对Keystone变换在宽带阵列预处理方面的优势和常规Keystone变换存在的阵元数据缺失问题,该文将自回归模型与常规Keystone变换相结合,提出一种基于提升Keystone变换的声呐宽带自适应波束形成算法。该算法首先将常规Keystone变换应用于宽带阵列信号的相位对齐,接着采用自回归模型对变换后各频段缺失的阵元数据进行预测补偿,最后通过稳健自适应波束形成处理获得目标方位输出结果。仿真实验结果表明,基于提升Keystone变换的宽带自适应波束形成算法性能优于常规Keystone自适应算法、指向最小方差自适应算法和聚焦自适应算法。     

基于改进Keystone变换的高速目标相参积累方法

Keystone变换常常用于校正运动目标在脉冲多普勒雷达相参积累时间内的距离走动,提高回波信号的信噪比。但是常规Keystone变换应用于高速目标会存在两方面问题,首先常规Keystone变换引入插值增加了运算负担,其次若存在多普勒模糊,常规Keystone变换实现方法会出现“半盲速点”效应。文中提出了基于尺度变换的Keystone变换方法,新方法可以明显减少运算量,减小了带宽对多普勒模糊的影响,抑制了“半盲速点”效应,提高了相参积累效果。     

GEO SAR双频双通道动目标检测与参数估计

地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）在对动目标检测和成像方面更具优势,但随之而来的一些问题也需要进一步解决。本文提出了一种基于GEO SAR双通道双载频实现运动目标检测、成像和参数估计的方法。利用广义 Keystone 变换对杂波对消处理后的运动目标进行距离徙动校正,使用离散调频傅立叶变换（DCFT）结合牛顿迭代法搜索完成多普勒参数估计后,利用在不同工作频率下的求得的速度集合进行交集来解决快速运动目标速度模糊的问题。最后,仿真实验证明该方法的有效性。      

星载SAR的空中运动目标检测和成像

根据星载SAR(Synthetic Aperture Radar)通常信号带宽较大的特点,本文提出了一种子带双频共轭处理方法,降低合成信号的等效中心频率,去除多普勒模糊,进而利用Keystone变换完成低信噪比高速运动目标的距离走动校正.运动目标的距离弯曲校正后,采用时频分析实现目标的低分辨率成像和检测.利用检测过程中获得的目标径向速度,进一步完成了各个运动目标的高分辨率成像处理.仿真结果表明了本文方法的有效性.     

一种径向匀加速目标包络徙动补偿新方法

雷达信号多脉冲长时间积累是提高雷达检测性能的重要手段。当雷达探测高速运动目标时,目标的径向加速度将引起二次距离走动,使雷达检测性能大大降低。针对此问题,提出一种消除距离走动二阶项的新方法。该方法首先对目标回波进行广义二阶Keystone变换,然后在慢时间域通过解线调的思路估计多普勒调频斜率,进而补偿多普勒高阶项,最后对补偿后信号再进行广义二阶Keystone变换,从而完全消除距离走动。仿真结果证明了该方法的有效性。     

机载雷达高速空中机动目标检测新方法

空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)是一种有效的机载雷达运动目标检测方法.空中目标的高速运动会导致其回波产生严重的距离走动和多普勒模糊,并且目标作加速运动时还会引起多普勒走动.为了有效检测上述目标,本文提出了一种新方法,该方法在目标距离走动校正之前首先进行杂波抑制,避免了直接利用Keystone变换校正存在多普勒模糊的运动目标距离走动时影响杂波分布特性、进而降低STAP性能的问题;然后对距离走动校正后的数据进行Wigner-Hough变换,估计出目标的加速度,并根据估计值对多普勒走动项进行补偿,从而使目标能量能够得到有效积累;最后进行运动目标检测.仿真结果证明了该方法的有效性.     

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。