雷达点迹的目标智能特征提取方法研究

雷达数据处理中,目标点迹的输出质量直接影响后续航迹处理的效果,是保证航迹处理成功建航的关键。通过从信号处理给出的目标视频幅度、距离、方位信息中,采用特定的滑窗检测和终了判定准则进行目标点迹的检测,从而得到目标点迹的回波数特征信息;然后从目标回波包络幅度信息中提取目标距离单元上的峰值,智能完成距离凝聚,解决了目标距离分裂现象,并且得到目标点迹的幅度包络特征信息。最后,采用质心法对方位凝聚,完成点迹的凝聚,输出带有目标智能特征信息的点迹给后绪的航迹处理。同时,对点迹的目标智能特征提取这一过程进行了硬件实现。通过某型雷达的实测数据分析,验证该方法的可行性和工程实用性。     

如何提高米波雷达的方位精度

分析了米波波段背靠背双天线雷达实测原始点迹数据,列出了不同情况下目标点迹参数的分布,对比了中心法、峰值法、幅度加权法三种方法获得的目标方位数据的分布与特性。比较表明：对米波雷达而言,采用幅度加权方法获取目标方位,其精度较高。     

一种基于三坐标相控阵雷达的点迹凝聚方法

提出了一种基于三坐标相控阵雷达扫描方式和回波数据特性的点迹凝聚方法，根据目标回波数据的“图像性”数据结构，同时结合雷达工作参数和目标散射截面积等特性，采用经典图像处理算法——泛洪填充算法和三维质量中心算法，完成目标在距离、方位和俯仰三个维度上的点迹凝聚和检测输出。该算法能保证点迹动态实时输出，减小目标点迹输出延时，具有很大的工程实用价值。     

一种三坐标雷达的点迹凝聚处理方法

根据三坐标雷达波束扫描和波束空间分布的特点,本文采用“距离上峰值搜索,方位和俯仰上使用质量中心法”作为目标点迹凝聚方法,设计了三坐标雷达点迹凝聚算法,并在该雷达硬件平台上实现。试验表明,该方法不仅降低了弱小目标被滤除的概率,还有效的减小了点迹在距离、方位和俯仰上的分裂,为后续的航迹处理提供了一个可靠的基础。此外,此算法可以实现递推运算,占用存储空间少,易于工程实现。     

米波双基地雷达长时间相参积累算法

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动特性进行了分析;在此基础上,提出了基于Keystone变换的米波双基地雷达长时间相参积累算法。该算法在距离频域-方位时域利用Keystone变换补偿距离徙动,并利用FFT实现长时间相参积累。最后,Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。本文所提算法为四代机目标检测提供了新的技术途径。      

基于联合概率加权的高分辨雷达目标点迹处理

针对高分辨雷达在跟踪扩展目标时出现多散射点的问题,提出了一种基于联合概率加权的雷达目标点迹处理方法。首先,对信号检测出的多散射点构建其残差变量,根据判别准则进行目标点迹配对处理,剔除异常散射点;然后,同时考虑散射点位置和回波幅度信息,计算联合概率的权值,目标多散射点经概率加权融合后估计得到散射中心。仿真分析表明,该方法在高分辨雷达扩展目标点迹处理中能有效抑制杂波的干扰,目标点迹精度在距离、方位和俯仰上分别提高了20.63%、47.51%和41.03%,同时具有很好的可靠性,满足工程应用的需求。     

一种基于三坐标雷达的点迹凝聚方法

提出了一种基于三坐标雷达信号处理的点迹凝聚方法,根据实际目标回波信号在距离、方位、仰角3个维度上典型特性进行了较为深入的研究,以软件的方法分别对3个维度的展宽信号提出了可行的凝聚准则和算法。同时,通过多个重复周期（FR）的积累,运用统计学的方法,提高了点迹凝聚的可信度和精度。     

基于TS-201的三坐标雷达点迹处理器的设计与实现

文中根据三坐标雷达波束空间分布的特点,采用"小滑窗检测"作为目标检测准则,"方位上求质量中心、距离上按峰值搜索,仰角上峰值搜索测角"作为目标点迹凝聚准则设计了三坐标雷达点迹处理器,并在八片TS201高性能处理器平台上实现。     

一种基于半脉组积累的雷达目标方位修正方法

提出了一种基于半脉组积累的雷达目标方位修正方法,通过在动目标检测(MTD)处理之前进行方位校正,可以有效减小回波的方位误差,为后续的点迹凝聚和航迹跟踪提供有效保证。该算法简单实用,易于工程实现。文章的最后提供了实测雷达数据的信号处理结果,证实了该方法的有效性。     

雷达目标点迹分裂与改进的点迹提取器设计

点迹提取器是雷达的重要组成部分,是保证雷达能够准确识别目标位置的关键所在。本文通过对某雷达目标点迹分裂现象分析,提出一种适合某雷达的目标点迹提取器设计,以有效抑制目标分裂对雷达目标跟踪造成的影响,提高雷达对目标的判别和跟踪能力。     

一种机载GMTI雷达点迹凝聚方法研究

机载GMTI雷达对地面运动目标探测时,由于目标在距离和方位向扩散严重,在进行目标凝聚时难以获取目标的精确位置,导致目标跟踪精度差、虚警率高,难以满足实际使用需求。针对这一难题,本文提出了一种针对机载GMTI雷达原始点迹的凝聚方法,首先基于构建的点扩散函数对目标进行信号幅度复原处理,再进行点迹质心凝聚,并对凝聚后的点迹进行二次检测,对检测后的凝聚点迹进行跟踪处理。通过对实际飞行数据进行分析处理,验证了本方法对提升目标跟踪精度、降低跟踪虚警率的有效性。     

