闪烁现象下基于微动补偿的旋转叶片参数估计方法

目标旋转叶片的微动特征对雷达目标识别有重要意义,但当雷达回波中存在强闪烁现象时难以测量微动参数。针对此问题,提出了一种调频连续毫米波雷达在闪烁现象下的微动补偿参数估计方法。首先建立了调频连续波雷达的旋转散射点回波模型,由线积分得到旋转叶片雷达基带回波信号的解析形式,分析了闪烁现象产生机理和特征。然后,考虑到回波信号所具有的周期性脉冲特征,构造了基于周期脉冲模型的微动参数补偿算子对回波信号进行参数补偿。最后,检测补偿后信号能量峰值完成了旋转叶片微动参数的估计。仿真和实测数据的实验结果表明,所提方法在强闪烁现象下对旋转叶片的旋转频率、旋转长度和初始旋转角具有较高的参数估计精度。     

典型复杂微动目标的建模和检测

针对战场典型复杂微动目标的检测问题,提出了一种基于能量聚焦的微动目标检测方法。首先对3种复杂微动目标雷达回波的微多普勒特性进行了建模和仿真,分析了回波多普勒的频域和时频域特性,提取了雷达回波多普勒时频分析数据的能量聚焦特性,并提出了一种基于能量聚焦的广义似然比微动目标检测器。数值仿真表明,在不同的信噪比和虚警概率条件下,该检测器均可实现对3种复杂微动目标的有效检测。     

亚奈奎斯特采样雷达的运动目标回波信号的快速重构

亚奈奎斯特采样雷达是利用回波信号的稀疏性,基于模信转换系统发展起来的欠采样雷达系统.本文研究亚奈奎斯特采样雷达的运动目标回波信号的快速重构问题.与单脉冲回波重构不同,运动目标在脉冲积累时间内可能产生跨距离单元现象,使得回波信号表示系数呈现稀疏时变性.本文采用概率分布模型描述稀疏位置的变化,首先将多脉冲回波信号重构转化为加权稀疏重构问题;然后根据分段滑动重构思想,提出一种基于正交投影的加权稀疏分段滑动重构方法来实现快速重构.该方法利用前一个脉冲稀疏位置估计信息,构造分段产生干扰的正交补空间,将子段压缩测量投影到构造的正交补空间,有效地抑制了相邻段引入的干扰.数值仿真验证了方法的有效性.     

基于逆Radon变换的微动目标重构研究

目标微动对雷达回波的调制效应包括微多普勒调制、高分辨像调制和RCS调制等。根据单频和线性调频信号下典型微动目标的电磁回波模型,分析了微动在单频回波和高分辨距离像上的调制特性,在研究了微动目标的微多普勒时频图以及距离像-时间序列图的调制规律后,提出了基于逆Radon变换重构微动目标二维强散射中心分布的方法,对于微动目标利用回波高分辨距离像序列和时频分布图实现了目标二维重构,通过对仿真实验和暗室测量数据实验验证了该方法的可行性和有效性。     

联合时频分布和压缩感知对抗频谱弥散干扰

频谱弥散(SMSP)干扰是一种专门对抗线性调频脉冲雷达的有源欺骗干扰。针对SMSP干扰的抑制问题,该文根据该干扰的时频分布特性,提出一种联合时频分布和压缩感知的干扰抑制算法。该方法通过在时频域丢弃SMSP干扰信号,保留属于目标信号的时频点,并根据保留的时频点与雷达回波频谱间的线性关系,建立压缩感知最小问题求解模型并利用正交匹配追踪方法重构目标信号,实现对SMSP干扰的抑制。Monte Carlo仿真结果验证了该方法的有效性。     

稀疏分解在雷达一维距离像中的应用

雷达一维距离像成像本质上是对雷达目标散射特性进行信号表示的过程,它以其获取的简单性及有效性,在雷达成像及目标识别方面得到了广泛的应用。针对雷达目标几何绕射参数化模型,利用稀疏分解方法,研究了高分辨一维距离像的重构及特征提取问题。以此可以避免奈奎斯特采样定理的弊端,以更贴近信号本质特征的方法处理雷达回波信号。通过匹配追踪算法,寻找最佳匹配原子的位置,以此估计雷达目标散射点参数。实验结果表明该方法在信号重构及特征提取方面的有效性。     

