直升机雷达下视模式杂波分析

以直升机雷达平台为背景,分析了机载雷达下视模式的杂波特性。首先分析了天线不同的安放角的时间-空间二维杂波谱的特性,并研究了前向阵在不同波束位置杂波的多普勒频率与斜距离的变化关系,运用了海杂波和地杂波模型计算LPRF和HPRF两种雷达工作模式下距离-多普勒杂波功率谱,最后给出了以直升机为平台的X波段雷达仿真结果,文中的杂波特性可以在系统设计时参考。     

机载双基雷达杂波分类及抑制方法

机载双基雷达杂波的空时分布受双基构型影响大,且具有非常严重的距离依赖性。对复杂的机载双基雷达杂波进行分类分析和抑制方法研究具有重要的意义。先对机载双基雷达杂波进行建模仿真,对于杂波分布与构型相关的现象,根据双基构型和对应的杂波分布对机载双基雷达杂波作出了较为一般化的分类,并分析讨论了不同类型杂波分布特性;针对具有严重距离依赖性的机载双基雷达杂波,提出了训练单元协方差矩阵加权平均的方法。相比于传统训练单元协方差矩阵求和平均的方法,算法仿真证明改进的算法在3类构型下的杂波抑制效果均有明显的提高,为双基雷达杂波抑制提供了新的处理方法。     

知识辅助机载雷达杂波抑制方法研究进展

现有研究表明,有效利用先验知识可以较好地解决机载雷达自适应信号处理中的非均匀杂波问题.分析了当前知识辅助机载雷达杂波抑制方法研究的基本情况,从外信息源数据与雷达观测数据的关联、智能样本选取与滤波器选择两个方面分析了间接利用先验知识方法的研究进展,从先验协方差估计、预白化类空时自适应处理(STAP)算法以及贝叶斯滤波STAP算法三个方面分析了直接利用先验知识的方法的研究进展,分析了基于先验知识的CFAR处理方法以及高逼真度杂波建模与仿真的研究进展.建立在对现有研究分析的基础上,从对更多信息源的使用和更有效融合先验知识的STAP方法两个方面提出了一些值得进一步深入研究的问题.     

空基双基地雷达杂波建模与分析

在空基双基地雷达系统配置下,建立了空基双基地雷达地杂波的等距离和椭圆环模型,分析了双基地杂波的地面反射特性、杂波的幅度起伏、杂波的频谱分布以及收发载机雷达的系统参数对空基双基地雷达地杂波的影响,导出了空基双基地雷达在指定距离门内地杂渡模型的表达式。仿真分析了空基双基地雷达在不同几何配置下的空时二维杂波谱以及空基双基地雷达地杂波的距离依赖性,为后续有关空基双基地雷达杂波抑制和信号处理技术的研究提供了条件。     

基于CMT技术的非正侧面阵机载雷达杂波抑制方法研究

非正侧面阵机载雷达杂波谱与正侧面阵机载雷达杂波谱的主要区别在于它的杂波二维谱图随距离的变化而变化,杂波自由度相对增加,造成常规的统计型STAP杂波抑制方法不再适用.本文通过对非正侧面阵机载相控阵雷达杂波的分布进行详细的分析和研究,提出了一种基于CMT技术的非正侧面阵机载相控阵雷达杂波抑制方法.仿真结果表明了本文方法的有效性.     

发射波形合成下的机载MIMO雷达杂波统一模型

针对发射波形相关及非理想因素影响下的机载MIMO雷达杂波分布特性的问题,给出了理想情况下机载MIMO雷达杂波模型。利用信号集合及阵列导向矢量投影变换的原理,提出了基于波形合成的机载MIMO雷达杂波统一模型,分析了模型与理想MIMO雷达、相关MIMO雷达及相控阵雷达的统一关系。然后给出了多种非理想因素影响的误差矩阵,建立了非理想因素影响下的机载MIMO雷达杂波统一模型。最后仿真分析了波形相关及非理想因素影响下的MIMO雷达杂波特性,并得出结论:波形合成会产生子阵合成,当合成子阵间发射信号全正交,且合成子阵内各阵元发射信号全相干时,杂波谱的斜脊线最窄。该统一模型为机载MIMO雷达杂波特性分析及STAP算法设计提供了理论依据。     

基于DEM数据机载气象雷达地杂波抑制方法

针对机载气象雷达工作于气象模式时地杂波的抑制问题,应用基于地形可视化的方法在时域对地杂波进行抑制的方法.首先分析机载气象雷达下视时气象目标和地杂波的分布特点,然后根据DEM（DigitalElevation Model）表达地形的特点,利用增量法对地形进行可视化判断.对于气象雷达扫描区域内的可视化点判断其所在的距离单元.将这些贡献地杂波的单元予以剔除.通过仿真实验验证了该方法的有效性.     

