基于分数阶谱相减的弱目标检测方法

提出了海杂波背景下的基于分数阶谱相减的弱运动目标检测方法。该方法通过对回波信号检测单元和参考单元分别作分数阶Fourier变换(FRFT),然后将得到的两个模值相减来构成检测统计量,达到抑制杂波、提高检测概率的目的。利用IPIX实测数据实验表明,所提方法在增加目标与杂波FRFT峰值差、提高信杂比以及检测概率等方面都明显优于仅对回波作FRFT变换。在信杂比降低到-12 dB时仍能很容易地检测出目标。设置适当的恒虚警检测门限,该检测方法能够达到更好的检测效果。     

基于FRFT移位对消的海面运动目标检测

文中提出了一种基于FRFT移位对消法的海面运动目标检测方法,利用回波信号的FRFT模值与移位后的FRFT模值相减构造检测统计量,对消部分杂波,在低信杂比条件下此方法仍然能检测到信号,相比于基于FRFT的检测来说性能提高了。通过对实测海杂波的仿真证实了此方法的有效性,此方法简单,计算量小,易于工程实现。     

基于频域延时FRFT模函数对消的检测方法

在分析线性调频信号分数阶Fourier变换的频移特性的基础上,提出了一种基于频域延时FR-FT模函数对消的海面弱运动目标检测方法。此方法在基本不减弱信号的情况下有效地抑制了海杂波,在低信杂比条件下有较好的检测性能。利用IPIX实测数据仿真实验表明,所提方法在改善信杂比以及提高检测概率等方面都明显优于仅对回波作FRFT变换。文中给出的检测概率曲线表明该方法在低信杂比条件下具有较高的检测概率,证实了方法的有效性。     

基于海杂波FRFT谱多尺度Hurst指数的目标检测方法

本文主要研究海杂波分数阶Fourier变换（FRFT ）谱的扩展自相似特性及FRFT域多尺度Hurst指数在海杂波目标检测中的应用。鉴于扩展自相似过程的描述参数---多尺度Hurst指数可以描述分形信号在各尺度下的细节信息,本文基于实测雷达数据研究海杂波FRFT谱的扩展自相似性以及影响参数,并利用最优FRFT域尺度下多尺度Hurst指数对目标较敏感的特点设计海杂波中目标的恒虚警检测方法。经实测数据验证,海杂波FRFT谱的多尺度Hurst指数比时域单一Hurst指数、时域多尺度Hurst指数具有更好的海杂波与目标区分能力,并且由于FRFT可以很好地积累匀加速类目标回波的能量,有效提升信杂比,因此该检测方法具有检测海杂波中微弱运动目标的潜力。     

采用改进型时频滤波的海杂波抑制方法

海洋环境下，海杂波具有明显的非平稳、非高斯特性，海杂波谱中心频率不固定、谱宽较宽，严重影响了雷达对海面目标的检测。传统的频域滤波器难以对复杂多变的海杂波进行有效抑制。本文通过分析海杂波的时频谱频率变化特征，定量计算各距离单元时频谱的中心频率平滑度，提出了采用基于时频谱能量分布的改进型时频滤波方法进行海杂波抑制。通过实测海杂波数据对杂波抑制效果进行分析，验证了该算法能够有效滤除海杂波信号和保护低速目标信号能量，提高目标信杂噪比，对提升雷达检测能力具有重要的作用。      

基于频域多通道图特征感知的海面小目标检测

海洋物理环境和电磁环境日趋复杂,海杂波背景下的微弱慢速小目标检测始终是一个研究难点和重点。海面小目标的雷达散射截面积小、回波能量低,传统基于能量的检测方法存在性能瓶颈。基于特征的检测方法聚焦于提取纯杂波和目标回波的差异性特征来实现目标检测,且有效提升了检测性能。该文利用回波数据间频域中幅度的关联性,将图论的方法引入到特征检测中。首先将实测数据进行块白化处理,对海杂波进行一定的抑制,然后在频域提取各多普勒通道下的数据,借助图的处理方法,构建所提取数据的距离邻接矩阵,再转换为拉普拉斯矩阵。该方法计算不同时间序列下拉普拉斯矩阵的最大特征值,并将其与刻画频域能量信息的相对多普勒峰高进行融合,得到新的检验统计量来区分纯杂波和含有目标的回波。通过全相参的X波段(IPIX)实测数据验证,该文所提方法的检测性能更为优越。     

