混响背景下的声自导系统空时最优处理

混响是鱼雷主动自导背景干扰的一部分,也是限制鱼雷自导主动检测目标的主要因素。浅海环境下,海底和海面的界面混响干扰尤为严重,直接影响鱼雷主动回波信号的目标检测结果。本文针对不同入射角度混响多普勒变化,分析了自导系统在运动过程中接收混响信号的空时2D特性,研究了空时2D功率谱的实现方法。通过仿真分析最优处理器的2D频响输出和最优处理器的输入输出信混比,证明了该方法抑制混响的有效性,同时研究了空时自适应处理技术的评判标准,分析了阵元数变化对最优处理器改善因子的影响。     

声自导鱼雷空时自适应处理

介绍了全维和降维空时自适应处理（STAP）的基本原理,通过分析鱼雷工作环境、工作方式以及数据组织方式,讨论了采用STAP方法提高声自导鱼雷混响背景下目标检测性能的可能性,给出了关键步骤的解决方案和STAP抗混响的基本流程。分析结果表明,采用STAP进行混响抑制难度要大于对机载预警（AEW）雷达杂波的抑制,然而在实现上却是可能的。仿真结果表明,采用STAP方法能够获得比常规方法更好的检测性能。STAP方法能够充分利用声自导鱼雷混响空时分布特性,是一种有前途的抑制鱼雷混响的新方法。     

浅海混响扩展的空时2D分布与混响抑制

从不同锥角入射的浅海混响,造成具有空时耦合特性的多普勒的扩展,在频域形成一定带宽的干扰,对鱼雷目标检测性能有极大的影响.研究了混响在频域上的扩展程度.得出了这种扩展在空时2D平面具有特定形式的结论,因此单纯从频域处理出发,利用多普勒进行混响抑制效果不是很理想,需联合考虑空域与频域上的混响抑制方法.在此基础上研究了空时最优处理方法在主动声自导鱼雷中的应用,通过压低旁瓣减少旁瓣区混响和自身多普勒零陷抑制主瓣混响等措施对传统方法进行了改进.仿真数据处理表明,2种方法均能较好的抑制混响,其中改进方法因计算量较低易于实时实现.     

鱼雷空时自适应混响抑制方法

鱼雷目标检测需要形成空域和多普勒域2D波束,其2D低旁瓣的混响抑制作用,使得剩余的混响仅位于这2个波束特定的位置.针对此种情况,研究了一种低维的空时2D自适应混响抑制方法,在2D波束特定位置设置辅助波柬,与检测波束一起进行联合空时自适应.与其他2D自适应方法相比,该方法具有计算量小,易于实时实现的优点.     

混响空时协方差矩阵的两种计算方法比较与分析

协方差矩阵的计算是讨论空时自适应处理（STAP）的基础,本文主要对协方差矩阵的两种计算方法：适合理论研究的导向矢量合成方法和符合工程实际的直接阵列数据域方法进行了比较和分析。讨论了这两种方法的计算原理,以及各自的应用背景;比较了两种方法的计算结果在混响协方差矩阵形式、特征值、功率谱以及改善因子上的不同。仿真结果表明,两种计算方法有明显差异,直接阵列数据域方法为空时自适应处理的应用提供了更准确的理论基础。     

基于空时稀疏表示的红外小目标检测算法

提出了一种基于过完备空时字典及其稀疏表示的红外小弱目标运动检测算法。采用K奇异值分解算法学习连续多帧图像的运动信息和形态特征,构建自适应形态过完备空时字典;利用高斯运动模型检验自适应形态过完备空时字典,将其划分为能分别描述目标与背景的目标过完备空时字典和背景过完备空时字典;将连续多帧图像分别在目标过完备空时字典和背景过完备空时字典上稀疏分解,利用几个最大稀疏系数及其空时原子重构信号,增强二者残差来检测小目标信号。实验结果表明,该过完备空时字典不仅能同时描述目标与背景的运动信息和形态特征,极大地提高信号表示的稀疏程度,而且能有效增强目标与背景的特征差异,提高小运动目标的探测能力。提出了一种基于过完备空时字典及其稀疏表示的红外小弱目标运动检测算法。采用K奇异值分解算法学习连续多帧图像的运动信息和形态特征,构建自适应形态过完备空时字典;利用高斯运动模型检验自适应形态过完备空时字典,将其划分为能分别描述目标与背景的目标过完备空时字典和背景过完备空时字典;将连续多帧图像分别在目标过完备空时字典和背景过完备空时字典上稀疏分解,利用几个最大稀疏系数及其空时原子重构信号,增强二者残差来检测小目标信号。实验结果表明,该过完备空时字典不仅能同时描述目标与背景的运动信息和形态特征,极大地提高信号表示的稀疏程度,而且能有效增强目标与背景的特征差异,提高小运动目标的探测能力。     

