基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计

针对传统方法基于宽带回波距离像包络信息提取微动分辨率较低这一问题,该文提出了一种结合宽带回波距离像包络信息和相位信息的微动特征参数化估计新方法。该方法通过对回波距离像包络分段并对各段进行Keystone变换实现距离方位解耦和,得到目标由于微动引起的各散射点相对参考点径向微距变化粗估计。利用粗估计结果提取回波相位信息,由相位测距原理可得到各散射点的精确微距曲线,进而完成进动目标运动及几何参数的估计。相比于只利用距离像包络信息提取微动的传统方法,所提算法可有效提升参数估计精度。仿真实验验证了其有效性和稳定性。     

基于强散射点径向积累的高分辨极化目标检测研究

研究了宽带高分辨雷达杂波环境中的目标检测问题,提出了基于强散射点径向积累的高分辨极化目标检测方法,利用宽带波形固有的径向高分辨力对目标进行一维距离成像,结合目标的极化特性,估计出回波中强散射点的数量和分布,通过对不同径向分辨单元内的强散射点进行积累,可有效地提高信杂比,实验仿真结果表明本文方法能够有效改善雷达的检测性能.     

极化SAR图像的聚类序列投影寻踪模型方法

针对极化SAR数据的分类问题,提出了序列投影寻踪模型方法进行极化SAR数据的无监督分类.该方法的特点是利用目标散射的极化相似性参数来表征目标特征;通过遗传算法逐步给出投影寻踪方法中的最佳投影,以获取高维数据的一维投影特征;进而采用EM算法估计混合模型的参数;最后由Bayes决策准则实现分类.该文对旧金山湾地区的极化SAR数据进行分类,得到了好的分类结果,实例计算结果分别与采用强度特征的无监督分类结果和直接利用散射熵-散射角分类的结果进行了比较,说明新方法对于极化SAR数据的分类具有明显的优越性.     

空间锥体目标的平动补偿与微动特征提取方法

微动特征对空间锥体目标识别与参数估计等有着重要意义,而目标的平动会破坏微多普勒谱的结构,影响微动特征的提取.针对这一问题,提出了一种基于时变自回归(Time-Varying Autoregressive,TVAR)模型的平动补偿与微动特征提取方法.算法首先分析了锥体目标的散射特性,在此基础上推导了微动和平动引起的回波瞬时频率的变化规律;利用TVAR模型估计目标回波的瞬时频率,并对估计结果作解模糊和重新关联处理,从而获得回波的瞬时频率分量;最后,对瞬时频率分量包络进行多项式拟合,利用拟合结果补偿目标平动,进而提取出微动特征.基于电磁计算数据的实验验证了所提算法的有效性及精确性.     

基于极化交叉熵和Yamaguchi分解的飞机目标检测方法

给出了一种基于极化交叉熵和Yamaguchi分解相结合的飞机目标检测方法。首先计算极化SAR图像中各个像素点与平面、左螺旋体、右螺旋体三种基本散射体的相似性参数，并利用相似性参数构造极化交叉熵；然后采用Yamaguchi分解方法提取偶次散射分量功率；最后结合极化交叉熵与偶次散射分量功率构造检测特征量，并进行阈值判别提取飞机目标。利用美国UAVSAR和美国AIRSAR系统采集的全极化实测数据对算法进行实验，结果表明，该算法能够有效的检测出飞机目标，并且虚警较少。      

基于窄带微多普勒调制的锥体目标参数估计

当雷达对锥体目标发射窄带信号时,进动调制会使回波中包含的散射中心瞬时频率发生周期性变化,这种变化可以反映出目标几何尺寸与结构特性,针对此该文提出一种基于窄带微多普勒调制的空间锥体目标参数估计方法。首先对目标散射特性进行分析,推导进动引起的目标散射中心瞬时频率变化公式;然后利用时变自回归模型估计散射中心瞬时频率,并对估计结果进行重新关联以消除其中出现的关联错误;最后根据锥顶和锥底散射中心瞬时频率变化性质,结合目标弹道估计得到目标几何尺寸参数及微动参数。基于电磁计算数据的实验结果验证了该文所提方法的有效性和精确性。     

弹道目标宽带极化特征提取分析

针对弹道目标的极化高分辨一维距离像,研究宽带极化特征提取算法,分析所提取特征表征的目标散射特性及其在目标分类识别中的应用。通过弹道目标全极化高分辨一维距离像,构建极化散射矩阵,估计弹道目标的极化相干矩阵,再对其进行Cloude分解,提取H/α/A/P特征,依此对目标各散射中心的散射机理进行判定,同时分析各特征对于弹道目标可分性的强弱,利用SVM算法进行分类识别,同时考虑了信噪比对识别结果的影响,用仿真实验验证了算法的有效性。     

基于散射中心极化比的锥体目标姿态反演

从高分辨一维距离像（high range resolution profile,HRRP）出发,针对HRRP姿态敏感以及锥体目标识别中姿态获取困难的问题,推导分析了散射中心极化比与锥体目标姿态的关联关系,提出了基于散射中心极化比姿态反演的方法:利用散射中心参数估计模型对锥体目标不同极化下的宽带数据进行分析,分别提取其散射中心参数,同时计算散射中心参数的极化比,并与理论的极化比曲线进行匹配,最终获取目标的姿态角.基于球头锥的数值计算与极化特征提取结果验证了方法的有效性.利用此方法能够做到对目标姿态的快速反演,为进一步的目标识别提供支撑.     