基于圈间时频特性的海面小目标检测技术北大核心CSCD

针对海面慢速微弱目标的回波能量较低,且在时域或频域上与海杂波难以区分的难题,文中提出一种基于圈间时频特性的海面小目标检测技术,对低门限检测结果单元进行平滑伪Wigner-Ville分布(SPWVD)变换,并计算下一圈当前单元在搜索窗口上的检测单元SPWVD相似度,只有满足门限才判定为真实目标。实测数据表明,该算法可以有效检测海面微弱目标。     

海杂波FRFT域分形特征判别及动目标检测方法

该文研究了海杂波在分数阶Fourier变换(FRFT)域的分形特征,提出了一种基于分形特征差异的联合动目标检测方法。首先,分析了海杂波数据在FRFT域的统计特性,通过对不同极化方式下分形曲线的仿真分析,得到海杂波在FRFT域满足自相似性。其次,给出了分形参数的提取方法和无标度区间,并分析了变换阶数对分形参数估计的影响。最后,利用临近距离单元或临近时刻的雷达回波信号在FRFT域的分形维数和斜距的差值作为检测统计量,经不同极化方式下的海杂波数据验证,表明算法不仅具有良好的微弱动目标检测能力,而且能够准确估计目标的运动状态。     

太赫兹无线电引信地杂波自适应抑制算法

太赫兹无线电引信对地面慢速目标探测时,由于地面强散射点分布的随机性和强方向性导致地杂波谱起伏剧烈。而平台的高速运动又使得杂波谱偏移和展宽严重,这给地面目标检测带来极大困难。针对上述问题提出了一种自适应高斯频域对消滤波方法,即通过精确估计杂波谱中心及谱宽,建立相应的高斯型杂波模型,然后利用回波频域信号与此杂波模型对消处理。通过理论分析和计算机仿真得出,该算法相比其他算法输出信杂比至少提高2.1dB。这表明该方法是有效的,不仅能够有效地抑制地物杂波,而且对信杂比有良好的改善。     

基于空域联合时频分解的海面微弱目标检测方法

海面目标不仅影响其位置处波浪运动,还会影响其周围的水域,其雷达回波信号分布于多个相邻的距离单元,所以目标回波信号表现出明显的空域相关性。该文根据海面目标信号的空间相关性提出了一种基于空域联合时频分解的海面微弱目标检测方法。该文提出的一种两信号互S-方法将相邻两个距离单元的回波信号变换到时频域,再利用互维格纳-威尔逆变换实现两距离单元信号的联合时频分解,最后根据分解分量的联合时频聚集性实现目标检测。实测X波段雷达海面回波的处理结果表明该文方法能够较精确地从海面回波中检测出微弱目标,并且能够显示目标的瞬时运动特性。      

基于FRFT的末制导雷达海面动目标检测方法

为有效提高反舰导弹动目标检测性能,利用分数阶Fourier变换(FRFT)对线性调频(LFM)信号良好能量聚集性的特点,提出了基于FRFT的末制导雷达海面微动目标检测方法。首先,针对舰船目标的不同运动状态,分别建立目标平动(匀速和匀加速)以及三维转动(横滚、俯仰和偏航)模型,得到动目标回波的多普勒和微多普勒频率,在短的观测时间范围内,可近似建模为LFM信号。其次,通过计算雷达回波信号在不同变换阶数下的FRFT,形成二维参数平面,在此平面内,采用非参量恒虚警检测器形成自适应门限,并进行动目标判决。最后,仿真分析了算法的性能和影响因素。     

多阶次分数阶傅里叶域特征融合的主动声呐目标稀疏表示分类方法

海洋环境噪声和混响干扰严重、目标可分性差是主动声呐目标分类识别中的瓶颈问题。针对这一问题，该文基于主动声呐目标回波信号模型和分数阶傅里叶变换(FRFT)原理，推导了多阶次FRFT域特征表征形式，建立了FRFT域稀疏表示模型，提出了一种多阶次FRFT域特征融合的主动声呐目标稀疏表示分类方法。该方法通过FRFT的能量聚集性和稀疏分解的残差去除过程，达到了抑制噪声和混响干扰的目的；通过多阶次FRFT域特征的融合，增加目标之间的可分性，进而实现海洋环境中低信混比条件下的主动声呐目标分类。实验结果表明，所提方法在信混比达到0 dB的条件下，分类准确率能够达到90%以上。     

