气象雷达抑制机场宽带杂波方法研究

针对机场区域内气象雷达回波信号中,直升机、螺旋桨飞机等旋转目标产生的杂波难以抑制的问题,文中提出了一种基于快时间维恒虚警处理雷达回波数据的方法。首先,分析了旋转目标产生的杂波和气象雷达回波信号的时频特性;然后,对雷达回波数据进行快慢时间维展开,并对快时间维进行恒虚警率处理,剔除杂波脉冲峰值,得到距离-多普勒域;最后,将距离-多普勒域数据中丢失的部分进行插值计算,比较抑制效果。仿真结果表明:该方法能较好地抑制旋转目标产生的宽带杂波。     

舰载无源综合脉冲孔径雷达干扰抑制

该文对舰载无源综合脉冲孔径雷达工作中的射频与非平稳多径干扰性质进行了分析。在此基础上,根据射频干扰相关性质,使用拉伸处理后部分正距离单元和所有负距离单元内的回波数据,利用距离余弦加权估算待检单元内射频干扰统计特性,然后根据干扰功率强于雷达回波的先验信息,对待检单元回波进行特征分解后滤除干扰成分。同时,针对多径传播产生的非平稳干扰,在保持海杂波主成分统计特性不变条件下,通过构造空域与快时间域的二维滤波器对非平稳干扰进行抑制。最后,实测数据结果表明了分析与方法的正确有效性。     

毫米波雷达对直升机旋翼回波检测研究

 针对毫米波雷达直升机旋翼回波信号能量低以至检测困难的问题,本文根据旋翼回波数学模型分析了旋翼回波、地杂波和目标杂波的时域及频域特性,提出频域杂波滤除后时域检测的思路.针对直升机识别应用的现状,提出通过旋翼回波恒虚警检测保证直升机检测和识别结果信度的思想,研究了频域杂波滤除后杂波剩余和噪声的统计分布,引入滑窗检测将观测向量分为检测单元和杂波干扰参考单元以完成旋翼回波的恒虚警检测.仿真结果表明杂波滤除方法可以有效滤除地杂波和目标杂波,提高检测时的旋翼回波信杂噪比.本文设计的旋翼回波时域检测器可以在信杂噪比较低的情况下完成旋翼回波检测.     

基于杂波特征评估的雷达目标点迹过滤方法

雷达在目标检测和跟踪时常面临地杂波、海杂波、气象杂波等复杂强杂波的干扰,而雷达回波信号经过传统的动目标显示(MTI)和恒虚警(CFAR)检测处理后的剩余杂波,在距离-时间(脉冲)上的二维分布与目标非常相似,无法区分。对此,提出一种基于杂波综合特征评估的雷达目标点迹过滤方法,综合考虑目标与杂波在幅度起伏、距离/俯仰/方位相关性、相位变化等多维特征的不同,利用综合特征因子评估区分目标和杂波。最后,利用雷达实测数据对所提方法进行验证。结果表明,杂波有效抑制率较传统方法有显著提升。     

近距离慢速目标检测杂波抑制方法

针对强杂波环境下近距慢速运动目标检测问题,该文提出一种基于相位编码及子空间投影的杂波抑制方法。主要对周期探测信号调制Chirp相位编码,通过回波慢时间维解码使杂波近似白化,降低杂波与目标回波相关性,再依据白化后杂波及有用信号成分自相关性差异分离出信号和杂波干扰子空间;最后将接收信号投影至正交于杂波子空间的信号子空间来抑制杂波。由于该方法中杂波空间的构建不需要假设杂波模型,避免了模型假设与实际环境不匹配的问题。仿真结果和实测数据处理结果证明该方法在低信杂比条件下性能明显优于传统方法。     

距离多普勒域多雷达信号融合

传统的单雷达目标检测算法在低信杂噪比(SCNR)场景下,其检测性能较差,对低空微弱目标检测时,由于杂波信号很强,目标回波信号可能在单个雷达的回波中被杂波淹没,导致不能检测到目标。所以,文中提出一种多雷达信号融合算法检测动目标,在距离多普勒域对多个雷达回波信号进行融合,增强目标信杂噪比。最后,通过仿真来验证提出的算法的有效性。     

基于子空间技术中奇异向量分析的穿墙雷达杂波抑制方法

穿墙雷达成像中,墙体反射杂波干扰严重,严重影响目标成像效果.子空间技术对回波信号矩阵进行奇异值分解后去除墙体子空间,可以有效的抑制墙体杂波干扰,在穿墙雷达成像中具有广泛的应用.该文针对子空间技术中墙体与目标子空间的划分这一难题,提出一种基于奇异向量平稳度分类的墙体子空间提取技术.该方法利用墙体回波信号的相关特征,根据奇异值分解后各个左奇异向量的平稳程度来精确划分墙体与目标子空间.实验结果表明,与现有技术相比,该方法对墙体子空间的确定更加精准有效,提高了穿墙雷达墙体杂波干扰抑制能力,改善了墙后目标的成像质量.     

