动目标雷达的模拟相干补偿理论

提出的ＭＴＩ雷达模拟相干补偿理论，是以声表面波存贮相关卷积器作为中央处理单元，将每一周期的发射脉冲与其回波做复共轭相关处理，并做幅度归一化，因而消除或减小由于发射系统不稳定对改善因子的限制，从而使老式ＭＴＩ雷达的性能达到或接近全相参雷达的水平．这是一种新型接收相参体制，可用于老雷达的改造与新雷达的设计．

动目标雷达信号的模拟(续)

1.3 普通警戒雷达的方法测量精度低,天线方位波末较宽(一般在10°～20°);而动目标雷达特别是引导雷达和目标指示雷达,要求的方位测量精度,高方位波束较窄(一般在5°内)。因此,在模拟方法波束时,要求方位波束模拟曲线有很好地连续性。

动目标检测雷达数字信号处理机内建自测试研究

提出了一种动目标检测雷达数字信号处理机内建自测试方法。该方法介于系统级和板级之间，集系统调试、在线测试和离线测试于一体，设计简单，易于实现。论证了处理机各个关键模块的具体测试方法。针对其中的“数据存储重排”模块和“ Ｆ Ｆ Ｔ 与求模”模块，计算了故障覆盖率。

雷达动目标短时稀疏分数阶傅里叶变换域检测方法

复杂背景下的动目标检测技术是雷达目标探测的关键技术和难点之一,亟需发展和研究高时频分辨率、大数据量高效以及适用于多分量信号分析的方法和手段.该文结合经典时频分析技术和高分辨稀疏域信号处理的优势,提出短时稀疏分数阶傅里叶变换(ST-SFRFT)并用于雷达动目标检测和参数估计,实现时变信号高分辨时频表示的同时,改善SCR,提高复杂环境下雷达动目标检测的性能.实测对海雷达数据验证表明,所提方法在抗杂波以及参数估计精度等方面较经典时频动目标检测方法有明显优势.

用于微波雷达动目标检测的回波模拟器的设计与实现

文章介绍了一种用于雷达动目标检测的回波模拟器的设计与实现,以FPGA和DDS器件为硬件核心、软硬件相结合的方式,设计了回波模拟器系统,可靠有效地完成了微波雷达的静态、动态实验室调试和测试。该回波模拟器能够满足对雷达运动目标进行回波模拟的要求,降低了系统调试成本,减小了外场实验难度。

基于3D-OMP算法的SAR动目标成像方法

针对稀疏场景下的SAR动目标成像问题展开研究,提出一种基于三维正交匹配追踪(3D-OMP)算法的稀疏成像方法。首先对成像区域进行网格划分,然后以运动目标的二维速度作为动态参数构建三维稀疏字典矩阵,即参数化稀疏表征。在算法迭代过程中,通过计算回波数据矩阵与三维稀疏字典矩阵各层之间的相关度筛选出信号的支撑集。最后利用最小二乘准则,计算出支撑集下目标场景的稀疏表征系数。该3DOMP算法是经典OMP算法的改进与拓展,因此继承了OMP算法计算复杂度低、信号稀疏特征增强明显的优势,同时具备了重构SAR动目标图像的能力。仿真实验结果验证了该SAR动目标成像方法的有效性。

一种全数字雷达动目标接收系统的设计与实现

传统的雷达动目标接收机由模拟式的相参电路组成 ,由于受模拟电路工作不稳定的影响 ,大大限制了系统整机性能 ,如系统改善因子和SCV性能的提高。设计了一种新的全数字雷达动目标接收系统的方案 ,有效地消除或减小了模拟实现时各种因素对系统性能的影响 ,较其它高性能的雷达数字信号处理系统具有结构简单、成本低的明显优点。还讨论了具体实现时的几个重要问题 。

雷达动目标模拟器的研制

雷达动目标模拟器系统完成后 ,不但可为经维修或刚生产的机载雷达提供一个测试基地 ,并可为未来机载雷达的定型与生产提供一个精确的测试依据 .从工程角度阐述了雷达动目标模拟器的一种实现方法 ,该模拟器的实现可方便对雷达的测量 ,提高测量精度 .

