Overview of radar detection methods for low altitude targets in marine environments

In this paper,a comprehensive overview of radar detection methods for low-altitude targets in maritime environments is presented,focusing on the challenges posed by sea clutter and multipath scattering.The performance of the radar detection methods under sea clutter,multipath,and combined conditions is categorized and summarized,and future research directions are outlined to enhance radar detection performance for low-altitude targets in maritime environments.

基于随机共振的水下目标微弱回波信号增强检测

针对低信噪比下主动声呐探测水下目标的微弱回波信号检测难题,本文提出了一种基于随机共振的微弱回波信号增强检测方法。该方法通过建立频移变尺度随机共振系统,与输入高频微弱回波信号、随机噪声相匹配,实现微弱回波信号的共振增强;进而利用乘积谱与谱峭度构建目标回波亮点增强检测指标,有效提升微弱回波亮点的能量集中程度,抑制杂波及虚假成分干扰。仿真结果表明:在低信噪比下,随机共振系统输出信噪比增益可达5 dB以上,微弱目标回波亮点检测结果更加直观便捷,杂波干扰得到大幅抑制。海试数据处理结果进一步验证了所提方法的有效性和可靠性。

强杂波背景下FMCW雷达低小慢目标探测研究

强杂波背景下的雷达回波处理一直是雷达信号处理的难点和重要工作。对调频连续波雷达信号处理进行了详细分析,完成了中频采样、数字下变频、FFT处理、MTI/AMTI处理、反异步处理、CFAR和杂波图处理原理框图设计。通过对强杂波背景下FMCW雷达低小慢目标的探测能力分析,提升了强杂波背景下对近距离小木船及海面漂浮的浮筒等低小慢目标的探测能力。为复杂海洋环境下FMCW雷达低小慢目标探测提供了一种新方法。

海杂波对机载雷达探测影响研究

针对海战场环境下机载雷达探测海面目标受海杂波干扰的问题,文中提出一种定量分析海杂波影响效应的方法。首先对海杂波等效RCS进行建模计算,建立杂波散射系数与海情级别、擦地角、雷达波长的关系,给出杂波区域的计算方法;然后对机载雷达探测的综合信噪比进行推导,分析雷达检测概率与测量误差、综合信噪比的定量关系。在此基础上,对不同条件下的散射系数、综合信噪比、探测概率和测量误差等进行仿真,给出各指标随海情级别和擦地角的定量变化情况。所研究内容可为机载雷达的抗杂波设计和载机的任务规划提供理论支撑。

基于杂波白化处理的海面低速弱目标检测

为了检测平稳海杂波中的低速弱目标 ,本文引入杂波白化处理模块取代雷达常用的MTI滤波器和多普勒滤波器组。理论分析与基于真实和海杂波数据的仿真试验结果均表明本文方法对海面低速弱目标的检测具有独特的效果。

基于LGF的海杂波中微弱目标检测方法

该文主要研究了海杂波的模糊分形特性以及模糊分形理论在海杂波微弱目标检测中的应用。模糊分形理论是在融合了模糊理论与分形理论的基础上提出来的,其两个重要概念是局部模糊分形维数与局部分形度。海杂波序列的分形程度可以构造为一种模糊属性,即模糊集,其具有良好的模糊理论中定义的"度"的概念,且对海杂波与目标具有良好的区分能力。局部模糊分形维数与局部分形度是针对短时海杂波序列进行处理的,对长时间海杂波序列进行处理可以滑动处理单元实现。经X波段实测海杂波数据验证,该文所提方法具有良好的微弱目标检测能力。

国外潜望镜探测雷达发展与思考

介绍了国外潜望镜探测雷达的现状、发展历程及其代表型号等,分析了潜望镜低可观测威胁目标及潜望镜探测雷达的特点。并且,根据对国外潜望镜探测雷达的分析,结合潜望镜目标的特点,给出了潜望镜等海面低可观测威胁目标探测上的一些思考。

非高斯相关杂波背景下雷达目标检测方法研究

在非高斯相关杂波背景下,基于MTD(Moving Target Detection)的雷达目标检测性能严重下降。针对该问题,根据Alpha稳定分布杂波模型、分数低阶统计量理论,以输出信杂比最大为准则,提出了一种适用于非高斯相关杂波背景的雷达目标检测方法。该方法通过分解信号分数低阶协方差矩阵,计算等效杂波分数低阶协方差矩阵特征向量,得到最佳滤波器系数。通过仿真和实测数据,对所提出方法的检测性能进行了验证,并且与基于MTD的检测方法进行了比较,结果表明,在非高斯相关杂波背景下,所提方法的检测性能明显优于传统的MTD。

一种海杂波背景下雷达信号检测方法的研究

结合相位编码信号和步进频率信号各自的特点,提出了一种脉内相位编码-脉间步进频率的组合调制低截获概率雷达信号(PCSF)。针对海杂波的统计特性,提出了一种可实现的K分布海杂波模型下的距离扩展目标检测器并进行了仿真分析。研究结果表明,在同一信杂比条件下,提出的脉内二相编码-脉间步进频率组合调制信号较单独的相位编码信号和步进频率信号的目标检测性能有较大的改善。

频率步进雷达及其在小目标检测中的应用

在强杂波环境下检测一类重要小目标(如巡航导弹,反舰掠海导弹,隐身飞机)是现代雷达面临的一个最具有挑战性的课题。频率步进雷达,由于其高距离分辨能力及独特的波形和处理,正在用来解决强杂波中小目标的检测问题。文中首先介绍了频率步进宽带高距离分辨雷达的原理和技术,然后讨论了应用频率步进雷达解决强杂波中运动小目标的无杂波区检测和无折叠杂波检测问题。