IR-UWB穿墙雷达动目标探测实验

在穿墙雷达实际工作场景中,杂波对墙后动目标的探测造成严重的干扰。分析回顾经典IR-UWB穿墙雷达动目标检测原理,通过分析其数学解析式探讨其检测性能。介绍了IR-UWB穿墙雷达系统及其工作原理,基于该IR-UWB穿墙雷达系统上进行非金属墙体后动目标探测实验。针对目标处于不同运动状态的雷达回波数据进行处理分析,验证经典动目标检测算法的工作性能。针对指数加权算法,通过实验数据处理给出了其参数的调节范围。实验结果表明,IR-UWB穿墙雷达可以对非金属墙体后人体目标进行探测。对于墙后作径向运动的人体目标,3种经典算法的检测性能处于同一水平;对于墙后作切向运动、原地踏步的人体目标,指数加权算法与积累平均背景相消法具有较好的检测性能。     

门限设置对雷达数据质量的影响研究

天气雷达信号处理过程中,回波信号经谱矩估计得到反映气象目标信息的平均回波功率、平均径向速度和速度谱宽等信息参数,但是处理得到的回波数据中不仅包含有用回波数据,而且保留有地物杂波、系统噪声和失真回波数据等干扰回波,它们严重影响雷达数据质量。但是干扰回波和降水回波是有很明显的信号特征差异的,比如信号强度和信号相干性,根据这些特征参数可以有效识别干扰回波数据,选取信号特征差异比较明显的参数进行研究,通过设置门限阈值,对谱矩估计得到的基数据进行质量控制。实际处理结果表明,通过联合使用多种门限参数能够有效识别和滤除各种干扰回波数据,天气雷达基数据质量得到明显改善。     

基于图像域检测的SAR杂波干扰评估

杂波干扰在时域、频域及多普勒域与雷达回波信号具有相似特征,其特点是在SAR成像后形成局部类似杂波的输出效果.为了定量评估干扰效果,图像域采用双参数恒虚警检测方法,通过比较杂波干扰和高斯白噪声干扰对检测性能的影响,验证了杂波干扰优于白噪声干扰的效果以及基于图像域检测方法对干扰效果评估的有效性.     

基于LS迭代熵值穿墙雷达墙体杂波抑制

在穿墙成像雷达中，建筑物前后墙体的回波是杂波抑制的主要问题。此类杂波往往会强于目标信号数个量级，对所需目标的回波信号检测与成像造成严重干扰。针对墙体类强杂波问题，提出了一种基于拉普拉斯平滑迭代处理的墙体强杂波抑制算法。首先对回波信号进行离散化，然后在计算离散信源的概率空间时对概率进行拉普拉斯平滑处理，然后对其进行迭代熵值处理，通过迭代过程，有效地提高信杂比增量。为了验证算法的可靠性，采用时域有限差分法进行实验建模，并对结果进行严谨的分析，算法能够达到预期效果。     

基于联合稀疏恢复的宽带雷达动目标检测方法

针对宽带雷达目标回波存在越距离单元走动的问题,该文提出一种基于联合稀疏恢复的宽带雷达动目标检测方法。该方法先在频域对回波数据进行预白化处理,抑制杂波;然后在频率-慢时间域推导出目标信号的联合行稀疏表示,并通过联合稀疏恢复算法得到目标的频域估计;最后通过逆傅里叶变换得到目标的时域估计。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于统计区分度的SAR图像干扰评估方法

针对干扰信号和目标回波信号在图像上的统计特性差异,该文提出了基于统计区分度的SAR干扰评估方法。借助于独立分量分析(ICA),把SAR图像域上的干扰抑制问题转化为一种盲源分离问题。分别对高斯噪声干扰和类杂波干扰SAR图像进行ICA处理,并采用峭度准则进行干扰基图像分离。由于类杂波干扰信号具有和SAR回波信号类似的统计特征,相对于高斯噪声干扰的干扰抑制效果降低。理论分析和仿真验证了基于目标回波信号特征的类杂波干扰方法的有效性。     

一种对预警雷达干扰方法

本文提出了对预警雷达空时自适应处理干扰方法,该方法以数字射频存储为实现途径,通过在预警雷达回波上叠加预先设置好的非均匀杂波环境参数,对转发信号的幅度、相位以及多普勒频率进行综合干扰调制,实现保护区域内干扰回波对STAP处理协方差矩阵的污染,从而降低STAP处理目标检测能力,基于实际某预警雷达数据的处理结果验证了本文方法的有效性。     