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。

雷达动目标变换域相参积累检测及性能分析

从雷达动目标信号变换实现相参积累的角度出发,选取4种典型的相参积累方法:短时傅里叶变换(STFT)、维格纳-威利分布(WVD)、平滑伪维格纳-威利分布(SPWVD)及分数阶傅里叶变换(FRFT),并将其应用于雷达动目标检测。重点研究了采样频率、脉冲数、输入信噪比(SNR)对相参积累性能以及动目标检测性能的影响。结果表明,FRFT运算速度相对较慢但适用范围最广,尤其在处理噪声背景较强的信号时,能够有效抑制噪声,且参数估计精确度较高,具有良好的时频聚集性,为雷达相参积累检测的工程化应用提供理论支撑。

雷达动目标短时稀疏分数阶表示域探测方法

机动目标检测和精细化运动状态估计始终是雷达信号处理的热点和难点问题,基于时频分布的动目标检测方法难以同时获得高时频分辨率,且参数估计精度受搜索步长的限制。稀疏时频分布技术结合了经典时频分析技术和高分辨稀疏域信号处理的优势,是传统变换域处理技术的扩展。构建了短时稀疏分数阶表示域信号处理框架,并在此基础上,提出了两种雷达机动目标检测和估计方法,即短时稀疏分数阶变换和短时稀疏分数阶模糊函数,实现了时变信号的时间-稀疏变换域高分辨表示。对海雷达目标探测试验验证表明,所提方法适用于复杂背景下雷达机动目标的探测,并能获得目标运动状态的精细估计。

基于实测数据的雷达动目标多变换域积累仿真

针对传统的相参积累方法对匀加速目标能量积累效果不理想的缺点,选取4种典型的相参积累方法进行仿真,研究不同变换积累方法对匀加速目标线性调频信号积累的特点,并通过实测S波段对海观测雷达数据比较脉冲数对不同时频分析方法能量积累的差异。结果表明:4种变化中分数阶Fourier变换(FRFT)的相参积累性能最好,能够有效抑制噪声,估计加速度,具有良好的时频聚集性,并且在一定范围内随处理脉冲数的增加,相参积累性能进一步提高。

基于运动调制的SAR-GMTI余弦调相间歇采样假目标干扰

为解决对SAR-GMTI系统的多运动目标逼真欺骗问题,提出一种干扰新方法。该方法先对截获的信号进行运动调制和余弦调相,并对其间歇采样后转发出去。干扰信号经SAR成像处理后可形成网状分布的逼真运动假目标干扰效果,经GMTI处理后假目标受多通道的抑制和对消的影响会出现增强区和削弱区,但不会被对消。仿真实验证明了该方法用于欺骗SAR-GMTI系统的正确性和有效性。

基于贪婪-快速阈值迭代的SAR地面动目标稀疏表征算法

合成孔径雷达地面动目标成像(Synthetic Aperture Radar Ground Moving Target Imaging,SAR-GMTIm)技术通过在静止场景的SAR图像中检测运动目标响应,实现针对运动目标的重聚焦成像。通常情况下,地面运动目标回波响应相对于静止场景的回波(即杂波)具有较强的稀疏性,增强SAR-GMTIm成像结果的稀疏特征有利于目标分类和识别。现有的一阶算法如阈值迭代算法(Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,ISTA)及其改进方法,快速阈值迭代算法(Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,FISTA)都可用于SAR-GMTIm稀疏特征增强,但都存在运算效率偏低,收敛速度较慢的问题。针对以上问题,本文提出了一种贪婪-快速阈值迭代算法(Greedy Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,Greedy FISTA)用于SAR-GMTIm稀疏特征恢复。该算法基于重启动框架对FISTA进行改进,缩短了算法重启间隔和振荡周期,拥有比FISTA更快的收敛速度。本文利用Greedy FISTA针对SAR-GMTIm的仿真复数据以及美国空军实验室的Gotcha实测雷达数据进行成像实验,并对比Greedy FISTA和FISTA、ISTA在SAR动目标成像中达到同等精度所需的迭代次数,再结合相变热力图分析法对比三种算法的恢复性能。实验结果表明Greedy FISTA应用于SAR-GMTIm系统具有良好的成像效果,且在收敛速度和稀疏信号恢复方面相较传统阈值迭代算法及快速阈值迭代算法有明显优势。