频控阵雷达空距频聚焦信号处理方法

针对复杂环境下对低可观测运动目标探测的迫切需求,该文在系统回顾近几年频控阵雷达国内外发展现状、频控阵雷达阵列结构设计及波束形成、距离和角度的联合估计等技术的基础上,提出了基于空距频聚焦的频控阵雷达信号新方法。充分利用频控阵雷达提供的发射波形自由度、阵元位置自由度、波束方位与距离相关性以及凝视观测的特点,即在空间(角度)、距离和频率(多普勒)的灵活自由度和能量集性,实现空-距-频聚焦和联合参数估计。仿真分析表明该方法具有提高复杂环境下雷达微弱动目标检测和参数估计的潜力,在杂波和干扰抑制、动目标精细化处理等方面有广阔的应用前景。

Radon变换的雷达低慢小目标检测方法

近年来,由于军民领域应用需求的爆发增长,以无人机和轻型直升机等为代表的低空慢速小目标得到了迅猛发展。与此同时,由于此类目标具有"飞行高度低、飞行速度慢以及散射截面积小"等特点,目标回波常常淹没于强地/海杂波中且在频域与慢速杂波混叠严重,致使基于频域滤波的传统检测技术难以对其有效探测,这为防空预警雷达带来了新的严峻挑战。首先在综合考虑了多路径干涉、大气衰减以及系统损耗等因素的情况下,构建了雷达"低慢小"目标回波模型,然后在通过Kalmus滤波器进行强杂波抑制的基础上,对长时间观测下的多帧雷达回波数据所合成的距离-慢时间像进行慢时间域降维平滑处理,最后结合Radon变换,在变换后的参数域通过设置门限完成目标检测,实验仿真结果表明了该方法的有效性。

基于分数低阶归一化匹配滤波的目标检测方法

在非高斯相关杂波背景下,基于归一化匹配滤波检测方法的性能随着非高斯特性增强而下降.为消除非高斯性的影响,提出一种基于分数低阶归一化匹配滤波的雷达目标检测方法.首先对观测数据进行分数低阶幂运算处理,然后基于杂波分数低阶统计量给出了检测模型,该模型的杂波散斑分量协方差矩阵通过对杂波分数低阶协方差矩阵进行归一化而得到.仿真结果表明,在非高斯杂波背景下该方法的检测性能优于归一化匹配滤波方法及传统MTD方法.

强海杂波下PM波形和LFM波形的性能评价方法

在应用调相(PM)波形设计对强海杂波环境下海面低速运动小目标检测过程中,存在性能改善与系统资源消耗的矛盾,提出了PM信号和LFM信号的性能评价因子,并给出了该因子的计算方法。根据该性能评价因子,可以设置一个PM信号使用的门限值,进而利用LFM信号替换部分PM信号,从而避免了大量不必要的PM信号设计过程,更好地保证了PM信号设计对目标检测性能改善和系统资源消耗的平衡,在保证检测性能基本不变的前提下节省大量的系统资源。

基于雷达检测低速目标的信号处理

通过对雷达信号处理系统的研究,对雷达在杂波环境下的低速目标检测能力进行了分析,提出了基于杂波频移补偿、MTI滤波及CFAR的信号处理思路,为针对进一步提出改善其目标检测能力的方法奠定了基础。

低RCS目标检测的制导雷达波形优化方法

提出了一种基于局部最大势-相对熵(LMP-KLD)的制导雷达波形设计方法.该方法基于低雷达散射截面积(RCS)目标特性和压制干扰等条件,构建了局部最大势(LMP)检测器,推导了影响检测器性能的偏移系数,从相对熵(KLD)的角度分析了偏移系数,建立偏移系数与KLD间的关系模型,然后利用极值点法在频域分配信号能量并确定发射信号频域表达式.仿真实验结果表明:当虚警概率为1×10-3时,通过波形优化算法设计的波形获得的检测概率比传统方法设计的波形提高了0.38.

基于流形变换的信息几何雷达目标检测方法

基于信息几何的目标检测方法为解决雷达目标检测问题提供了新的技术途径。该文以矩阵信息几何理论为基础,考虑复杂非均匀环境下,回波信杂比低,目标与杂波在矩阵流形上区分性差,导致传统信息几何检测器性能受限的问题,提出一种基于流形变换的信息几何检测器。具体地,该文建立了流形到流形映射变换,并提出待检测单元与杂波中心的几何距离联合优化方法,从而增强变换后流形上目标与杂波的区分性。通过仿真和实测数据验证,所提方法具有较好检测性能。基于仿真数据实验,当信杂比高于1 dB时,所提方法的检测概率可以达到60%以上,同时,实测数据验证结果表明,当检测概率达到80%时,相较于传统信息几何检测器,该文所提检测器能够提升检测信杂比为3~6 dB。

基于WOA-VMD的低慢小目标杂波抑制

以无人机为代表的低慢小(Low,Slow and Small Targets,LSS)目标的检测在雷达探测中因杂波干扰而面临巨大挑战。为了解决低慢小目标杂波抑制问题,本文提出了一种将鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)与变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)相结合的方法,该算法用WOA优化VMD的分解参数,以实现最佳的模态分离效果,有效分离出目标信号与杂波信号。实验结果表明,WOA-VMD方法在复杂环境下能够显著提升低慢小目标的检测概率,计算简单且误差较小,可以对多个目标以及不同多普勒频率大小的目标进行处理,优于传统的杂波抑制方法。