基于最优空时自适应处理的箔条云干扰抑制方法

为了将空时自适应处理(STAP)抑制杂波或干扰的理论应用于对空作战环境,提高雷达抗箔条云干扰的能力,提出了基于最优空时处理的箔条云回波抑制方法。对空时自适应处理方法进行了可用性分析;建立了箔条云统计模型,获得了箔条云空时特性的矩阵表达式;最后利用箔条云功率谱估计推导了最优的空时权系数,给出了最优空时波束形成器,得到了箔条云干扰抑制方法。仿真结果表明:基于最优空时处理的箔条云干扰抑制方法,可成功对箔条干扰信号进行抑制,从而提高雷达对抗箔条云干扰的性能。     

一种双模杂波抑制的准自适应MTI系统

雷达自适应杂波抑制的算法及其工程实现是雷达信号处理系统的一个重要问题。本文首先从理论上讨论了一种基于最大平均改善因子准则的动目标显示滤波器最佳权矢量的计算方法,然后从工程实现的角度提出了一种简单实用的具有双模杂波抑制能力的准自适应动目标显示系统,并将该自适应杂波抑制算法应用到实测雷达数据上,实验结果表明该算法对真实雷达回波中的杂波具有有效的抑制作用。     

一种混响中高速运动目标检测方法

水下主动探测不可避免的受到混响的干扰,运动目标在匀加速运动时,单频发射脉冲的回波信号经过距离压缩后可视为一个线性调频(LFM)信号,根据这些特点,利用分数阶傅立叶变换(FRFT)对LFM信号进行能量聚集性,并将4阶累积量作为后置处理算子抑制混响,研究了基于分数阶傅立叶变换的4阶累积量切片算法(FRFT-FOMCS),检测了混响中的高速运动目标,对实测混响数据和LFM信号进行了仿真,结果表明,该算法能够在混响背景中有效地检测和识别运动目标回波.     

混响环境下基于频率-波数谱分析的水下慢速目标回波检测方法

针对水下慢速目标回波信号往往被随机噪声、混响信号等湮没的问题,提出一种基于频率-波 数（FK）谱分析的回波检测方法。FK谱分析相当于速度滤波器,回波中的混响信号与运动目标信号在FK域呈现不同形态。利用此特性,通过Radon变换提取接收信号经过二维傅里叶变换后的FK谱线信息。构建低维数特征空间,采用支持向量机识别运动目标和混响信号。进一步根据运动目标信号的FK谱线斜率构建滤波器,进行信号滤波。该方法将目标分类前置,不需要预先对信号做波束形成,较传统方式更高效。采用海试数据验证算法,成功从强混响信号提取目标信号,并获得大约3 dB增 益。结果表明,回波检测方法能够提取受混响严重干扰的慢速运动目标信号。     

基于先验信息稀疏恢复的非均匀样本检测方法

针对训练样本被干扰目标污染导致空时自适应处理（STAP）目标检测性能下降的问题,提出了一种基于先验信息稀疏恢复的非均匀样本检测方法。该方法首先采用欠定系统局灶算法恢复待检测单元的稀疏表示系数,然后利用机载雷达系统参数等先验信息离线设计“稀疏滤波器”,并采用其滤除稀疏表示系数中的目标及“伪点”的影响,进而估计杂波协方差矩阵,最后与广义内积（GIP）方法结合,根据新的检测统计量来剔除被污染的样本。仿真分析表明,与传统GIP方法相比,该方法能够有效地检测出被干扰目标污染的训练样本,提升了STAP在非均匀环境下的目标检测性能。     

