基于压缩感知的外辐射源雷达目标检测

外辐射源雷达是利用电视、广播等非合作照射源对运动目标进行探测、定位和跟踪的雷达系统。由于目标回波信号功率微弱,淹没在直达波、多径杂波以及接收机热噪声中,一般需要通过杂波对消和相干积累来检测目标。考虑到回波信号互模糊函数在距离-多普勒域的稀疏性,建立了基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的外辐射源雷达目标检测模型。该模型对辐射源信号形式没有要求,不需要杂波对消,并且在强目标存在的情况下不影响对弱目标的检测。仿真结果表明:基于该模型的方法在性能上与常规方法相当,并且在强目标存在时也能有效检测到弱目标。     

非合作连续波雷达中存在强直达波和多径杂波的运动目标检测方法

研究了利用非合作商用调频照射信号的收发分置连续波无源雷达系统运动目标的检测技术.针对该系统中强直达波及多径杂波对动目标检测的干扰,提出了一种直达波和多径到达时间为整数采样迟延的杂波抑制方法和利用分数内插提高杂波对消性能的算法.在杂波对消的基础上,通过对回波信号作长时间相干匹配滤波实现对微弱运动目标的检测.基于实测数据及实时系统的处理结果验证了方法的有效性.     

一种基于DTTB信号的无源相干雷达模糊函数快速算法

(基于无源相干定位技术的外辐射源雷达通过计算参考信号和回波信号的互模糊函数实现目标距离和速度的检测。然而互模糊函数直接计算时的计算量很大,难以满足实时性要求。针对这一问题,该文基于中国国家标准DTTB(Digital Television Terrestrial Broadcasting)信号,从互模糊函数时延遍历和多普勒频率遍历两类快速计算方法出发,提出首级使用矩形窗作为抽取滤波器的多级抽取方法。与直接计算和不进行抽取滤波的快速方法相比,该文方法计算量可分别降低3个数量级和1个数量级以上。该文进一步对比分析了信号长度不同时两类快速方法的计算量,为实际应用中计算方法的选择提供参考。     

一种无源雷达频域扩展相消批处理杂波对消算法

无源雷达面临着严重的直达波和多径杂波的干扰问题,扩展相消批处理算法(ECA-B)是一种有效的杂波抑制算法,但是随着信号带宽的增加,结合计算效率的考虑,需要更多的分段数来对消更多距离单元的杂波,从而使得对消距离单元内的低速目标的削弱和调制问题加剧。针对这个问题该文提出了一种将参考信号与回波信号在频域进行ECA-B处理的方法。该方法不仅可以降低计算量,还可以避免由于分段数过多引起的目标的损失和调制。仿真和实测数据处理结果验证了该文所提方法的正确性和有效性。      

多源场景下的无源雷达联合杂波对消技术

针对基于LTE信号的无源雷达杂波对消,由于存在多个同频基站干扰信号,传统的杂波对消方法,即一一对消,滤波器权值收敛误差大,影响杂波对消性能。本文提出了一种基于联合处理模型的杂波对消算法。该算法将多个同频基站信号作为输入,基于LMS算法同时对消所有信号源的直达波和多径杂波;进而通过分块处理减少了迭代次数,可同时在块内利用FFT快速实现,有效减少了计算复杂度。通过仿真分析,验证了算法能够有效避免收敛误差大的问题,为基于LTE信号的无源雷达信号杂波处理提供了新的途径。     

一种改进的频域滑窗杂波对消方法

介绍了基于外辐射源的无源相干定位的基本原理,阐述了在外辐射源相干探测领域被广泛使用的杂波对消方法;在现有方法的基础上,为了进一步提升对消及目标检测性能,提出了一种改进的频域滑窗杂波对消方法,并通过仿真数据验证了所提方法的有效性。改进的频域滑窗杂波对消方法不仅可以成功实现杂波对消,还可以抑制乃至消除由于杂波对消剩余导致的目标检测虚警。     

基于主辅通道联合处理的无源雷达同频干扰抑制方法研究

基于民用通信信号的无源雷达由于其辐射源分布密集,主通道与参考通道容易同时受同频辐射源干扰,严重影响检测效果。针对上述问题,该文提出了一种加入同频干扰抑制的信号处理流程。改进流程首先对所有通道接收信号联合处理,使用多通道盲反卷积算法估计各个辐射源直达波,再利用各通道主辐射源信号能量占比差异识别主辐射源直达波作为参考信号,然后对主通道中各辐射源杂波信号进行对消,最后用主辐射源直达波与对消剩余信号进行互模糊运算,完成目标检测。改进流程可以在不改变现有系统硬件条件的情况下有效抑制同频干扰,提升对消比,降低互模糊函数底噪,减少漏警。仿真分析与实测数据验证说明了该方法的正确性和有效性。      

