风廓线雷达地物杂波抑制研究

风廓线雷达是探测大气风场和湍流的有效工具,其回波易受地物杂波干扰,使得雷达回波谱变得复杂,为了提高雷达探测精度,地物杂波抑制是风廓线雷达信号或谱处理重要的一部分.介绍了一般地物杂波抑制方法并分析其不足,研究了频域中地物杂波和雷达大气回波谱特征,结合大气回波谱倾斜度分析,提出了基于未受污染大气回波谱高斯最小二乘拟合地物杂波抑制方法,研究表明,该方法在地物杂波抑制处理上是可行的.     

基于RELAX的气象雷达回波参数化谱矩估计方法

气象雷达回波的功率、平均频率和谱宽等谱矩参数与气象目标的类型密切相关,如何准确估计一直是关注的问题。地杂波也是气象雷达面临的严重干扰。气象目标回波和地杂波的频谱呈现高斯谱的特征,其参数化模型可以利用来估计这些谱矩参数。提出了拟合信号功率谱的参数化谱矩估计方法,并采用RELAX的思想进行多个高斯谱信号混合时的谱矩参数估计。最后利用仿真气象雷达信号进行了实验和性能分析,实验结果表明提出的方法能准确估计出高斯功率谱的谱矩参数,且具有较高的分辨率。与脉冲对法相比可用于估计多个高斯谱混合的情况（比如地杂波和气象回波叠加在一起时）,与最大似然法相比降低了运算量。      

基于频率非均匀采样杂波谱配准的天基雷达STAP方法

地球自转和非正侧面阵配置会使得天基雷达杂波谱随距离发生变化,呈现出非平稳性,从而严重影响统计STAP方法的杂波抑制性能。为了补偿这种非平稳性,该文提出了一种基于频率非均匀采样的杂波谱配准方法,建立了非均匀谱配准法的数学模型,给出了频率非均匀采样点的选取方法以及谱配准后杂波协方差矩阵的估计方法等。通过对天基雷达的仿真实验表明,上述谱配准法可有效消除杂波非平稳性,获得较好的处理性能。     

利用RR-MWF的低信噪比下机载气象雷达回波谱矩估计方法

常规机载气象雷达采用脉冲对法估计谱宽实现湍流检测,当信噪比较低时脉冲对法的谱宽估计误差大。晴空湍流（clear air turbulence,CAT）含水量较少,雷达回波信噪比很低,因此常规机载气象雷达无法检测CAT。为提高低信噪比下机载气象雷达回波谱宽估计性能,提出了一种基于降秩多级维纳滤波器（Reduced-Rank Multistage Wiener Filter, RR-MWF）的回波谱矩估计方法。该方法在机载气象雷达引入空时体制的基础上,利用空时域联合处理对湍流回波进行处理,通过空时积累改善信噪比。在最小均方误差准则下,构造了适用于分布式气象目标的自适应RR-MWF权矢量和代价函数,估计回波谱矩。仿真实验表明,提出的RR-MWF估计器在信噪比低于10dB时明显优于常规的脉冲对法,可用于CAT检测。      

一种基于改进A2DC的机载双基杂波谱补偿方法

机载双基预警雷达目标探测系统具有较高的安全性和稳健的探测性能,但其非理想探测构型会造成杂波的非平稳性。传统自适应角度多普勒补偿(A2DC)方法对每个距离门的杂波数据进行空-时两维谱中心的估计,能够有效地补偿双基杂波因复杂构型引入的非平稳误差。然而,当回波中有较强的目标干扰信号时,自适应角度多普勒补偿方法会错误地估计该距离门杂波信号的空-时中心频率,造成目标信号产生相消现象。针对该问题,文中提出一种基于改进的A2DC的双基杂波谱补偿方法。所提方法将自适应角度多普勒补偿和广义内积法相结合,在杂波非平稳误差初步补偿之后剔除含有“疑似目标”的非均匀距离样本;并用该距离门附近样本的杂波谱中心估计参数构成相应的补偿矩阵,对该距离单元杂波数据进行角度-多普勒域的谱误差精确补偿;最终根据双基杂波非平稳误差精细化补偿后的样本数据,实现地理杂波的有效抑制,且有效避免了动目标信号因空域相消导致信杂噪比严重降低的问题。机载双基雷达杂波抑制和动目标检测的仿真实验结果表明,所提方法在面对多目标信号干扰时具有优良的双基杂波距离依赖补偿效果,从而完成稳健的地理杂波对消和动目标信号的可靠探测。     