基于匹配傅立叶变换的超高速运动目标检测

超高速运动目标是现代雷达目标检测中遇到的新情况。建立了超高速运动目标的回波模型,分析了其对目标检测中脉冲多普勒处理的影响,并提出了基于匹配傅立叶变换的脉冲多普勒处理方法。针对回波模型的特点,提出了一种计算量较小、物理含义清晰、搜索范围针对性强的超高速运动目标检测的实现算法,并对理论分析进行了仿真验证。     

一种基于双极性脉冲信号的沉底及掩埋小目标探测方法

针对沉底及掩埋小目标探测需求,设计低频双极性脉冲信号,提出基于双极性脉冲信号的空间与时间（简称空时）联合探测方法。分别从频谱、模糊度函数分析探测信号,根据声纳方程分析探测沉底及掩埋目标信混比情况,并搭建试验平台,完成了探测沉底小目标的试验验证。理论分析、仿真计算及试验结果表明：低频、窄波束、小掠射角方式有利于探测沉底及掩埋小目标;低频双极性脉冲信号及空时联合探测方法作为一种新型探测信号及处理方法,可提高沉底及掩埋小目标的空间分辨能力及混响抑制性能。     

一种新的临近空间MIMO雷达的空时自适应处理方法

针对多输入多输出（MIMO）雷达动目标显示（MTI）中均匀密布阵列性能较差、稀疏阵列会导致栅瓣,进而出现盲速和一定尺寸平台上天线长度受限的问题,提出了以降低最小可检测速度(MDV)为准则的MIMO雷达天线阵列优化设计方法。结合具有良好自相关和互相关性能的二相编码正交信号,改善了尺寸受限平台上MIMO雷达的STAP性能;仿真比较分析了不同天线阵列结构时的空时自适应处理（STAP）性能,验证了该方法的有效性。     

基于奇异积分处理技术的低频声散射特性仿真

针对水下复杂条件下难以远程探测目标的问题,运用基于奇异积分处理技术的低频声散射数值计算方法,对目标低频散射特性进行仿真研究。仿真实验给出刚性球的目标强度随分置角、接收点到目标中心的距离、声阻抗等不同物理参数的变化关系图,揭示目标低频声散射的一些近场特性。结果表明：新方法可较方便地用于双基地声纳、目标低频散射特性等方面的相关研究。     

体目标的矢量脱靶量测量算法

介绍了体目标效应对矢量脱靶量测量的影响。建立了体目标模型,分析了体目标雷达回波多普勒频率的变化特点,从而提出了一种体目标的矢量脱靶量测量算法。计算机仿真结果说明该算法原理正确,能够有效抑制体目标效应的影响,进而得到精确的矢量脱靶量估计结果。     

基于联合时间维训练样本的非平稳杂波抑制方法

针对机载雷达的杂波距离依赖性导致空时自适应处理(STAP)器性能下降的问题,提出一种基于回波快-慢时间二维训练样本的非平稳杂波抑制方法。利用脉冲雷达回波信号的时域平稳性以及杂波多普勒频率随距离缓变的特点,在STAP 时域分段的降维处理中,利用慢时间和快时间维的数据样本联合估计协方差矩阵,达到减小距离向杂波非平稳的目的;对所有滤波器输出进行相干叠加,减小降维引起的孔径损失,提高输出信杂噪比。将该方法应用于非正侧视阵机载雷达杂波抑制中,仿真结果表明不仅能显著提高协方差矩阵的估计精度和主瓣杂波抑制性能,而且具有较高的稳健性。     

相参雷达接收机建模与仿真分析

针对相参雷达接收机的主要工作原理,运用数字信号处理理论和Matlab软件研究相参雷达接收机的建模与仿真问题。通过对相参雷达接收机的天线模型、回波信号模型、噪声模型进行建模并对同步检波处理、动目标检测、恒虚警检测处理进行分析,实现相参雷达接收机的相干视频模拟。用Matlab对某相参雷达接收机进行仿真,得到接收系统中各个处理点上的具体信号形式,满足对相参雷达接收机仿真要求。