空间进动目标宽带极化相关特性研究

针对空间进动目标的宽带极化相关特性,首先给出了其定义及其物理意义;然后基于一种空间进动目标动态全极化回波仿真方法得到了典型战情下的雷达回波,接着以4类典型目标为对象分析了空间进动目标的宽带极化相关特性,并进一步分析了分时极化测量条件下空间进动目标测量的雷达脉冲重复间隔(PRI)选择问题。研究表明,对典型参数情况,分时极化测量雷达对空间进动目标进行宽带极化散射特性测量时,PRI为10ms可满足测量需要,但实际观测场景较仿真场景更为恶劣,因此需要更小的PRI。该结论对于空间进动目标探测与识别的数据率设定具有一定参考意义。     

多基地极化雷达主瓣干扰抑制算法

现代战场电子对抗日益复杂,电磁干扰形式多样,当干扰从接收机主瓣进入会形成主瓣干扰。主瓣干扰严重影响雷达正常工作,传统空域、极化域、时频域等抗干扰算法都很难有效对其抑制。为有效抑制主瓣干扰,文章利用目标极化散射特性在不同角度存在差异的特点,提出基于多基雷达的空-极化协同滤波主瓣干扰抑制方法。方法首先采用主瓣保形技术在空域抑制副瓣干扰并压低空间噪声,然后将多基地雷达接收的数据进行时域对齐,计算包含主瓣干扰和回波信号的数据协方差矩阵,通过分解协方差矩阵在空-极化信号空间识别干扰,估计回波信号导向矢量,最后将目标回波与主瓣干扰通过多基地极化滤波,滤除主瓣干扰保留目标回波信号。通过仿真算法抑制噪声干扰与转发干扰,验证了所提算法能够有效对抗主瓣干扰,有效提高输出信干噪比。      

微动目标OFDM雷达回波调制机理分析

 微动目标对雷达回波产生调制,不同的信号形式调制效应也不同.正交频分复用(OFDM)雷达信号同时具有宽带距离分辨和窄带多普勒分辨能力,能更全面深入地揭示微动的调制效应.本文在建立微动散射点目标OFDM雷达回波模型的基础上,从高分辨距离像和微多普勒两个方面推导了微动对OFDM雷达回波的调制机理,并分析了调制效应与雷达参数、微动参数之间的关系,指出OFDM雷达信号结合了线性调频信号与脉冲多普勒雷达信号在微动分析方面的优势,为微动特征提取与目标识别提供了更有利的条件.仿真试验和暗室测量数据分析验证了结论的合理性.     

基于逆滤波的宽带线性调频雷达MTD技术

影响宽带线性调频雷达运动目标检测的两个核心问题是多周期脉冲间散射中心的越距离单元走动（MTRC）以及扩展目标在高分辨距离单元间的能量分散。在分析宽带线性调频脉冲串回波信号多普勒效应的基础上,将每个子脉冲回波经过逆滤波转化为窄带信号,通过窄带匹配滤波降低距离分辨率对多散射中心的能量进行相参积累,同时避免了越距离单元走动问题。然后利用脉冲多普勒思想对低分辨的脉冲串信号进行二次相参积累,实现运动目标检测（MTD）。最后通过仿真实验验证了算法的有效性,结果表明该算法对存在多个强散射中心和速度较大的目标能够有效提高相参积累信噪比和测速精度。     

宽带雷达探测性能分析

宽带雷达探测性能评估方法与窄带雷达有较大不同。从雷达目标的散射中心模型出发,分析比较了高斯白噪声背景下窄带雷达和宽带雷达的探测性能。理论分析和数值仿真结果表明,如果已知被探测目标确切的先验信息,包括目标散射特性、目标相对雷达的姿态角等,结合优化设计的发射信号波形,宽带雷达就可以获得优于窄带雷达的探测性能。考虑到实际应用中目标先验信息不易获取,宽带雷达的探测性能相对于其最优性能将大大下降。     

基于多散射中心对齐的距离像抽取方法

分析了频率步进雷达照射下,运动目标多个散射中心在中分辨-高分辨二维平面上的分布特性,并提出了基于多散射中心对齐的一维距离像抽取方法.该方法用通过频域线性相位乘因子实现中分辨维的精确移位和多散射中心对齐,在移位后的中分辨-高分辨平面通过抽取若干条等距的平行线得到目标的一维距离像.该方法物理意义清晰,抽取的距离像具有目标能量损失小、位置参考点恒定的特点,能充分反映运动目标的散射特性和运动特性.并采用仿真数据验证了方法的有效性.     

