基于小波变换mallat算法的雷达回波去噪

为了准确识别雷达回波信号中的目标信号,将小波变换引入雷达回波信号处理,对回波信号进行分解、重构,并通过滤波器设计,去除了雷达信号中的噪声。采用Matlab软件进行系统仿真,结果表明,采用小波变换mallat算法对探地雷达回波信号进行目标识别具有较好的时频分辨率,且可抑制杂波,去除噪声,能很好地识别目标信号,具有很好的应用前景。     

一种高性能的连续波穿墙定位系统研究

基于连续波信号的穿墙雷达探测系统凭借其低廉的成本、简单的结构以及优秀的静态杂波抑制等诸多优势,无论是在军事还是民用领域都受到人们广泛的关注.其中,直达波抑制以及检测过程中的虚假目标识别过滤问题一直是实现连续波穿墙雷达高精度定位的关键技术.针对传统连续波穿墙雷达在上述问题处理上的不足,提出了一种利用负反馈环路实时对消回波信号中的直达波分量,同时根据预先估测的窗函数内噪声幅值大小,自适应地调节系统阈值以去除检测过程中虚假目标的恒虚警检测方法,对雷达性能进行改进.最后用模拟实验的方法验证了提出技术对隐藏在墙后运动目标的检测跟踪能力.实验结果表明,采用提出的新技术对目标进行定位,实时性好,检测精度高,具有较高的实用价值.     

多普勒天气雷达径向干扰回波的识别与消除

多普勒天气雷达在探测气象目标物同时,除了目标物的回波外,一些非目标物的同频电磁波有时也会被散射进入雷达接收系统形成杂波,被称为径向干扰回波。径向干扰回波是污染雷达回波资料的重要因素之一,严重影响雷达资料的定量应用。文章介绍了如何对径向干扰回波进行识别,并给出3种订正方法,即插值法、中值滤波法和多功能插值法,并对这3种方法进行了对比,分析了各种订正方法的优点和局限。实例分析表明通过以上对基数据的处理方法能够对径向干扰回波进行有效的识别和订正,从而获取更准确的雷达基产品及后期导出的二次雷达产品。     

基于小波变换的探地雷达目标成像廓线获取

提出了一种基于小波变换的调频连续波方式探地雷达目标成像数据分析方法.并从理论上探讨了小波变换在调频连续波探地雷达回波信号的零差频瞬态特征分析的可行性,运用小波变换算法中的品质因素的恒定性,选择恰当的算法和适当的小波基,提高了回波信号时差分析检测的精度和目标成像边界.经计算机仿真取得较好的结果.     

受限MUSIC法在雷达中的应用

分析了用“受限MUSIC法”对多目标的检测,对它应用于高频地波雷达的情况,进行了建模和仿真,仿真结果表明,受限“MUSIC算法”可以有效将相干的信号与海杂波分辨开来。     

一种高重频极化雷达的慢速目标检测方法研究

提出一种适用于高重频极化雷达的慢速目标检测方法。雷达采用高重频跟踪波形，利用变初相和收发极化切换的方式，实现对因距离模糊而落入近区强杂波段内的慢速目标的检测。基于高重频波形下目标与近区杂波距离模糊个数的差异，通过改变发射脉冲的初相和收发天线的极化方式，一方面改变回波中目标的等效多普勒频率，另一方面利用收发极化正交有效抑制近区杂波，减少自动增益控制对模糊在近区杂波段目标的衰减，最后完成目标与杂波在多普勒维的分辨,并通过计算机仿真进行验证。     

Anderson-Darling检验在杂波分布辨别中的应用

提出一种基于拟合优度检验的雷达杂波分布检验算法,采用Anderson-Darling检验代替传统假设检验,通过计算比较杂波样本的Anderson-Darling距离和备择分布簇临界值的大小来实现杂波分布辨别.研究中采用Monte-Carlo方法计算得到常用杂波分布簇在不同置信度水平和不同杂波样本长度下的临界值,并通过检验效能比较实验来验证本文算法的准确性,而实测海杂波和合成孔径雷达数据的杂波辨别实验也验证了该算法在现实应用中的有效性.     

韦布尔雷达杂波的建模仿真

为了有效地在杂波背景下进行雷达目标信号的检测,先决条件是对杂波性质的掌握,为此,运用韦布尔(Weibull)雷达杂波的建模仿真,是可行性的方案之一.     