机载气象雷达下和差波束抑制地杂波研究

针对机载气象雷达气象模式下的地杂波抑制研究,提出利用雷达回波信号的和差波束方法加以抑制。首先建立地心坐标系下飞机位置和气象与地杂波空间模型,然后通过机载气象雷达发射脉冲信号,利用气象雷达方程计算波束扫描范围内的气象目标和地杂波的回波功率信息。根据气象与地杂波所处雷达波束中心位置和角度不同的特性,利用和差波束方法抑制地杂波,同时气象信息不会有太大损耗。经过仿真数据验证,该方法能够有效地剔除地杂波,保留气象信息。     

机载L波段雷达海杂波幅度分布特性分析

机载雷达主要在海杂波背景下探测舰船目标，探测性能受海杂波影响大，海杂波分布特性直接影响检测器设计和系统探测性能.本文对L波段机载雷达回波特性、海杂波分布特性进行了理论分析建模，从目标检测的角度提出了海杂波预处理流程，并采用拟合的方法，基于实测数据对Rayleigh分布、Lognormal分布、复合K分布、Weibull分布等四种典型的杂波分布进行了验证，所用5级高海情和3级低海情数据样本分析表明，四种分布中Lognormal分布显著占优.上述方法与结论可用于辅助雷达最优检测器设计，具备较高的工程应用价值.     

基于LRMO及MCA的机载雷达风电场杂波抑制方法

风力发电迅速发展,风电场杂波使机载雷达产生大量虚假目标,导致机载雷达出现检测概率下降、虚警概率上升等问题。因此,研究机载雷达风电场杂波抑制方法对于提升机载雷达工作性能具有十分重要的意义。考虑到机载雷达风电场杂波先验信息无法实时获取、难以估计且机载雷达回波频谱更加复杂等特殊问题,本文基于低秩矩阵优化（LRMO）算法根据风电场杂波与目标微动特征随时间的不同变化特性,实现目标与风电场杂波处于不同距离单元的风电场杂波抑制。目标与风电场杂波处于同一距离单元时,考虑到LRMO算法存在的局限性,依据风电场杂波与目标的不同稀疏特性,利用形态成分分析（MCA）算法进行补充抑制风电场杂波。实验结果验证了所提方法的有效性。      

利用发射自由度提高机载相控阵雷达检测性能的方法

机载相控阵预警雷达由于载机运动,收到的杂波信号呈现二维分布特性。针对地杂波二维耦合特性,文中提出一种利用发射自由度预白化杂波的方法,可以有效提高机载相控阵雷达的检测目标性能。该方法利用了二进制伪随机序列的自相关特性,通过在不同脉冲之间使用不同的发射权值,将来源于发射方向图副瓣的地杂波白化到噪声空间,进而提升了机载雷达的动目标检测性能。通过数值仿真实验,证明该方法能够预白化地杂波,有效提升了雷达检测目标的信杂噪比。     

基于统计模型的杂波仿真

准确而有效地模拟雷达杂波信号,对于机载PD雷达的目标检测具有重要意义。提出一种基于统计模型的ZMNL法对杂波仿真,阐述了该方法的思路和实现步骤,给出实现模型和仿真结果。计算机仿真的结果证明,用该方法来描述雷达杂波的＂长拖尾＂是合理的,为机载PD雷达检测提供了依据。     

基于卷积神经网络的天基预警雷达杂波抑制方法

利用天基预警雷达实现动目标指示具有重要的军事应用价值。对于天基预警雷达,其平台高速运动及受地球自转影响导致杂波复杂非平稳性,更大的波束照射区域带来更严重的杂波非均匀性,从而导致适用于机载预警雷达的传统空时自适应处理(STAP)方法无法直接应用。针对上述问题,该文分析了天基预警雷达杂波分布特性,并构建了基于卷积神经网络(CNN)超分辨谱估计的STAP处理框架。首先,利用雷达系统和卫星轨道参数,仿真随机生成不同纬度、距离门、阵元误差、杂波起伏和地貌散射系数的回波数据集;然后,设计并调优了含5个权重层的二维CNN,实现由小样本所估低分辨杂波谱到高分辨谱的非线性映射;最后,基于高分辨空时谱构造空时滤波器实现杂波抑制和目标检测。仿真实验验证所提方法在小样本条件下可实现次最优杂波抑制性能,同时所需在线运算量远低于现有稀疏超分辨类方法,因此适用于天基预警雷达实际应用。      

改进的小波零树压缩算法对雷达杂波特性的影响

为了有效地掌握有损压缩后雷达杂波的特性,采用一种针对雷达原始数据特点改进的小波零树压缩方法,对仿真的雷达杂波数据进行压缩,分析比较了压缩前后杂波的幅度分布及其功率谱的变化情况,从而为在不同压缩损失条件下雷达杂波背景中的信号检测提供了有益的参考。     