基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取

本文研究了旋转运动对雷达目标回波的幅度调制作用,进而提出了一种基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取方法。首先对含旋转部件目标的雷达回波进行时频分析得到回波的谱图,然后基于目标上各旋转散射中心的微多普勒频率差异,利用谱图的边缘特性估计各散射中心的回波能量随时间的起伏变化关系。结合微运动的参数估计,提取旋转部件的空域散射特征。通过仿真试验和外场实验对本文所提出的方法进行了验证。旋转部件的空域散射特征可以揭示旋转部件的结构属性信息,为目标识别提供重要依据。      

基于MUSIC法的宽带分布式全相参雷达相参参数估计方法

宽带分布式全相参雷达具有高距离分辨力和高角度分辨力,可在实现对目标探测的同时获得更为精细的信息。其中,准确的相参参数是实现宽带全相参的关键。在远距离探测场景下,目标回波SNR较低,导致单部雷达无法探测到目标。如何在此情况下准确地估计相参参数,完成多部雷达相参合成,是分布式全相参雷达实现远距离探测的核心问题。本文首先建立了针对高速运动复杂目标的宽带Chirp去斜回波模型,并建立了相参参数的数学模型。然后,提出了基于MUSIC法的宽带分布式全相参雷达相参参数估计方法,通过估计观测目标的散射点个数、极点以及复幅度,重建宽带回波信号,并基于该无噪声重建信号估计相参参数。最后,利用仿真分析验证了本文提出方法在低SNR下的有效性。      

基于RID序列的微动目标高分辨三维成像方法

微动是指目标或目标上某些部件沿雷达视线方向的小幅、非匀速运动。通过对微动目标进行逆合成孔径雷达(ISAR)高分辨3维成像,能够获得其结构和运动信息,从而为微动目标检测、跟踪、分类与识别提供重要依据,并在空间态势感知与防空反导中发挥着重要作用。由于微动目标运动形式复杂、回波非平稳性强,现有的参数化ISAR成像方法已经不再适用。针对该问题,该文提出基于散射中心航迹矩阵分解的微动目标高分辨3维成像方法。该方法首先生成距离-瞬时多普勒(RID)像序列,利用watershed图像分割方法提取RID像的散射中心支撑域,并基于最小欧氏距离准则实现航迹关联。然后,针对散射中心航迹关联时瞬时斜距估计精度受距离分辨率影响等问题,进一步提出基于现代谱估计的散射中心航迹矩阵精估计方法。最后,通过带约束的航迹矩阵分解实现微动目标的高分辨3维成像。仿真结果表明,该文所提的成像方法能够有效实现章动等复杂微动目标的高分辨3维成像。      

宽带聚合雷达稀疏频率配置及距离估计

雷达高距离分辨力需要大带宽发射信号,而雷达发射连续大带宽信号受硬件成本和频谱资源限制。利用多个窄带发射信号进行宽带合成时,由于窄带信号频谱不连续性和步进量的增大,会出现距离旁瓣增大、不模糊距离范围缩小的问题。为解决上述问题,并充分利用不连续或跨波段的频谱资源,提出一种用于宽带聚合的雷达稀疏频率配置方式。通过子频带之间的差分处理,获得等效的连续均匀步进虚拟频率信号,在获得高分辨力的同时避免距离旁瓣增大和距离模糊;对于频率跨度较大的子频带,提出了基于几何绕射理论(GTD)模型的目标散射特性频率一致性校正方法,并仿真分析了不同频率跨度对宽带聚合效果的影响和跨波段宽带聚合的可能性。该研究可进一步为雷达系统的后续兼容研究提供参考。     

基于后向投影变换的进动旋转对称目标成像新方法

弹道中段目标成像技术是弹道导弹防御系统的核心技术之一。由于弹道导弹中段飞行过程中具有空间进动形式,不满足小转角近似,导致RD算法成像模糊。该文提出一种进动旋转对称目标的宽带雷达成像方法,新方法通过后向投影变换将目标散射中心分布在距离时间域上的复数信号进行相干累加,实现目标散射中心的2维重构,该方法较广义Radon变换方法在抑制旁瓣性能上有较大的改进,利用暗室测量数据的实验结果验证了算法的有效性。     

基于信息熵的分布式MIMO雷达回波相位补偿与相参积累方法

针对分布式多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)雷达回波信号相参积累问题,提出了一种利用信息熵作为优化准则的多节点回波相位补偿与相参积累方法.采用正交频分复用线性调频信号(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Linear ...