基于FrFT空间目标探测与高精度频率估计

针对空间目标探测中低信噪比下信号检测与频率精确估计的问题,提出了基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的实现方法。首先介绍FrFT进行参数估计的基本原理,在对接收回波信号的动态特性进行分析的基础上,为满足信号检测概率和实时处理要求,设计FrFT在空间目标检测应用中的相关参数,并提出频率估计精度的改进措施,分析了目标检测和频率估计性能。仿真分析结果表明该方法满足工程要求。     

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。     

宽带Chirp雷达回波相干积累方法

宽带Chirp雷达经去线性调频处理后的回波特性表明,运动目标回波脉间频率变化率与脉内剩余调频斜率一致。利用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)处理Chirp信号的能量集聚性,提出基于FrFT的运动目标宽带Chirp雷达多周期回波相干积累方法。仿真结果表明该方法能实现匀速运动目标宽带雷达多次回波相干积累,并对机动目标的脉间能量相干积累具有较好的适应性。     

基于分数阶傅里叶变换的距离维超分辨方法

宽带雷达目标一维距离像是实现目标识别的重要依据,提高距离维的分辨率对提高目标识别概率非常重要。针对超宽带雷达运动目标回波,采用分数阶傅里叶变换算法(FrFT)搜索并补偿带宽内的多普勒差异,同时将距离维时延信息转换为频域信息,采用多重信号分类(MUSIC)超分辨算法,针对FrFT处理后的数据进行超分辨。该方法实现了距离维信息的超分辨,其性能较传统的脉冲压缩技术或"去斜"技术有显著提高,可以应用到目标识别与分类中,提高正确识别概率。采用计算机仿真验证了所给出算法的有效性。     

分数阶Fourier变换对LFM信号的特征参数估计能力仿真评估

将分数阶傅里叶变换（FrFT）对线性调频（LFM）信号处理方法应用到雷达侦察信号分选与参数估计中,研究FrFT对LFM信号在低信噪比下的检测与参数估计能力。设定了雷达侦察信号背景,制定了仿真验证流程,考察了FrFT对LFM信号的调频率和中心频率的估计能力,对比了不同信噪比下的参数估计运算时间。仿真结果验证了该算法可以完成低信噪比条件下雷达侦察LFM信号特征参数的估计。     

高速高机动弱小目标检测方法研究

本文针对高速高机动弱小目标检测中的距离走动和多普勒走动问题,提出一种多普勒频率补偿加尺度变换的目标检测方法.首先通过多普勒频率估计构建多普勒频率补偿函数,消除速度引起距离走动的影响,其次采用尺度变换方法消除多普勒调频率的影响,从而使积累时间不再受目标运动的限制.该方法无需多普勒调频率估计,解决了传统弱小目标检测方法中多普勒调频率估计准确性问题.在进行多普勒频率估计时,提出一种无模糊多普勒频率估计方法,该方法避免了模糊因子估计,大大减小了计算量,同时降低了对输入信噪比的要求,且有利于多目标情况.仿真结果验证了所提方法大大提高了高速高机动弱小目标的检测性能.     

LFM信号参数估计的插值FrFT修正算法

针对线性调频（LFM）信号参数估计插值FrFT算法在信噪比较低时性能下降而且针对不同参数估计性能不稳定的问题,提出了一种修正的插值FrFT算法。首先分析了现有插值FrFT算法问题出现的原因,然后定义了分数阶域量化频率,指出当信噪比较低时,若LFM信号初始频率接近分数阶域量化频率点,插值FrFT算法出现反向补偿的概率增大,性能下降。修正的插值FrFT算法改进了插值方向的判决条件以提高噪声免疫力,并通过频移LFM信号初始频率使其不在分数阶域量化频率点附近。最后,对不同初始频率的LFM信号进行仿真,结果表明,修正的插值FrFT算法提高了LFM信号参数估计精度,性能稳定,而计算量并没有明显增加。      

基于多谐波微多普勒信号分析的目标摄动参数提取方法

针对具有微多普勒特征的摄动目标回波信号,该文提出了目标摄动频率、振幅参数的估计方法。基于摄动目标的多谐波微多普勒回波信号模型,推导出了谐波频域峰值比与目标振幅比、最大多普勒频偏与目标振幅的定量关系,实现了由摄动目标回波信号估计摄动参数。该方法适用于具有多谐波微多普勒特征的目标探测。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于瞬时频率估计的进动锥体目标微多普勒频率提取方法

该文针对进动锥体目标的微动特性提取,建立等效散射点模型下的微多普勒频率与目标运动参数关系。结合进动调制的微多普勒频率近似正弦变化规律的特点,提出基于瞬时频率估计和随机抽样一致性(RANSAC)的进动目标微多普勒频率提取方法。该方法将回波信号分为若干段,每一段的回波信号近似为若干线性调频(LFM)信号分量之和,通过调频Relax算法估计各信号分量的瞬时频率,并通过随机抽样一致性算法估计散射点的微多普勒曲线。基于仿真数据和电磁计算数据的实验验证了该方法的有效性及稳健性。     

基于二维映射的LFM UWB 雷达动目标速度估计

针对线性调频超宽带雷达动目标存在的距离-多普勒耦合以及多普勒色散对测速的影响,该文采用了频率-多普勒平面的2 维映射方法。首先将接收的脉冲串回波,通过快-慢时间的2 维傅里叶变换获得相应的频率-多普勒2 维平面。然后,利用2 维映射处理,将超宽带信号映射为窄带信号,实现多普勒域能量的聚焦。最后,根据映射后的窄带信号对应的多普勒频率获得目标径向速度。该方法不但有效地解决了超宽带雷达多普勒色散对测速的影响,而且规避了由于目标沿距离维的走动引起的慢时间域不能有效的能量积累。通过速度估计值,进行运动补偿后可获得目标距离像。此外,根据相关条件,进一步推导了速度适应范围。仿真实验结果验证了该方法的有效性。      