基于广义S变换奇异值分解的料位回波检测与校正

非平稳及多奇异点的调频料位测量雷达回波中包含虚假回波及噪声,影响料位回波信号检测,导致料位测量精度不高.本文提出了一种基于广义S变换和奇异值分解的料位回波检测与校正方法.首先,将料位变化视作低速运动目标,将料位回波信号与雷达发射信号进行混频解调,并根据回波信号的频率分布特点对广义S变换窗口的变化趋势进行调节.之后对其变换所得到的二维时频系数矩阵利用奇异值分解方法重构系数矩阵,并对其进行广义S逆变换,得到校正后的回波信号.实验结果表明:该方法能够准确检测料位回波信号,在抑制噪声的同时能最大限度保留信号的细节特征,减少虚假回波干扰.料位测量误差不超过4.01％,测量精度可达到0.40％F.S.     

超宽带穿墙雷达动目标跟踪成像算法研究

利用超宽带穿墙雷达探测跟踪墙后人体目标在城区巷战、反恐斗争和人质救援等领域的应用日益广泛。动目标检测与成像算法是穿墙雷达信号处理的两大关键部分,针对传统的动目标检测方法的不足,本文研究了一种提取动目标回波信息的自适应背景去除方法,并考虑到墙体影响,对传统的后向投影成像算法进行改进。利用FDTD数值仿真和外场实验验证了对隐藏在墙后运动目标跟踪成像,研究结果表明,本文算法对天线形式要求简单,准确度高,实时性好。     

毫米波雷达与视觉传感器信息融合的车辆跟踪

为提高车辆前向防碰撞预警系统对前方道路环境感知的准确性,提出一种毫米波雷达与视觉传感器信息融合的车辆跟踪方法。提出的剔除雷达干扰目标算法缩短了对干扰目标的处理时间;提出的对称检测算法可对雷达目标兴趣区域进行对称检测,减小雷达目标兴趣区域的横向位置误差;提出的KCF-KF组合滤波算法可提高跟踪车辆的精度。实车试验表明,该方法可有效跟踪车辆位置信息,像素坐标系下的X、Y坐标跟踪准确率分别超过97.34%与95.19%。     

基于成像提取的RCS精确测量方法研究

高精度雷达散射截面(RCS)测量对背景环境具有较高要求,当背景环境存在较强干扰时,通过背景矢量对消难以消除杂波影响。提出基于成像提取的高精度RCS测量方法,从背景杂波中分离和提取出目标的散射信号,从而提高了测量的精度。首先推导了像与RCS的数学关系,然后利用转台模式下的测量回波进行成像处理,得到目标区域的二维像;从成像区域中提取目标的二维像,通过波谱变换和定标获得目标的RCS。仿真结果表明,该方法对于具有干扰情况下的RCS测量,可以改善3~5 d B的测试精度,并且能够对弱散射目标进行测量。实验结果表明了成像提取方法的有效性和准确性。     

一种线性调频连续波探测抗雷达辐射源干扰方法

随着各类军用、民用辐射源频段的不断扩展以及功率的不断提升,线性调频连续波(LFMCW)探测器面对此类干扰的威胁也愈加严重。然而,目前关于LFMCW体制抗干扰技术的研究主要围绕在对抗有源干扰,鲜有针对强辐射源干扰的研究。针对上述问题,以对抗大功率雷达辐射源干扰为背景,本文对常规脉冲和线性调频脉冲信号两种典型的雷达辐射源信号进行建模,并分析其对LFMCW探测器的干扰机理。根据目标回波信号和干扰信号在时频域上的差异,提出了一种基于时频变换和边缘检测的干扰抑制算法。首先使用短时傅里叶变换(STFT)获得接收信号的时频图像,利用脉冲干扰在时间轴上的周期截断特征,在时频域进行干扰的粗滤波;然后结合边缘检测技术,沿着频率轴使用Sobel算子进行卷积,进一步滤除残留的干扰,重构滤波后的频谱,提取目标信息。仿真及实验结果表明,该算法能够有效地抑制两种典型的脉冲体制雷达辐射源信号干扰,在干扰背景下提取目标差频频率的精度优于3%。     

