一种基于顺序统计量的距离扩展目标检测器

该文提出一种高斯白噪声中的距离扩展目标检测器。实际目标的宽带雷达回波能量往往集中于若干距离单元中,基于这一事实,对检测窗内的回波数据按能量降序进行排列,然后顺序进行能量积累和检测,直到做出判决为止。文中详细推导了检测器的虚警概率,给出了设置检测门限的方法。最后通过Monte Carlo实验,利用两类特殊能量分布方式的距离像和一个实际目标的实测距离像,对比分析了该文提出的基于顺序统计量的距离扩展目标检测器相对于能量积累检测器的性能。对于回波能量集中于少数距离单元的距离像,该文提出的检测器比能量检测器具有更好的检测性能。

宽带和窄带雷达在噪声中的检测性能比较

宽带雷达相比于窄带雷达具有更高的距离分辨率,因此目标起伏较小。分析了宽带无起伏目标模型,宽带瑞利起伏目标模型和宽带莱斯起伏目标模型的宽带和窄带雷达的回波特性,并推导了它们在高斯白噪声中的检测概率。检测性能曲线表明,在高检测概率时,宽带雷达比窄带雷达具有更好的检测性能;但是随着雷达分辨率的提高,宽带雷达能量积累检测器的积累损失也增加,这个因素使得当雷达带宽增加到一定程度后宽带雷达相对于窄带雷达在检测方面的优势失去意义。

最大相关系数准则下的子带域宽带雷达杂波抑制与距离像增强

针对宽带雷达回波存在目标多普勒"色散"问题,该文提出了一种子带域宽带雷达杂波抑制与目标距离像增强的方法。过采样DFT调制滤波器组将宽带雷达回波分为若干子带,每个子带内的多普勒"色散"可以忽略,从而可以通过对相参回波序列的加权处理实现杂波抑制和目标回波的增强,然后将各子带的处理结果通过综合滤波器组重构得到增强的目标距离像。以重构距离像与参考距离像的Pearson相关系数最大为准则(MPCC),导出了最优权矢量;最优权矢量与目标距离像有关而无法实现,在高信噪比条件下对其简化得到可实现的最小方差无失真响应(MVDR)权矢量。理论分析和仿真实验证明了该文提出的方法在抑制杂波的同时可实现目标距离像的增强。

数字多频连续波雷达信号处理中的关键算法

数字多频连续波雷达设备简单,可同时得到多个目标的运动参数、俯仰角、方位角以及距离的精确测量值。本文详细讨论了多目标环境下数字多频连续波雷达信号处理中运动参数以及相位信息分离和估计的算法,并根据实时测距的要求提出了一种新的快速解距离模糊算法。

一种具有恒虚警性质的检测跟踪联合处理算法

该文提出一种具有恒虚警性质的检测跟踪联合处理算法。目的是在跟踪波门内平均虚警概率恒定的前提下,提升目标的平均检测概率和系统的跟踪性能。首先,该文结合跟踪器的反馈信息利用贝叶斯准则对传统的似然比检测器进行了修正,并给出了相应的判决表达式。而后,该文在给出了跟踪波门内平均检测概率和虚警概率的计算表达式。将其代入概率数据互联(PDA)算法互连概率的计算公式中,即可获取该算法的流程。最后,仿真实验验证了该算法的可行性和有效性。

一种针对目标三维跟踪的多基地雷达系统功率分配算法

针对实际应用中有效利用多基地雷达系统有限资源的需求,该文提出一种基于目标3维跟踪的功率分配方法。该方法首先推导了目标3维跟踪时均方根误差的贝叶斯克拉美罗下界,并将其作为代价函数进行功率分配。而后,该文用梯度投影算法对由此产生的非线性、凸优化问题进行了求解。仿真结果表明,相对于功率均匀分配的情况,该文提出的功率分配方法能明显提高目标的跟踪精度。

异步多基地雷达系统目标跟踪的功率分配算法

提出了一种针对异步多基地雷达系统目标跟踪的功率分配算法,目的是合理分配系统有限的功率资源,以提高目标的跟踪精度.引入了一种集中式融合框架下最优的异步目标跟踪算法,并推导了该算法目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗下界.将该下界作为代价函数进行功率分配,并用凸松弛方法结合梯度投影算法对此非凸优化问题进行了求解.仿真实验表明,相对于不进行功率分配的情况,笔者提出的功率分配方法能明显提高目标的跟踪精度.