等效凹槽滤波器及其在无源相关定位雷达中的应用(英文)

归一化最小均方误差(NLMS)算法被广泛应用于无源相干定位(PCL)雷达系统的直达波和多径干扰对消。该文提出NLMS干扰对消器与雷达模糊函数结合可以等效为凹槽滤波器,该滤波器在雷达模糊函数平面中的零多普勒处产生一个凹槽。分析显示凹槽的宽度和深度与NLMS算法的步长密切相关。文章分析了凹槽对PCL雷达目标检测的影响,结果显示宽的凹槽会使PCL雷达系统的目标检测性能恶化。文章进一步提出了非均匀归一化最小均方误差(Non-uniform NLMS, NNLMS)算法,该算法能有效抑制具有多普勒频率的杂波,并且能有效降低雷达模糊函数的底噪。该算法引进了步长矩阵,利用该矩阵可以实现在不同的距离单元产生不同宽度的凹槽,每个距离门的凹槽宽度取决于杂波干扰的能量和多普勒频率。与传统NLMS相比,NNLMS算法可以实现更快的收敛速度,试验结果验证了该算法的有效性及优越性。      

一种单频网模式下无源雷达时域杂波对消算法

杂波对消是外辐射源雷达研究中的重点，信号的去相关效应对杂波对消有很严重的影响。在单频网（SFN）模式下，由于来自不同辐射源的信号存在去相关，现有的杂波对消算法难以有效对消回波信号中的杂波，导致对消性能下降严重。通过分析，提出了一种单频网模式下基于NLMS的无源雷达杂波对消算法，在理论分析和实例仿真的基础上验证了改进算法的有效性，为单频网信号去相关这一问题提供一种解决方案，也为基于单频网的外辐射源雷达提供一定的理论指导。     

基于分数阶模糊函数线调频率延时对消的运动弱目标检测

针对回波信号相位中存在的三次项问题,文中介绍了分数阶模糊函数的定义及部分性质,在此基础上研究了含有三次项的运动目标回波信号的分数阶模糊函数的线性调频延时特性,根据此特性文中提出了一种海杂波背景下的基于分数阶模糊函数线调频延时对消的运动弱目标检测方法。该方法通过将原信号的分数阶模糊函数模函数与线性调频延时后信号的分数阶模糊函数模函数对消,能在基本不减弱信号分数阶模糊函数模值的情况下有效地对消部分杂波,达到提高信杂比,提高检测性能的目的。最后,通过对IPIX实测数据验证表明,所提方法在增加目标与杂波分数阶模糊函数域峰值差以及提高信杂比等方面都明显优于仅对回波作分数阶模糊函数。文中采用双参数恒虚警检测方法设置适当的门限,该检测方法能够达到更好的检测效果。      

基于共轭噪声组的宽带噪声雷达机动目标参数估计

宽带噪声雷达参数估计时通常会采用宽带互模糊函数的方法,但是在处理机动目标时这种方法需要在距离、速度及加速度3维搜索而导致运算量巨大,为此该文提出一种基于共轭噪声组的机动目标参数估计算法。该算法首先根据回波伸缩效应预设多路通道,每路通道截取固定长度的噪声组内信号进行混频,然后利用分数阶傅里叶变换(FrFT)估计混频信号的多普勒相位,根据相位信息构造补偿函数,并对补偿后的噪声组信号利用频域尺度相关(FSC)算法估计回波的时延,最后联立多普勒相位及时延信息获取目标的距离、速度和加速度。该算法避免了目标参数3维搜索的过程,无需时域重构回波信号,较宽带互模糊函数方法极大地降低了运算量,整个算法都可通过快速傅里叶变换(FFT)实现,便于系统实时处理。仿真结果验证了该算法的有效性及优势。     

一种高效的外辐射源雷达高径向速度目标实时检测方法

外辐射源雷达中传统的2维相干积累(模糊函数)运算量大,难以实时实现,且积累时间内高径向速度目标会出现距离徙动现象,导致信噪比下降,降低了系统的弱目标检测能力。该文采用外辐射源雷达中一种快速实时相干积累方法,利用2维分时滤波的原理,即通过信号分段处理,段内为快时间,段间为慢时间,沿快时间匹配滤波及沿慢时间通过FFT获取多普勒信息,实现相干积累检测的实时处理方法,并且给出一种适合实际应用的分段方案;在此基础上,通过keystone变换校正了高径向速度目标的距离徙动,提高了微弱目标的检测能力。算法计算效率高,较现有方法实时处理能力强,且校正过程中信号能量损失很小,是一种高效、可实时实现的高速目标检测方法。文中对积累及徙动校正的实时能力进行了分析。基于DTTB数字电视信号的仿真及实际数据分析表明,该文算法可在保证处理增益的前提下,满足相干积累及徙动校正的实时处理需求。     

