Effects of soil moisture and water depth on ERS SAR backscatter measurements from an Alaskan wetland complex

We conducted a preliminary investigation of the response of ERS C-band SAR backscatter to variations in soil moisture and surface inundation in wetlands of interior Alaska. Data were collected from 5 wetlands over a three-week period in 2007. Results showed a positive correlation between backscatter and soil moisture in sites dominated by herbaceous vegetation cover (r = 0.74, p < 0.04). ERS SAR backscatter was negatively correlated to water depth in all open (non-forested) wetlands when water table levels were more than 6 cm above the wetland surface (r = − 0.82, p < 0.001). There was no relationship between backscatter and soil moisture in the forested (black spruce-dominated) wetland site. Our preliminary results show that ERS SAR data can be used to monitor variations in hydrologic conditions in high northern latitude wetlands (including peatlands), particularly sites with sparse tree cover.     

强干扰环境下高炉雷达信号机器学习算法

高炉料面属矿物-煤气-焦炭多元高温固体/熔体混杂共存的粗糙表面,其电磁反射特征包含非均匀和非平稳的气固混合介质的表层电磁回波信息、布料溜槽引起的周期性遮蔽效应、十字测温等装置引起的固定干扰,以及电磁辐射等环境因素引发的随机噪声.本文研究了复杂环境下调频连续波(FMCW)提取的料面信号,采用瞬时频率分析的希尔伯特-黄变换(HHT)方法代替传统快速傅里叶变换(FFT)方法.结合经验模态分解,将原始非平稳信号分解为若干个平稳的内在模式函数;并按照基于先验知识的决策树算法分类与学习,获得各类分量权值并加权突出真实物料的电磁信号;通过Hilbert变换得到原始信号的时频域特征,可以揭示流态化料面包含的丰富冶炼信息.同时该算法也有助于提高料面成像的帧准确率和稳定性,为钢铁行业节能减排提供可靠的数据支撑.     

A sparse direction-of-arrival estimation algorithm for MIMO radar in the presence of gain-phase errors

In this paper, the problem of direction-of-arrival (DOA) estimation for monostatic multiple-input multiple-output (MIMO) radar with gain-phase errors is addressed, by using a sparse DOA estimation algorithm with fourth-order cumulants (FOC) based error matrix estimation. Useful cumulants are designed and extracted to estimate the gain and the phase errors in the transmit array and the receive array, thus a reliable error matrix is obtained. Then the proposed algorithm reduces the gain-phase error matrix to a low dimensional one. Finally, with the updated gain-phase error matrix, the FOC-based reweighted sparse representation framework is introduced to achieve accurate DOA estimation. Thanks to the fourth-order cumulants based gain-phase error matrix estimation, and the reweighted sparse representation framework, the proposed algorithm performs well for both white and colored Gaussian noises, and provides higher angular resolution and better angle estimation performance than reduced-dimension MUSIC (RD-MUSIC), adaptive sparse representation (adaptive-SR) and ESPRIT-based algorithms. Simulation results verify the effectiveness and advantages of the proposed method.     

基于EMD和BP神经网络的雷达体征信号检测算法

随着城市生活中医疗、治安、反恐等方面的需求日益突出,非接触式雷达生命体征检测逐渐得到各方面的关注.文章提出一种基于EMD和神经网络的雷达生命体征信号检测算法.由于UWB雷达回波信号的非平稳非线性特性,利用EMD的空间时间尺度特性对信号进行分解,得到一系列的本征模态函数IMF,然后通过结合了免疫遗传算法IGA的BP神经网络对信号进行优化,获得心跳和呼吸信号.结果表明,文章提出的算法比直接用EMD分解重构的信号的准确性高,弥补了EMD分解的端点效应问题,具有广阔的应用前景和研究价值.     

利用QAR和DEM的机载气象雷达地杂波仿真方法

地杂波是降低机载气象雷达性能的一个关键因素。利用数字高程模型（Digital elevation model,DEM）精确计算不同地形的电磁散射时,本文提出了将经纬度变化量转换成距离变化量的方法,简化计算,并修正了俯角和擦地角计算。然后根据气象雷达方程建模地杂波,按照WXR-2100的实际参数设置雷达参数,结合快速存取记录器（Quick access recorder,QAR）反演的航班飞行参数,分别高保真地仿真了起飞和巡航两个阶段机载气象雷达不同工作模式下的杂波图,反映了实际的运行情况,最后建立了杂波图数据库。     

基于VXI总线的雷达装备测试网络体系构建研究

雷达装备的发展对测试系统提出了越来越高的要求。本文对綦于VXI总线的雷达装备测试网络系统进行了研究。介绍了基于VXI虚拟仪器技术的雷达自动测试系统的硬件构成,通过对雷达测试测试需求的分析,阐述雷达装备测试网络系统的组成方案,对基于网络化方式的测控系统软件进行了设计。本文设计的系统对于雷达的综合测试具有借鉴意义。     

脉冲多普勒雷达中补零FFT与折叠FFT的性能比较

脉冲多普勒雷达中相干脉冲数经常不是2的整数幂,当进行FFT时需要尾部补零或脉冲折叠。本文推导了补零FFT与折叠FFT的解析关系,发现抽取前者的偶数号频点得到后者;计算了两种FFT的跨越损失,因为上述抽取关系,折叠FFT的跨越损失更大。另外,在统计意义上补零FFT的虚警数是折叠FFT的2倍,为使两者的虚警数相同,要求补零FFT的检测门限高于折叠FFT的检测门限。计算发现,两个门限仅相差0.16～0.32dB。     

最小冗余MIMO雷达阵列设计

阵列天线的优化设计对降低系统成本、提高系统性能起着关键的作用。最小冗余阵因其能用较少的物理阵元形成较大的阵列孔径而备受关注,但是其阵元位置往往只能通过穷举法搜索得到,而穷举法的运算复杂度很高,因此不利于实际应用。针对这一不足,根据组合设计理论中的循环差集的基本原理,提出了一种基于循环差集的最小冗余MIMO雷达阵列设计算法。该算法利用最少的物理阵元能够得到更大的阵列孔径,并且能解析地求出发射阵元和接收阵元的位置,适用于任意大阵元数情形的阵列优化。仿真结果表明,该算法是一种有效的最小冗余MIMO雷达阵列优化算法。     

基于修正STAP的高速空中机动目标检测方法

空时自适应处理(Space-time adaptive processing,STAP)是一种有效的机载雷达运动目标检测方法.空中目标的高速运动会导致其回波产生严重的距离走动和多普勒模糊,并且目标作加速运动时还会导致其多普勒频率随时间变化(即多普勒走动).为了有效检测上述目标,本文提出了一种新方法,该方法在目标距离走动校正之前首先进行杂波抑制,避免了直接利用Keystone变换校正存在多普勒模糊的运动目标距离走动时影响杂波分布特性,进而降低STAP性能的问题;对距离走动校正后的数据进行修正STAP,估计出目标的加速度,并根据估计值对多普勒走动项进行补偿;最后进行常规空时二维波束形成来实现目标能量积累.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于可靠性的机动雷达升降机构优化设计

可靠性设计与优化设计在机械设计领域产生巨大的作用,但单方面进行可靠性设计或优化设计,都无法发挥各自的全部潜力.针对这一问题,将二者进行有机结合,开展机械产品的可靠性优化设计成为必然.案例中,以某型机动雷达的升降机构为研究对象,基于Adams对其进行参数化建模,在此基础上,对其开展可靠性优化设计.通过与传统优化设计的对比分析,显示该方法的优越性.