面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法

为了提升无人艇对典型水面小目标的感知能力,本文对面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法进行了研究。首先,本文采用了高斯滤波和形态学滤波进行航海雷达图像处理;其次,本文研究了深度学习目标检测算法,提出了基于多尺度卷积融合结构和空间注意力加强的改进型单个深层神经网络(SSD)目标检测算法模型,提升对弱纹理小目标特征保持性,并在VOC2007数据集和典型水面场景下进行了验证。此外,本文提出了航海雷达与光电吊舱联合目标感知流程,对航海雷达感知目标分布图和光电吊舱感知目标分布图进行融合处理,得到最终的目标分布图,包括目标类别、方位、距离等信息。实验表明,本文的改进算法达到75.3%的平均准确率(mAP),同时保持了64.4 FPS的实时检测速度,航海雷达与光电吊舱能协同有效地对海面目标进行探测。     

基于自适应LMS的导波雷达液位计回波识别与校正

非平稳及多奇异点的雷达回波信号包含虚假回波,影响液位回波信号的识别与液位测量.为解决雷达液位计的虚假回波干扰问题,提高液位识别与测量精度,提出一种回波识别与校正方法.将短时幅度函数与短时过零率函数结合,利用函数逐帧地对回波信号计算,识别液位回波信号;通过自适应最小均方误差进行系统的权矢量迭代,更新权系数,对回波信号进行处理,进行抑制虚假回波干扰.实验结果表明:该方法能够准确识别液位回波信号;液位测量精度可达到0.42％F.S,相比于其他去噪方法,该方法在抑制噪声的同时能较好地保留信号奇异性特征,有较好的鲁棒性.     

基于毫米波雷达的桥梁索杆振动检测及自动控制

在多因素耦合作用下桥梁结构会产生振动,以毫米波雷达技术为测量手段,提出桥梁索杆振动检测及自动控制方法。分析在恒载作用下桥梁索杆静止状态与振动状态的应变能,结合动能、势能和恒载做功等建立索杆平面内与平面外的振动特征描述方程。通过发送多周期连续毫米波雷达探测信号,取得同周期回波信号。根据回波信号与对应瞬时相位得到单频差拍信号及瞬时相位,检测出索杆振动幅值。利用半正定矩阵和正定矩阵等函数,建立令振动幅值达到最小值的桥梁索杆振动自动控制模型。实验结果表明,所提方法检测精准度较高,自动控制效果较好,并有效抑制了振动幅度,具备良好的应用性能。     

超宽带步进变频雷达人体呼吸检测方法研究

针对生命体检测技术中呼吸频率检测问题进行了研究,提出了利用超宽带步进变频雷达对生命体在一维距离域上成像的同时检测其呼吸频率的方法。该方法首先利用步进频率的回波数据得到目标的一维距离像,然后在一维距离像中目标信号两边作滤波,滤波后可将微弱的呼吸频率从噪声中提取出来,实现检测生命体呼吸频率的目的。该方法可将载有呼吸频率信号的目标一维像从距离域中截取出来,使得人体微动以及其他距离域上的干扰频率被抑制掉,提高了回波信号的信噪比。     

基于小波分析的脉冲激光回波抗干扰算法研究

针对脉冲激光雷达易受自然环境干扰的问题,提出了采用小波分析的抗干扰方法,通过脉冲激光对真实目标和干扰目标的回波差异分析,采用小波分析对激光雷达回波进行处理。在此基础上建立脉冲激光雷达回波的数学模型,设计基于小波分析的抗干扰算法,通过仿真验证,该方法具有良好的抗云、雾、烟尘等自然环境干扰的性能。     

Suppressing GPR Clutter from Randomly Rough Ground Surfaces to Enhance Nonmetallic Mine Detection

This study attempts to quantify the ground penetrating radar rough ground surface clutter by numerical modeling of wave scattering, and establish a strategy to suppress the clutter for given test signals. The goal is to improve the GPR detection statistics for small, buried, low-contrast nonmetallic antipersonnel mines. Using a model of an experimentally measured impulse GPR signal, we simulate the ground surface and buried low-contrast mine target scattered responses. We employ a 2D finite difference time domain (FDTD) method to analyze the pulse shape, delay, and amplitude characteristics of the scattered waves—with and without buried nonmetallic mine targets—as a function of roughness parameters. Five hundred Monte Carlo simulations of various test cases of specified ground root mean square height and correlation length were run to generate statistics for the clutter and target signal variations. In addition, the effectiveness of identifying and removing the ground surface clutter signal for detecting subsurface targets is presented. Results indicate that even with moderate roughness, statistics can be generated to enhance the detection of small, shallow, low-contrast targets.