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。     

基于参数化时频分析的进动锥裙目标瞬时微多普勒频率提取方法

微动目标散射点的微多普勒对目标运动、结构参数的估计具有重要意义。该文针对表面光滑的锥裙目标,首先依据进动锥裙目标的等效散射点模型,推导出散射点的理论微多普勒曲线表达式。结合进动调制的锥裙目标微多普勒曲线为多阶正弦级数叠加的先验信息,提出一种基于参数化时频分析的进动锥裙目标微多普勒曲线提取方法。针对多分量信号组成的锥裙目标回波,该方法利用相干信号单距离多普勒干涉(CSRDI)方法估计锥旋频率,进而利用参数化时频分析估计散射点的微多普勒曲线,之后利用带阻滤波器分离估计得到的散射点回波信号。基于电磁仿真数据验证了所提方法的有效性。     

基于改进矩阵束的超宽带一维散射中心提取方法

针对微动参数的高精度快速估计问题,该文提出一种基于几何绕射(GTD)模型和改进矩阵束的超宽带(UWB)散射中心提取算法,可实现散射中心径向距离、类型参数及散射强度的同时估计.该方法将超宽带条件下的目标GTD散射模型转化为状态空间方程,利用奇异值分解将汉克尔矩阵中的噪声分量去除,对降秩的汉克尔矩阵做广义特征值分解,利用单...     

一种频率步进雷达目标运动参数估计方法

为实现低信噪比下目标的精确运动补偿,提出基于Keystone变换和Morlet小波变换的方法估计低信噪比下目标速度和初始距离参数。在分析频率步进雷达运动目标回波信号基础上,首先采用Keystone变换法去除回波信号高次相位项,然后对回波信号做IFFT运算,再进行FFT 操作,便可得到距离-速度二维参数谱。考虑低信噪比对参数估计的影响,文中将距离维参数谱通过Morlet小波变换去除噪声,进而获得目标运动参数的精确估计。最后计算机仿真实验进一步说明了该方法的有效性。     

超宽带雷达低空多路径回波建模与仿真

本文根据分布式目标在超宽带信号照射下的电磁散射特性,建立了超宽带低空多路径目标回波模型.雷达发射信号采用线性调频步进信号(Chirp-SF信号),考虑了多路径效应,并对回波信号进行二级脉压处理,获得了目标多路径高分辨一维距离像,验证了该模型的正确性.     

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。      

状态空间法在超宽带雷达动目标速度及距离像估计中的应用

该文通过状态空间(State-Space, SS)法高分辨估计超宽带(Ultra-Wide Band, UWB)雷达运动目标径向速度及其距离像。首先,结合具有伸缩的UWB雷达回波模型获得散射体频域冲激响应,以构建SS所需的Hankel矩阵。其次,利用SS估计UWB雷达高速运动目标径向速度及距离像。进一步,分别推导了上述估计参数的克拉美-罗下界(Cramr-Rao Lower Bound, CRLB)。SS法不但能获得目标高分辨距离像,而且较好地规避了多普勒随信号带宽内频率变化,即多普勒色散对径向速度估计的影响。该方法亦具有良好的噪声抑制能力。此外,其只需目标频域冲激响应,并未涉及具体发射波形,因此未受发射信号形式的限制,这不同于利用小波变换估计相关参数的方法。仿真实验验证了该方法的可行及有效性。     

一种新型超宽带穿墙雷达运动目标跟踪成像算法

近场区域的非接触式穿墙目标跟踪成像探测是超宽带脉冲雷达在火灾救援、安全保卫、城市巷战以及生命威胁等方面的一个重要应用。基于超宽带脉冲雷达的边界散射变换和直接散射波形提取的边界估计算法(SEABED)由于其不适用于穿墙条件下运动目标的成像与跟踪的情况,该文结合SEABED算法的成像原理,提出回波时延差关系曲线概念从而利用三角定位原理和坐标转换实现运动目标的成像与跟踪。文中提出的算法假设在近场条件下,针对运动目标场景建立系统模型,通过成像结果和速度值的同时估计,对墙体背后的运动目标的边界和轨迹进行有效估计。仿真结果表明,该算法能够弥补墙体对目标回波的影响,精确度高,达到穿墙目标跟踪成像探测的目的。     

基于高分辨距离像序列的锥柱体目标进动和结构参数估计

 弹道目标特征参数估计是进行目标识别的基础。针对缺少先验参数信息时锥柱组合类弹头目标进动和结构参数联合估计难题,该文提出一种基于高分辨距离像序列实现锥柱体目标进动和结构参数联合估计新方法。以旋转对称锥柱体目标为研究对象,基于静态电磁散射数据,结合目标运动模型仿真生成了目标高分辨距离像序列,分析了4个观测区域内锥柱体目标的1维距离像特性。研究了常见雷达观测视角内锥柱体各散射中心的1维距离像序列变化规律,建立了序列中散射中心间的相对位置变化的极值与目标参数之间的关系式,据此完成了锥柱体目标进动和结构参数的联合估计。最后,仿真实验结果验证了文中方法的有效性和适应性。     