Distribution agnostic Bayesian compressive sensing with incremental support estimation

In most compressive sensing algorithms, such as L1-optimization and greedy family techniques, the only a priori information utilized in the reconstruction procedure is the sparsity information. Meanwhile, there exists another family of techniques based on the Bayesian strategy, which considers comprehensive a priori statistical knowledge of the sparse data. This feature resulted in more increased attention to this category of algorithms. One member of the Bayesian-based family of compressive sensing reconstruction algorithms is the support Agnostic Bayesian Matching Pursuit, which is agnostic to support distribution.However, its high computation complexity in determining the set of dominant supports makes this algorithm unfeasible for practical applications such as wireless sensor networks (WSNs). Due to the special conditions of WSNs, consists of limited-power sensors, developed algorithms for them must have the least possible amount of computations. Given this, in this paper, we propose a Bayesian-based method with incremental support detection for distributed sparse signal recovery, which considerably reduces computational complexity. In the proposed method, in a network of sensors, sparse signal reconstruction from noisy measurements is done distributively and in the form of incremental cooperation. So, the number of required computations will be significantly reduced, which will result in a fast approach. The computer simulations show the superior performance of the proposed incremental Bayesian recovery method.

     

分布式相参雷达LFM宽带去斜参数估计方法

宽带分布式相参雷达技术能够有效提升目标测量精度和识别性能,具有重要的研究价值。针对现有雷达装备一般不具有同时对正负调频率宽带线性调频信号进行去斜处理的能力,即在接收相参合成阶段无法通过正负调频率宽带去斜方式获取宽带信号发射相参所需延时相位值的问题,该文利用单元雷达与目标之间存在延时差,将单元雷达发射的宽带线性调频信号等效为目标信号,对接收信号进行互相关处理获取发射相参合成所需的参数值,通过建模和仿真实现接收相参和发射相参合成处理,并对飞机目标进行1发2收相参探测试验,获得了理想的试验结果。该方法具有估计精度高、运算量小和时实性好的优势,可应用于分布式相参雷达工程实现。     

On noncoherent sequence detection of coded QAM

New noncoherent sequence detection algorithms for combined demodulation and decoding of coded linear modulations transmitted over additive white Gaussian noise channels are presented. These schemes may be based on the Viterbi algorithm and have a performance which approaches that of coherent detection for increasing complexity. The tradeoff between complexity and performance is simply controlled by a parameter referred to as implicit phase memory and the number of trellis states     

基于多相滤波法的中频信号正交解调的CPLD实现

正交相干检波可以将复包络的所有信息进行保留,所以在数字信号处理中得到广泛应用。该文讨论了数字信号正交相干检波的多相滤波实现方法,并且给出了基于 CPLD 的 IC 实现。计算机仿真结果表明,多相滤波方法可以提高信噪比,实现高性能数字信号处理的要求。     

基于LFM-PC复合调制信号的正交波形设计

相位编码(Phase Coded,PC)信号运用在高速运动平台和高速目标探测中存在多普勒敏感问题,制约了其在宽多普勒容限正交波形中的应用.本文研究了一种基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号和PC信号复合调制的宽多普勒容限信号形式—LFM-PC信号,推导出了其脉间信号的模糊函...     

实时视频信号的Sobel边缘检测的FPGA实现

在实时视频信号处理中,由于边缘检测等图像处理算法的数据量大,系统采用FPGA+DSP的图像处理方案。利用FPGA可对数据并行处理的特点,在FPGA中实现数据量大、处理速度要求高,但算法结构简单的低层处理算法。文中介绍了在FPGA中实现Sobel边缘检测算法的方法,并提出了自适应阈值的处理方案。实验结果证明,FPGA能够对实时视频信号完成Sobel边缘检测,且自适应阈值模块保证了系统在环境亮度变化的情况下,得到良好的边缘检测效果。     

Radar Detection and Classification of Jamming Signals Belonging to a Cone Class

This paper considers the problem of detecting and classifying a radar target signal and a jamming signal produced by a deception electronic counter measure (ECM) system based on a digital radio frequency memory (DRFM) device. The disturbance is modeled as a complex correlated Gaussian process. The jamming is modeled as a signal belonging to a cone whose axis is the true target signal. Two different approaches are analyzed, based on the adaptive coherent estimator (ACE) and on the generalized likelihood ratio test (GLRT), yielding both to a two-block device. The performance of the two detection/classification algorithms are evaluated, analytically, when possible, and by Monte Carlo simulation.