对海虚警抑制的数据处理工程方法

针对预警雷达对海处理时剩余海杂波多、虚警多、目标分裂大的特点,提出利用在数据处理的点迹凝聚、相关处理、跟踪滤波等阶段,采用等效幅度加权点迹凝聚法、径向频率模糊反解法,实现对海虚警的抑制。     

多普勒效应对FMCW-SAR系统成像性能的影响分析

该文结合机载连续波合成孔径雷达(FMCW-SAR)系统的成像原理,讨论了FMCW-SAR成像系统与脉冲SAR成像系统的不同,分析了载机运动所带来的多普勒效应对FMCW-SAR成像系统性能的影响,指出多普勒效应会带来距离向与方位向信号的二次耦合,进而会影响图像在距离向和方位向的聚焦。然后,根据FMCW-SAR的回波特性给出了一种在回波信号方位向多普勒域对误差进行补偿的方法,并结合RD算法给出了整个成像系统的流程。最后给出了补偿前后算法仿真和验证的结果,可以看出对多普勒效应进行补偿之后能够消除距离向与方位向信号二次耦合带来的误差,提高成像质量。     

一种基于相干积累CPF和NUFFT的机动目标ISAR成像新方法

机动目标的复杂运动导致散射体回波信号多普勒频率时变,给逆合成孔径雷达（ISAR）成像方位向处理带来困难.而传统的距离-多普勒（RD）成像方法、Wigner-Ville distribution（WVD）瞬时成像方法、Radon-Wigner等成像方法由于成像效果差或运算效率低等因素,不适合复杂运动目标的ISAR实时成像.针对这些问题,本文提出了一种基于相干积累三次相位函数（CPF）的机动目标ISAR成像新方法.首先,把平动补偿后的各距离单元数据,通过CPF变换到时间-调频率平面.然后,利用各散射体自项能量平行于时间轴分布特性,提出一种基于相干积累的交叉项和虚假伪峰抑制方法,进而得到各散射体在频率-调频率平面的高分辨分布特性.最后,通过向频率轴上的投影得到该距离单元目标的方位ISAR图像,并通过引入非均匀快速傅立叶变换（NUFFT）来降低算法计算复杂度.计算机仿真处理结果验证了该方法的有效性.     

WIDE SWATH FMCW SAR DATA PROCESSING IN SQUINT MODE简

This paper concentrates on the data processing of Frequency Modulation Continuous Wave （FMCW）, Synthetic Aperture Radar （SAR） in the case of wide swath and squint mode. In the mode, the Doppler centroid dramatically varies along slant range compared to conventional pulsed-SAR. This poses a challenge for system design and signal processing since a very large azimuth bandwidth would be introduced. In the paper, we accommodate the Doppler centroid variations with range by an im- proved spectral-length extension method, where a bulk range shift and updated Doppler centroid variations are introduced to greatly reduce the azimuth aliasing with respective to the existing methods Moreover, an image formation approach that integrates wave number domain algorithm is presented to focus the raw data of FMCW SAR in the case of wide swath and squint mode. Point target simulation experiment demonstrates the advantages of the presented method.     

毫米波FMCW MIMO雷达三维点云成像方法

毫米波FMCW MIMO雷达的三维点云成像在自动驾驶、智慧交通、工业和安防等领域的三维环境感知因其独特的优势而受到广泛关注。本文在现有处理框架下提出一种结合渐近最小方差稀疏迭代（SAMV）的高分辨点云成像方法。该方法首先对差拍信号做一维快速傅里叶变换（FFT）获得高分辨距离像,然后对每一个距离单元采用SAMV算法来估计方位角网格和俯仰角网格的功率,最后结合CASO-CFAR检测算法,得到探测区域内目标高分辨的距离、方位角和俯仰角三维信息。仿真和实验结果表明,相比现有结合Capon测角的方法,该方法能在相同雷达条件下角分辨率提高2倍,实现了毫米波雷达高分辨的三维成像。     

基于局部最优匹配的斜视SAR子孔径成像算法

斜视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)能够对雷达平台的侧前或侧后方区域进行观测,极大地增加了雷达的探测范围和灵活性。针对斜视SAR子孔径成像,该文提出一种基于局部最优匹配准则的成像算法。该算法在针对某方位频率构造对应的距离徙动校正、2次距离压缩以及方位补偿函数时,以位于该方位频率处的点目标得到最佳匹配为准则,不同于传统方法的以方位中心点获得最佳匹配为准则,从而能够避免距离方位中心较远的目标的失配,有效地改善了方位边缘区域的聚焦效果。文中通过点目标仿真验证了该算法的有效性。     

Range Resampling in the Polar Format Algorithm for Spotlight SAR Image Formation Using the Chirp z -Transform

Besides an inverse two-dimensional (2-D) Fourier transform, the polar format algorithm (PFA) for the spotlight synthetic aperture radar (SAR) image formation can be normally divided into two cascaded processing stages, which are called the range and azimuth resampling, respectively. This paper focuses on a new implementation of the first stage, i.e., the range resampling, using the chirp z-transform (CZT). The presented algorithm requires no interpolation. It works for the SAR system directly digitizing the echo signal, as well as that employing the dechirp-on-receive approach. The parameters of the CZT, including the frequency spacing and the start frequency, are derived to accommodate the PFA in both cases. Related filtering and compensation procedures are developed for the chirp z-transformed range signal with and without dechirp, respectively, in order to achieve a signal format entirely suitable for the azimuth resampling. Furthermore, incorporating the new algorithm with the existing CZT-based azimuth resampling and focusing algorithm, we can achieve a PFA totally free of interpolation. The presented approach has been validated by point target simulation, and the test is carried out with a very critical relative bandwidth of 30%