复高斯白噪声背景下贝叶斯检测前跟踪的检测阈值设置方法

在Neyman-Pearson准则下,对于贝叶斯检测前跟踪算法,为了能够按照系统要求的虚警概率实时地设置检测阈值,该文在观测噪声为复高斯白噪声的情况下推导得到了检测阈值的近似闭式解。对于贝叶斯检测前跟踪算法,该文从似然比检测形式入手,推导了检测统计量的表达式,得到了系统虚警概率同检测阈值之间的关系,并在观测噪声为复高斯白噪声的情况下给出了检测阈值的近似闭式解。计算机仿真实验表明,利用该检测阈值的近似闭式解,可以按照系统要求的虚警概率实时地计算检测阈值,从而使得实际系统的虚警概率满足要求。

基于非线性机会约束规划的多基雷达系统稳健功率分配算法

现有多基雷达系统(MSRS)功率分配算法都假设目标的雷达散射截面(RCS)信息先验已知。针对上述问题,该文将目标的RCS建模为分布未知的随机变量,提出一种基于非线性机会约束规划(NCCP)的MSRS稳健功率分配算法,用于处理RCS参数的不确定性。该文首先推导了目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗界(BCRLB)。然后以最小化MSRS各个时刻发射功率为目标,在满足BCRLB不大于给定误差的概率超过某一置信水平的条件下建立了NCCP模型,并用条件风险价值(CVaR)松弛结合抽样平均近似(SAA)算法对此问题进行了求解。最后,仿真实验验证了算法的有效性和稳健性。

火控相控阵雷达的时间资源管理算法

对于火控相控阵雷达,可以灵活地调整波束的指向方向,从而调整雷达用于跟踪的时间资源。针对这样的特性,提出了一种雷达用于跟踪的时间资源的管理算法,以提升雷达最大可跟踪目标的数量。该文以概率密度函数来描述雷达对目标的跟踪误差,综合考虑了测距与测速精度对跟踪误差产生影响。而后,采用马尔可夫决策的方法,对雷达照射目标的驻留时间与重访时间间隔进行求解。仿真结果表明,对于雷达场景中的目标数量较大情况下,相对于传统的雷达时间资源管理方法,该文提出的方法在保证跟踪精度符合要求的前提下,能够有效提高雷达最大可跟踪目标的数量。

非均匀杂波MIMO雷达检测

本文针对非均匀杂波,利用球不变随机矢量(SIRV)建立了机载多输入多输出(MIMO)雷达杂波模型.基于杂波协方差矩阵不满秩,提出了一种用于估计归一化杂波协方差矩阵的修正渐近最大似然(MAML)算法及其广义似然比检测器,即修正渐近广义似然比检测器(MAGLRT).仿真试验结果表明,在非均匀的杂波下,MAGLRT较常规高斯模型检测器具有明显优势;与单输入多输出(SIMO)雷达相比,该MIMO雷达也显示出更优越的检测性能.

基于分布式两坐标雷达网络的目标三维跟踪算法

针对目前的航空管理和作战指挥系统的需求,该文提出一种基于分布式两坐标(2D)雷达网络的目标3维跟踪算法。首先,该文从集中式框架下融合中心的广义量测方程出发,推导了融合中心的更新方程。而后,将更新方程中的量测用各部雷达的局部跟踪信息来代替,并由此得出目标3维状态的估计。从推导过程可知,该文所提算法是量测扩维的集中式融合算法通过矩阵变换直接得到的,只是变换过程中对单雷达跟踪模型进行了近似,因此是次优的。最后,蒙特卡罗仿真实验表明,该算法收敛速度很快,且跟踪精度很高,可以满足实际需求。

基于单部两坐标雷达的目标三维定位算法

针对实际应用中目标三维定位的需求,提出了一种利用单部两坐标雷达估计目标三维空间位置的算法.该算法利用目标的动态模型,结合两坐标雷达关于目标多个时刻的测量信息,对目标三维空间的位置进行最大似然估计.还推导了目标三维定位误差的克拉美罗下限.计算机仿真实验验证了所提算法的有效性.扩展实验表明:回波信噪比越高,观测时间越长,目标与雷达的高度差越大,目标运动速度越快,定位精度越高.