基于微动特性的单根箔条回波信号时频特性

针对箔条微动对回波信号调制的问题,提出一种单根箔条回波构建方法。首先建立单根箔条的典型微动模式的运动学方程,然后基于散射中心对该微动模式下的单根箔条回波进行仿真,最后通过时频方法对单根箔条回波信号的微动变化规律进行分析。仿真结果表明,建立的单根箔条微动模型能够有效地反映箔条回波信号的微动特性,为精确建立箔条云回波模型提供了技术支撑,并为有效识别箔条干扰、改善雷达性能提供了理论依据。     

基于目标稀疏性的雷达距离超分辨

雷达目标在观测空间中通常是稀疏的。当雷达发射线性调频信号时,目标回波的匹配滤波实际上是频域去斜脉压,回波信号在频域去斜后变成复正弦波。基于目标稀疏性和去斜回波的复正弦形式,可以构造多目标频域去斜回波的距离维稀疏信号模型,然后利用凸优化方法求解目标的距离,同时实现雷达距离超分辨。本文提出了一种基于目标稀疏性和频域去斜的距离超分辨方法,理论分析和仿真实验表明,该方法的距离分辨率超过了常规脉冲压缩技术,从而实现了雷达距离超分辨。     

面向微动特性获取的雷达波形设计

雷达发射波形的信号形式及其参数决定着目标微动特性获取的稳定性和可靠性。然而,当前的波形设计理论并不能满足目标微动特性获取对雷达信号的要求。针对该问题,本文建立了飞机目标桨叶回波调制特性的实用参数模型,并深入分析了桨叶调制信号的时域及频域特征,在此基础上,提出了面向微动特性获取的雷达波形设计方法,最后,根据所设计的一组“最优波形”参数,对直升机、螺旋桨飞机及喷气式飞机三类飞机目标微动特性获取可行性进行了详细的仿真、分析及验证,实验结果证明了本文方法的有效性。     

基于合成等效微动点的ISAR干扰新方法

根据目标微动产生的微多普勒谱会影响逆合成孔径雷达(ISAR)成像的特点,提出了基于合成等效微动点的ISAR干扰方法.该方法通过对截获的雷达发射信号在慢时间域进行正弦相位调制,得到了等效微动点的回波信号.该信号被作为干扰信号转发至ISAR,经ISAR接收处理后得到了与真实微动点一致的微多普勒谱,从而实现了对ISAR的有效...     

基于压缩感知的宽带成像雷达Chirp信号回波的压缩和重构

针对宽带成像雷达chirp信号回波按照带通采样定理采样得到的数据量大所导致的存储压力大的问题,本文提出基于压缩感知的chirp信号回波压缩和重构方法,首先就回波是否可压缩,利用chirplet变换分析了chirp信号回波的稀疏性,在信号稀疏的基础上,应用chirplet变换给出了可应用于压缩感知的稀疏字典及其简化形式,并证明了所给出的简化形式稀疏字典满足信号重构的条件。最后给出了回波的压缩和重构方法并结合ISAR成像进行了数字实验,先在目标转动加平动模型下,进行了数据的压缩和重构,通过比较重构信号和原信号的时域波形、高分辨距离像和ISAR成像结果,验证了本文的方法。最后仿真分析了重构误差随信噪比的变化曲线,说明了本文的方法对信噪比的要求。      

雷达高度表回波模拟及扩展目标算法

雷达高度表回波信号具有时域和多普勒域二维展宽特性,将该特性作为目标检测器的先验信息是提高弹载雷达高度表检测性能的重要方法之一。将目标回波看作是若干个散射点回波信号的矢量合成,并考虑载体高速运动对各个散射点回波信号的多普勒调制,提高了目标回波仿真的可信度。仿真模拟了不同地形地貌、不同高度条件下的回波信号,分析了目标回波在时域和多普勒域的展宽及起伏特性。通过在时频域对目标散射点二维分布的估计,设计了一种适用于弹载雷达高度表的改进BS-GLRT检测算法。仿真表明,该检测算法的性能优于现有的检测算法。     

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.     