同步轨道星机双基地三通道SAR地面运动目标指示算法

基于分数阶傅里叶变换(FrFT)和多通道杂波抑制干涉技术,提出一种同步轨道星机双基地SAR地面慢速运动目标检测和参数估计方法。首先根据同步轨道星机双基地SAR的特点,给出该模式下杂波对消的DPCA条件;然后从系统空间几何模型和回波信号入手,详细推导了动目标聚焦成像、杂波抑制、动目标检测和参数估计的原理,最后通过计算机仿真,验证了该文算法的有效性。     

FMCW-SAR体制下快速运动目标检测与成像方法

针对调频连续波合成孔径雷达(FMCW-SAR)体制下的快速运动目标检测与成像问题,该文提出一种双通道FMCW-SAR动目标检测和成像新方法。该方法考虑到调频连续波固有的特点,将多普勒频移补偿和偏置相位天线(DPCA)技术结合,进行杂波抑制,检测动目标。并针对快速运动目标的散焦和多普勒谱分裂等问题,采用Keystone变换、方位去斜等方法实现快速运动目标的重聚焦。最后,仿真实验验证了所提方法的有效性和可行性。     

一种多相位中心天线的动目标检测和成像算法

提出了一种基于多相位中心天线的动目标检测和成像算法。通过对3个孔径回波信号进行处理，获得两路杂波对消后的动目标信号，再对这两路信号分别进行多普勒参数估计和干涉处理，确定目标的真实位置、方位向和距离向速度，然后对动目标聚焦成像；与以往的动目标检测算法相比，提出的方法能够获得运动目标的全部参数；最后通过计算机仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

微动特性干扰对基于FrFT的多孔径SAR/GMTI的效果分析

微动特性干扰主要模拟了微动目标对合成孔径雷达图像的方位扩展影响,其成像特性已经得到了比较好的研究,但是对SAR/GMTI的影响研究还不充分.本文主要分析了基于分数阶傅里叶变换的多孔径SAR/GMTI的原理,根据分数阶傅里叶变换的本质和该方法下的杂波对消、干涉相位的响应特性,结合了微动干扰的多普勒特性,初步研究了在旋转角...     

一种新的高速运动目标成像方法

提出了一种基于相位编码信号的高速运动目标逆合成孔径成像的新方法。相位编码信号在距离维和速度维具有良好的分辨力,属于多普勒敏感信号,因此在进行脉压前一般需要补偿多普勒相位。当目标高速运动时,还要考虑回波信号包络展缩的影响。研究了相位编码信号逆合成孔径成像的运动补偿方法,即采用宽带相位编码信号和窄带线性调频信号结合的方式,窄带信号用来完成目标检测和测速,宽带信号用来提高测速精度和成像。仿真结果表明该算法的有效性。     

海面运动舰船目标的高分辨率SAR成像

基于高分辨率机载SAR,研究了合成孔径成像时间较长情况下海面运动舰船目标的SAR成像问题。根据船体上不同距离单元散射点多普勒历程可能不同的特点,采用粗校正和精校正相结合的方法在距离频率-方位时间域进行二阶和高阶相位补偿,完成运动舰船目标的距离徙动校正。提出了STFT和CDA处理相结合的时频分析成像方法,以获得较高的图像分辨率。实际数据的处理结果表明了该方法的有效性。     

基于时频图深度学习的雷达动目标检测与分类

雷达动目标检测技术一直是雷达信号处理领域中的关键技术,而传统的雷达动目标检测技术仅适用于匀速运动目标,检测性能有限。针对该问题提出一种基于卷积神经网络(CNN)时频图处理的雷达动目标检测方法,通过从雷达动目标回波中提取多普勒频移信息,然后利用短时傅里叶变换转换为时频图,输入卷积神经网络,进行深度特征学习,进而实现检测和分类的目的。仿真数据验证表明,所提方法能够有效检测和区分匀速、匀变速运动以及微动目标,稳健性高,与传统动目标检测方法相比具有显著优势。     

微弱LFM信号的FrFT检测能力分析

基于分数阶傅里叶变换（FrFT）检测线性调频（LFM）信号广泛应用于雷达、通信、声呐和电子战领域,但缺乏对检测灵敏度的定量分析。为此,研究了FrFT对微弱LFM信号的检测能力。根据FrFT思想和二元假设检验理论,推导了检测概率和虚警概率的数学表达式。由于表达式是关于LFM信号频谱的函数,因此区分快变信号和慢变信号对LFM的频谱进行了合理近似。基于接收机工作特性曲线分析了FrFT检测LFM信号的灵敏度。仿真比较了FrFT与传统傅里叶变换（FT）对微弱LFM信号的检测能力,结果表明FrFT对LFM信号的检测灵敏度和信号累积能力均优于FT。     

GEO SAR双频双通道动目标检测与参数估计

地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）在对动目标检测和成像方面更具优势,但随之而来的一些问题也需要进一步解决。本文提出了一种基于GEO SAR双通道双载频实现运动目标检测、成像和参数估计的方法。利用广义 Keystone 变换对杂波对消处理后的运动目标进行距离徙动校正,使用离散调频傅立叶变换（DCFT）结合牛顿迭代法搜索完成多普勒参数估计后,利用在不同工作频率下的求得的速度集合进行交集来解决快速运动目标速度模糊的问题。最后,仿真实验证明该方法的有效性。