超视距雷达海杂波与干扰信号的多域特征与海杂波检测

针对超视距(OTH)雷达接收信号成分复杂的问题,该文提出基于多域组图的信号分析方法,讨论海杂波、瞬态干扰和射频干扰的多域特征。运用时域、频域、距离域、重复周期和多普勒5域,组合为6种2维矩阵图,提出雷达接收数据的“五域六图”(5D6M)方法。通过五域六图,各种接收信号成分在多个域得以分离,海杂波和干扰在不同域的特征得以体现,清晰展示海杂波的频谱和多普勒谱特性、瞬态干扰的大功率和短时性以及射频干扰的窄带与多普勒特性。基于五域六图的信号特性分析,能够为雷达信号分析与处理提供很好的帮助。该文以海杂波为例,设计了基于频域-多普勒域的海杂波多普勒单元检测的新方法。     

超视距雷达海杂波与干扰信号的多域特征与海杂波检测

针对超视距(OTH)雷达接收信号成分复杂的问题,该文提出基于多域组图的信号分析方法,讨论海杂波、瞬态干扰和射频干扰的多域特征.运用时域、频域、距离域、重复周期和多普勒5域,组合为6种2维矩阵图,提出雷达接收数据的"五域六图"(5D6M)方法.通过五域六图,各种接收信号成分在多个域得以分离,海杂波和干扰在不同域的特征得以体现,清晰展示海杂波的频谱和多普勒谱特性、瞬态干扰的大功率和短时性以及射频干扰的窄带与多普勒特性.基于五域六图的信号特性分析,能够为雷达信号分析与处理提供很好的帮助.该文以海杂波为例,设计了基于频域-多普勒域的海杂波多普勒单元检测的新方法.     

基于实测数据的宽带雷达杂波模型分析与运动目标检测

给出了对一组实测宽带雷达回波的分析和处理,该宽带雷达回波数据是利用一部X波段1 GHz带宽的微型宽带雷达对城市中的某处立交桥观测得到的.分析了杂波幅度的分布和杂波的功率谱密度,得出了幂次函数形式的杂波经验谱.利用子带多普勒处理和Chirp-Z变换的方法对回波数据进行了杂波抑制,动目标回波多普勒色散补偿和相参积累处理.结果表明:该方法使杂波功率显著降低,而目标回波得到了增强.     

基于广义S变换的高频地波雷达电离层杂波抑制方法

为了抑制电离层对高频地波雷达回波的干扰,文中提出了一种基于广义S变换(GST)的时频滤波方法,通过GST将受电离层污染的时域数据转换为时频域进行分析和处理,根据相邻时间窗信号和电离层杂波的相关性不同,依次将时间窗内数据构建Hankel矩阵,再进行子空间滤波,最终达到减轻电离层干扰的目的。通过与传统方法比较及实测数据处理分析,回波频谱中的电离层杂波抑制取得了较好的结果,进而验证了本方法在电离层杂波抑制中的可行性和有效性。     

基于鲁棒主成分分析的多域联合杂波抑制算法

奇异值分解等传统算法在处理穿墙成像中的杂波抑制问题时,杂波消除不够彻底,目标成像质量不高,严重影响后续的目标检测与识别。为解决这一问题,该文基于鲁棒主成分分析理论,在回波域和图像域分别建立联合低秩稀疏模型,以光滑化快速交替线性化(SFAL)方法来求解模型,并对目标图像进行指数加权联乘多域图像融合处理,从而得到最终成像结果。仿真结果表明,该算法速度快、精度高,可有效改善目标成像质量,并能较好地满足穿墙成像的实时性和准确性要求。     

一种基于分布式穿墙雷达的复杂条件下人体目标检测方法

超宽带雷达由于具有距离分辨率高、穿透性强等特点,被广泛应用于废墟下的人体救援。然而,在复杂的环境条件下,依靠单台雷达对被困人员进行检测是一个巨大的挑战。该文基于分布式穿墙雷达系统,提出一种低信噪比条件下的人体目标自动检测方法。首先,两台超宽带脉冲雷达分时交替进行工作,从而避免探测时的互相干扰;然后对两台雷达的回波数据进行慢时间维度互相关处理,增强人体呼吸信号;其次,利用适配于分布式穿墙雷达的恒虚警率检测,实现人体呼吸信号的快速、自动检测;最后,通过三角定位方法实现被困人员的2维定位。一系列的实验结果表明,所提方法可以在低信噪比条件下实现人体的检测,其探测性能优于单台雷达。