基于闪烁现象的旋翼微动特征提取方法

针对窄带雷达旋翼微动特征参数提取问题,研究了一种基于闪烁现象的旋翼微动特征提取方法。首先通过自相关处理估计出旋翼目标回波的闪烁周期,并利用闪烁周期与叶片数的关系估计得到多种可能的转速,其次通过时频分析及骨架提取方法,判断叶片的奇偶数及估计旋翼目标的最大微多普勒频率,并利用先验区间对估计值进行初步筛选,最后在保持与原始信号中噪声功率相同情况下,利用估计值对回波信号进行重构,从能量差异的角度对估计值进行第二次筛选,将原始信号能量与重构信号能量最接近的估计值输出作为最终的估计值。仿真结果验证了本文方法的可行性和有效性。     

组网雷达下的弹道目标三维微动识别

基于组网雷达的多视角特性,研究了弹道目标的三维微动识别。建立了有翼、无翼锥体目标在进动、摆动和滚动形式下的微动模型,理论分析了各种微动目标的距离信号形式,得到了不同微动目标的频域特征,在此基础上提出了基于组网雷达多视角频域积累的微动类型识别方法。实验验证了该方法的有效性。     

基于分布式压缩感知的窄带LFMCW旋翼成像方法

针对窄带LFMCW体制雷达旋翼成像问题,研究了一种基于分布式压缩感知(DCS)的窄带LFMCW旋翼ISAR成像方法。在该方法中,根据窄带LFMCW体制雷达成像与传统脉冲体制回波模型上的差异,基于转速参数估计和压缩感知理论,建立了LFMCW体制雷达旋翼回波稀疏基以及稀疏表示模型,在此基础上,研究了相应的ISAR成像方法。在该算法中,首先提取出脉压后旋翼所在距离单元内的回波,通过自相关思想并利用图像熵完成对旋翼目标叶片个数和旋翼转速的估计;然后对于方位欠采样条件时传统方法不适用于LFMCW雷达的旋翼成像问题,根据旋翼转速信息构建出窄带LFMCW分布式稀疏基,将Dechirp后的回波信号通过DSOMP算法进行重构,实现最终成像。仿真结果验证了所研究方法的可行性和有效性。     

多重观测矢量模型下的微动目标特征提取

针对传统基于压缩感知(CS)理论的微动目标特征提取方法不适用于宽带雷达目标的情况,以线性调频信号体制雷达为例,通过分析微动目标回波的内在特性,构建了一种微动目标回波的多重观测矢量(MMV)模型。结合频率估计算法与正交匹配追踪(OMP)算法进行MMV模型的稀疏表达求解,从而获得微动目标的特征参数。仿真结果表明,与传统基于单重观测矢量(SMV)模型的微动特征提取方法相比,噪声环境下采用MMV模型进行微动特征提取具有更强的鲁棒性。     

最小方差无偏估计方法提高Gm-APD啁啾调制光子雷达的测距精度

啁啾调制光子雷达由于探测器Gm-APD的死时间限制了采样频率和调制带宽的提高,FFT进行信号处理时存在着固有的频域采样间隔,使得测距精度的提高受到很大限制.按照啁啾光子雷达接收机的信号处理过程对回波信号进行了推导,获得了系统回波中频信号的解析表达式,并采用最小方差无偏估计的方法对中频频谱进行处理,最后对该方法进行了仿真...     

多雷达融合检测中的分辨率匹配处理技术

利用多站雷达信号进行融合检测是提高对海监视能力的有效手段。针对不同分辨率雷达信号的融合检测问题,本文推导了低分辨雷达回波的过采样信号与高分辨率回波信号之间的相互关系,提出了由过采样回波重构高分辨信号的超分辨算法。由此将多分辨的雷达回波统一到相同的分辨率水平上,避免了因分辨率不匹配引起的融合检测性能的下降。仿真结果表明了该算法的有效性。     

基于压缩感知的伪随机等效采样信号重构

伪随机等效采样利用采样周期数与采样点数间的互质关系使各采样点均匀复现于同一周期,从而达到较高的等效采样速率。然而为了精确重构出原始信号,需大量采样数据,因此导致采样时间过长,实时性能差。针对上述问题,提出了一种基于压缩感知理论的伪随机等效采样信号重构方法,通过构造伪随机等效采样观测矩阵并选择离散傅里叶变换基建立稀疏重构模型,然后利用压缩感知中的正交匹配追踪算法求解该模型,从而重构出原始信号。仿真实验表明,所提方法在采样点个数40时,重构成功率达99.73%。