低掠射微波雷达的海杂波多方位幅度特性分析

雷达处于低掠射角探测时,干涉、衍射以及遮挡等效应导致电磁波与海面的相互作用更加复杂,海杂波的非均匀、非高斯、非线性特性明显,使得海杂波建模难度大,同时,雷达海杂波在多方位下的特性是否存在差异也是一个问题,进一步增大了低掠射条件下海杂波的认知难度。为了提高海杂波的建模精度和多方位特性的认知,亟需开展低掠射雷达海杂波的多方位幅度特性分析。本文利用低掠射机载雷达数据,围绕雷达的低掠射和多方位两个特点,开展了多方位海杂波的幅度特性差异分析,在此基础上,利用多个海杂波模型对低掠射、多方位下的海杂波进行拟合优度分析。实现了低掠射角条件下海杂波的多方位特性差异认知,包括不同方位下的带宽、功率和最优海杂波模型。实验结果表明,雷达前视状态带宽最窄,侧视最宽;右侧视时的海杂波功率大于左侧视,且正侧视时最大;对于多方位下的最优海杂波拟合,雷达前视时推荐G0分布,而侧视模式下,海杂波更接近K和GΓD分布。      

Statistical and spatial properties of forest clutter measured withpolarimetric synthetic aperture radar (SAR)

The purpose of this study was to assess the characteristics of the polarimetric radar clutter collected over various types of vegetation, and to evaluate the potential utility of various measures for classifying vegetated terrain. It utilized airborne radar data collected in October 1988 of pure and mixed stands of jack pine and aspen located in central Minnesota, and data collected in August 1989 of forested areas surrounding Durham, NC. The measured parameters are the polarimetric signature, a statistical distribution shape parameter, and the texture autocorrelation function. A method is presented for calculating the texture autocorrelation from single-look complex SAR imagery. Comparison of parameters from different clutter types at a variety of frequency, polarization, and incidence angle combinations showed that different terrain types exhibit unique polarimetric, statistical, and spatial properties     

机载MIMO雷达杂波特征结构的空时自回归算法

非均匀环境下,机载MIMO雷达杂波不再满足独立同分布(independent identically distributed, IID)条件,由于没有足够多的IID样本来估计杂波协方差矩阵,从而导致传统的STAP方法性能急剧下降。本文研究了非均匀环境下机载MIMO雷达的杂波抑制问题,将空时自回归算法(Space time autoaggressive , STAR)引入机载MIMO雷达,降低训练样本数目,减小运算量。针对STAR算法中参数确定复杂、易受训练样本数目不足影响的缺点,提出了一种基于杂波特征结构的模型参数确定方法,仿真结果表明,该方法能在极小训练样本条件下,有效确定模型参数,实现杂波抑制,适用于非均匀杂波环境。      

机载雷达杂波特性及工程中的目标检测技术

针对机载雷达地杂波谱的分布特性,讨论了机载PD和相控阵两种体制雷达的工程可实现的地面目标检测方法,重点研究了空时二维处理技术在机载相控阵雷达杂波抑制中的应用,仿真结果证明3DT-SAP方法能有效改善杂波抑制性能,具有良好的工程应用价值.     

空基双基地雷达地杂波建模及特性分析

在充分考虑双基地工作和机载工作特点的条件下 ,首先建立空基双基地雷达地杂波的等椭圆几何关系模型 ,然后计算分析了空基双基地雷达的地面反射率 ,最后提出一种通用的空基双基地雷达地杂波模型。在该模型的基础上分析了空基双基地雷达地杂波特性 ,并仿真分析了不同几何配置和运动配置下空基双基地雷达地杂波的多普勒特性和地杂波脊特性 ,结果表明地杂波特性敏感于空基双基地雷达的几何和运动配置 ,合理的配置可以降低信号处理中地杂波的影响     

Study on Clutter Model and Characteristics of Airborne Radar with Parabolic Conformal Phased Array

The studies on clutter modeling and suppression of airborne radar with a parabolic conformal array are uncommon due to the complexity of this type of antenna array configuration. The correct understanding of clutter characteristics for airborne radar with a parabolic conformal antenna array is the prerequisite and foundation of optimal suppression of this type of clutter. This paper establishes the model of clutter echo of airborne parabolic conformal phased array radar and analyzes the structure characteristics and the distribution features of this type of clutter. The simulation results show that this type of clutter has the following characteristics: 1) The main lobe on the azimuth is seriously broadened, 2) the power spectrum presents strong heterogeneity, and 3) the freedom degrees are high. Based on the existing related clutter suppression methods, we verified the correctness of the constructed clutter model. This work has an important guidance to further study on clutter suppression methods in airborne parabolic conformal array radar.