基于环境动态感知的空时自适应处理

在非均匀环境中,缺乏独立同分布的训练样本会使空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)算法性能严重下降。针对这个问题,该文提出一种基于环境动态感知的空时自适应处理方法。该方法首先通过发射一组正交信号感知观测场景获取杂波信息;然后利用杂波信息结合平台参数及系统参数预测未来一段时间内杂波的协方差矩阵;最后将预测的协方差矩阵与样本协方差矩阵进行组合以构造空时滤波器。仿真结果表明,与传统的知识辅助类STAP算法相比,该方法在缺乏准确先验知识的情况下依然可以有效地抑制非均匀环境中的杂波。

单波束相控阵雷达的时间资源联合分配算法

在实际应用中,单波束相控阵雷达分时生成多个方向的波束,对多个目标进行照射并跟踪.针对该问题,笔者提出了一种时间资源与波束宽度联合管理算法,以节约雷达用于跟踪的时间资源.文中以概率密度函数描述雷达对目标的跟踪误差,综合考虑了雷达对目标的测距与测速精度的影响.采用最优化的方法,对雷达照射目标的驻留时间与波束宽度进行求解.仿真结果表明,相对于传统的自适应调整时间资源的方法,文中提出的方法在保证跟踪精度符合要求的条件下,能够有效地节约雷达用于跟踪的时间资源.

一种用于雷达资源管理的目标雷达截面积预测算法

在管理与优化雷达有限资源的应用中,目标的雷达截面积的起伏会对资源分配后的效果产生巨大的影响。针对该问题,该文提出一种对目标的雷达截面积进行预测的方法。该方法首先对回波进行处理以获取目标雷达截面积的测量值,进而通过概率密度转移的方法对目标在下一个时刻的雷达截面积进行预测。通过对来自3种飞机的雷达实测数据的计算,验证了该预测方法能够得到较为准确的预测值。最后,建立功率分配的优化方程,并通过仿真验证了对雷达截面积准确的预测能够提高功率分配后的测量精度。

目标存在状态变量的非齐次马尔可夫链模型

为了进一步改善贝叶斯检测前跟踪算法的检测性能,针对目标存在状态变量,提出了一种非齐次马尔可夫链模型.在提出的非齐次马尔可夫链模型中,目标存在状态变量的状态转移概率矩阵与当前时刻目标存在的后验概率有关,更加符合目标存在状态的转移.计算机仿真实验表明,相比于目标存在状态变量的齐次马尔可夫链模型,非齐次马尔可夫链模型能够进一步改善贝叶斯检测前跟踪算法的检测性能.

基于三维重构的空间目标进动参数估计方法

空间目标进动参数的估计在目标姿态确定、再入后落点预测和目标识别等方面具有重要意义.针对存在稳定散射中心的进动空间目标,提出了一种基于宽带雷达观测的进动参数估计方法.该方法的优点是无需利用目标形状信息,只利用3个以上非共面散射中心的一维距离历程就可以对空间目标进动参数进行估计.推导了进动目标的运动学模型,利用多散射中心径向距离历程的关联结果获得了目标的三维运动和三维成像结果,基于三维运动的欧式重构采用序列二次规划优化和非线性最小二乘循环迭代的方法估计目标的进动参数.最后,利用电磁仿真数据验证了算法的有效性.

基于联合稀疏恢复的宽带雷达动目标检测方法

针对宽带雷达目标回波存在越距离单元走动的问题,该文提出一种基于联合稀疏恢复的宽带雷达动目标检测方法。该方法先在频域对回波数据进行预白化处理,抑制杂波;然后在频率-慢时间域推导出目标信号的联合行稀疏表示,并通过联合稀疏恢复算法得到目标的频域估计;最后通过逆傅里叶变换得到目标的时域估计。仿真结果验证了该方法的有效性。

连续波雷达的多目标检测与参数估计

介绍了一种在现代靶场连续波测量雷达中采用的多目标信号检测与参数估计方法———解线性调频法。文中提出的“粗精运动补偿”解线性调频方法不仅具有较高的估计精度,而且易于工程实现。计算机仿真结果进一步验证了此方法的正确性。