双基地机载预警雷达杂波建模与分析

建立了双基地机载预警雷达杂波模型,并通过对双基地机载预警雷达杂波空时谱结构的分析,得出了双基地机载预警雷达任意几何配置条件下,杂波谱结构随双基地机载预警雷达探测距离和变化趋势的一般性规律.仿真结果验证了所得规律的正确性.对双基地机载预警雷达杂波谱结构的认识有助于开展对双基地机载预警雷达杂波抑制与空时自适应处理技术的研究.     

基于相似性度量的非正侧阵杂波谱补偿方法

在非正侧阵雷达中的杂波谱随距离发生变化,造成杂波统计特性估计不准确,空时二维自适应处理中滤波器的杂波凹口变宽.为了克服这个难题,根据杂波模型提出了一种基于相似性度量的谱补偿方法.该方法首先将待检单元的导向矢量与相邻单元的导向矢量进行内积,作为谱结构相似性的度量,然后依此度量值,对接收数据的杂波协方差矩阵进行加权处理,最后用传统的空时自适应算法进行杂波抑制.仿真证明了该方法可以有效地消除杂波谱的非平稳性,提高雷达抑制杂波的性能.     

潮湿大气中飞机尾流的多普勒特性分析

飞机尾流探测技术是航空安全等领域的重要研究课题.处于潮湿大气中的飞机尾流具有较强的雷达散射截面,但易受气象杂波的影响,需要根据其多普勒谱特性来提高脉冲多普勒雷达对尾流的可探测性.本文根据尾流的速度分布特性,获得了飞机尾流的径向速度谱.仿真表明,湿性尾流速度谱具有较明显的多普勒展宽特性,大飞机尾流的速度分布的标准差在几米每秒的量级.径向速度谱特性对于我们研究潮湿大气中飞机尾流的雷达探测具有指导意义.     

一种机载前视阵雷达近程杂波谱补偿方法

机载前视阵雷达近程杂波谱在方位-多普勒域随距离变化剧烈,功率谱不重合并严重展宽,直接进行空时自适应处理（STAP）不能在待检测单元形成窄而深的凹口,致使地面动目标检测（GMTI）性能下降。文中提出一种导向矢量矩阵最小二乘拟合方法,该方法利用训练单元和近程待检测单元导向矢量拟合矩阵对杂波数据进行变换,使训练单元的杂波子空间逼近于待检测距离单元,从而实现了机载前视阵雷达近程杂波谱重合。仿真实验表明该方法能够对近程杂波非均匀性进行有效补偿,减轻杂波谱随距离变化对空时自适应处理性能的影响。     

蒸发波导环境中雷达二维海杂波仿真

提出了一种大气波导环境下的K分布雷达海杂波仿真方法,仿真了二维海杂波序列.该方法采用射线描迹和抛物方程模拟蒸发波导中电磁波的传播过程,结合雷达方程计算K分布参数,利用球不变随机过程仿真产生K分布海杂波.该二维序列一维为时间,另一维为距离,时间为相关时间,频谱为高斯谱;相邻距离单元之间独立,K分布参数在距离上慢变化,可以认为距离上符合独立同分布假设.文中的二维海杂波序列可应用于雷达海杂波信号模拟中,作为海杂波反演大气波导中的杂波信号,亦可用以分析雷达在不同波导环境中的超视距探测性能.