超宽带线性调频雷达目标回波模型

超宽带雷达具有高分辨能力,它探测到复杂目标时,目标总的电磁散射是多散射中心的合成,回波信号不同于普通的窄带雷达回波。文中分析了在超宽带信号照射下的目标散射特性,得到超宽带雷达的一般模型。     

无载波超宽带雷达时域多普勒处理

从多散射中心目标的回波模型入手，分析了无载波超宽带雷达目标运动引起的多普勒效应，得出了无载波超宽带雷达多普勒效应的时域表现形式-多普勒时移，对一种基于多普勒时移的时域多普勒处理器进行了Matlab仿真。结果表明：利用多普勒时移可有效检测出目标速度，并且不存在盲速。     

一种基于ARMA模型的目标极点提取新方法

针对传统极点提取算法需要确定目标后时响应起点的不足,本文提出了一种提取目标极点的新方法,该方法使用ARMA模型逼近整个目标响应,并利用全局最小二乘技术求解模型参数获取目标极点。基于实测细导线和有限长柱体散射场数据的处理结果表明,本文新方法较之KT法和矩阵束法具有更高的极点提取精度。     

低频UWB SAR的冲击响应函数

提取系统的冲击响应函数(impulse response function,IRF)是测量雷达系统性能指标的前提,IRF来自理想点目标的雷达图像。对于低频超宽带合成孔径雷达(ultra wide band synthetic aperture radar,UWB SAR),参考点目标的电磁散射特性是频率和方位角的函数,不满足理想点目标的散射特性要求。本文从IRF的定义出发,结合低频UWBSAR系统处理模型,利用二维数字聚焦方法消除杂波的影响,同时利用低频电磁散射数值建模的方法计算参考点目标的电磁散射特性,最后给出了计算系统IRF的方法。     

基于正向建模的目标超宽带电磁脉冲雷达回波仿真

为了快速获取超宽带（ultra-wideband,UWB）电磁脉冲激励下雷达目标的时域电磁响应,提出了一种基于散射中心正向建模的目标时域回波仿真方法.从目标几何模型出发,利用空间射线分集技术对强散射源进行分离,通过模型参数正向确定方法构建出目标的属性散射中心模型,用以表征目标高频电磁散射特性,并在UWB电磁脉冲激励下进行仿真运算,获得目标时域回波信号.以典型目标SLICY为例,基于正向建模的散射中心模型,快速获取不同UWB电磁脉冲激励下的雷达回波信号,与高频仿真方法得到的一维距离像（high resolution radar profile,HRRP）进行对比分析,吻合良好.由此验证了本文提出的回波仿真方法的有效性,为不同辐射源激励下目标的快速电磁响应研究提供了一种新思路.     

Ultrawide-band coherent processing

In this paper, we develop an approach for estimating the ultrawide-band (UWB) radar signature of a target by using sparse subband measurements. First, we determine the parameters of an appropriate signal model that best fits the measured data. Next, the fitted signal model is used to interpolate between and extrapolate outside of the measurement subbands. Standard pulse-compression methods are then applied to provide superresolved range profiles of the target. The algorithm can automatically compensate for lack of mutual coherence between the radar subbands, providing the potential for UWB processing of real-world radar data collected by separate wide-band radars, because the processing preserves the phase distribution across the measured and estimated subbands, extended coherent processing can be applied to the UWB compressed radar pulses to generate superresolved radar images of the target. Applications of this approach to static test range and field data show promising results     

基于散射中心模型的目标时域回波快速仿真

为快速获取超宽带电磁脉冲激励下雷达目标在时域上的电磁响应,提出一种基于属性散射中心正向建模的方法用于目标时域回波仿真。从目标几何模型出发,利用射线追踪、分集技术对空间中所有射线进行标记与归类,分离并定量表征目标的强散射源。基于属性散射中心模型,正向确定模型参数,构建出目标属性散射中心模型,在选定的辐射源激励下进行仿真计算,快速获取目标时域回波信号。以典型目标简化坦克为例,选取不同形式的超宽带电磁脉冲信号作为辐射源,基于正向建模方法构建简化坦克的散射中心模型,快速获取给定电磁脉冲激励下的雷达回波信号,并与利用高频仿真方法得到的一维距离像对比,结果具有较好的一致性,从而验证了利用散射中心模型快速进行不同辐射源激励下回波仿真的有效性。     

低频UWB SAR定标体电磁散射建模

在进行低频超宽带合成孔径雷达(ultra wide band synthetic aperture radar, UWB SAR)校准过程中,常常需要使用各种定标体.定标体的散射特性表现为低频谐振散射,因此常规高频窄带SAR定标体散射模型不再适用.本文利用矩量法(Method of Moment,MOM)计算指定频率点和入射角度的目标散射特性,利用渐近波形估计(asymptotic waveform evaluation,AWE)技术获得超宽带和宽角度的目标散射特性,并根据SAR的几何模型,给出了目标散射特性随日标视角和频率的变化关系.