基于DFRFT水下动目标LFM回波检测算法

匹配滤波器作为高斯白噪声背景下线性调频信号的最优检测器,在水下声信号处理中得到了广泛的应用。根据匹配滤波器输出峰值位置可以获得目标距离的估计,但运动目标径向速度造成的回波和样本失配将导致匹配滤波器检测性能下降。利用分数阶傅里叶变换对线性调频信号的聚焦特性,提出了应用离散分数阶傅里叶变换的水下运动目标线性调频回波检测算法。仿真测试表明,该算法对于混响噪声背景下径向速度未知动目标的线性调频回波具有良好的检测性能。     

基于共轭FRFT模对消的反辐射导弹检测

分析了载机回波信号和ARM回波信号以及它们的共轭信号的FRFT幅值特性,并利用此特性提出了一种基于共轭FRFT模对消的ARM目标检测方法。该方法利用ARM回波信号在最佳变换角度有较好的能量聚集,而其共轭信号在此最佳变换角度没有能量聚集;载机回波与其共轭信号在FRFT域关于原点对称的特点,利用两者FRFT模之差对消部分杂波,在保证信号能量基本不被削弱的前提下达到抑制载机干扰和杂波干扰、提高检测概率。IPIX雷达数据实验表明该方法在低信杂比条件下有较好的检测性能。     

LFM的一种自适应滤波方法

研究了白噪声环境下线性调频信号的自适应滤波问题。提出了一种LFM自适应滤波算法,该算法利用分数阶傅里叶变换将LFM信号转化为正弦信号,在u域进行自适应滤波,利用分数阶傅里叶反变换得到滤波后的时域信号。该算法为白噪声下LFM信号增强、滤波提供了一种算法框架。性能分析表明,该算法的滤波效果取决于自适应滤波器的效果。最后仿真表明该算法效果明显,计算方便。     

基于FRFT的风廓线雷达间歇杂波抑制

风廓线雷达回波信号中的间歇强杂波严重干扰了大气湍流回波信号的识别和频谱估计。为了抑制该类杂波,提出了基于分数阶Fourier变换（FRFT）的杂波抑制方法,该方法利用间歇强杂波在分数阶Fourier频率域的能量聚集特性,通过窄带带阻滤波器在分数阶Fourier频率域滤除杂波,且对杂波滤除后的信号进行时域重构进而得到杂波抑制后回波信号的频谱图。与未进行杂波抑制回波信号的频谱图相比,间歇杂波部分被抑制明显。理论及仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

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。     

两种海杂波背景下的微弱匀加速运动目标检测方法

该文研究了线性调频(LFM)信号和单频信号分数阶Fourier变换(FRFT)模函数的一些性质,根据这些性质提出了两种基于FRFT模之差的海杂波背景下匀加速运动目标检测的新方法。一种方法利用接收信号与其延时信号的FRFT模之差,另一种方法利用接收信号正旋转角的FRFT模与负对称旋转角FRFT模的镜像之差。两种方法能较有效地抑制海杂波,对信杂比有一定的改善,在低信杂比下具有较好的检测效果。对实测海杂波数据进行仿真,证实了两种方法的有效性。     

基于改进变步长自适应滤波的密集假目标干扰抑制方法

提出了一种基于改进变步长自适应滤波的密集假目标干扰抑制方法。该方法首先采用stretch去斜处理,消去信号的二次项,并在频域上分离目标回波与干扰,从而得到频率不同的信号分量;然后用基于类箕舌线函数的变步长自适应滤波方法,对stretch处理后的回波信号滤波;最后对消密集假目标干扰,将对消后的信号作逆stretch处理恢复目标回波。所提出的类箕舌线函数调节自适应滤波方法中的步长,能有效地抑制距离目标回波较近的假目标干扰。仿真结果表明,改进变步长自适应滤波方法在目标回波与干扰时延差较小时,也可有效地对回波信号滤波,干扰对消效果明显;与基于定步长的滤波方法相比,所提方法在信干比较低的环境下仍具有良好的鲁棒性,并能有效抑制密集假目标干扰。     

基于Zak变换和FRFT的风廓线雷达间歇杂波抑制

间歇杂波严重干扰了风廓线雷达大气湍流回波信号的识别和频谱估计。为了抑制该类杂波,提出了基于Zak变换和分数阶Fourier变换（FRFT）的杂波抑制方法,该方法利用Zak变换估计杂波调频率参数,然后根据杂波在分数阶Fourier域的能量聚集特性滤除杂波。与经典FFT信号处理方法相比,杂波抑制效果明显;与FRFT扫描法相比,将杂波检测二维搜索问题简化为一维搜索问题,简化了计算。并通过信杂比改善因子对该算法性能进行分析,杂波抑制后信杂比有较大提高。理论和计算机仿真证明了该方法的有效性。