基于Alpha稳定分布的地面动目标检测技术

多通道SAR/GMTI系统通过空时自适应处理(STAP)抑制杂波,可以有效降低系统的最小可检测速度(MDV),但在复杂探测环境中,杂波背景不再服从高斯分布,导致传统SAR-STAP方案在地面动目标指示应用中性能明显下降。针对这种情况,提出一种新的基于Alpha稳定分布杂波模型的动目标检测方案,该方案引入Alpha稳定分布代替高斯分布以建立非高斯杂波模型,在此基础上采用基于最小分数低阶矩无畸变准则的新型算法进行杂波抑制处理。通过仿真及实测数据对算法性能进行了验证,结果表明,该算法在非高斯杂波环境中性能明显优于原有算法。

基于运动调制的SAR-GMTI间歇采样遮蔽干扰方法

该文提出一种对SAR-GMTI的遮蔽干扰方法。该方法将截获的SAR信号进行间歇采样并对其运动调制后转发出去,利用运动调制效应在方位向上产生展宽和间歇采样转发在距离向上产生周期延拓的多假目标,二者结合形成灵巧遮蔽干扰效果,且干扰经多通道对消后无法被对消。此干扰独特之处在于能够将干扰能量仅出现在需要遮盖的运动目标上,从而更有效地利用了干扰能量。以三通道干涉对消为例着重分析了该方法对多通道GMTI的干扰原理。仿真实验证明了此干扰方法的正确性和有效性。

对SAR-GMTI的运动调制-步进移频复合干扰

提出一种对SAR-GMTI的干扰新方法:运动调制-步进移频复合干扰。该方法将干扰信号载频在脉间步进递增或递减变化,同时进行运动附加相位调制,可在SAR成像中形成区域遮蔽干扰效果,然后以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道GMTI的对抗性能。该方法的优点有两个:一是遮蔽区域大小和位置均可以通过改变干扰参数进行控制;二是干扰信号与SAR的距离和方位向滤波器是部分匹配的,因此所需的干扰功率比较小。仿真实验验证了此方法对SAR成像和SAR-GMTI成像均具有不错的干扰效果。

多源置信综合的雷达与ESM协同跟踪方法

跟踪空间邻近目标时,仅依靠运动学信息不足以实现可靠的数据关联,而基于动目标指示器(Moving Target Indicator,MTI)雷达和电子支援措施(Electronic Support Measurement,ESM)的多源异类传感器数据融合可以通过提升数据关联性能达到改善跟踪性能的目的。通过构建基于五种成比例再分配规则(Five Proportional Conflict Redistribution Rules,PCR5)置信度量的数据关联策略,将目标运动学信息和属性信息结合做多特征推理,解决异类传感器数据的不确定性和不一致性;利用Dempster-Shafer(DS)证据理论方法进行属性融合更新,完成属性信息在时间序列上的相干积累,实现空间邻近目标的可靠跟踪。该方法从数据关联和状态估计两方面联合进行改进,通过引入属性信息提升数据关联的正确性,从而提升跟踪性能,实现多源异类信息下的协同跟踪。仿真表明,相比于仅雷达跟踪、雷达和ESM序惯跟踪等方案,该方法可有效提升跟踪精度和关联性能。

箔条云频谱展宽对雷达MTI功能的影响

从动目标显示 (MTI)雷达的基本原理出发 ,研究了杂波频谱对雷达目标检测的影响 ;以箔条云对抗“爱国者”雷达为例对MTI改善系数进行了数值计算 ,表明箔条云的频谱展宽一般只能对抗采用一次对消的MTI雷达 。

基于运动干扰站的SAR-GMTI虚假场景干扰快速算法

传统的SAR虚假场景干扰不具备运动目标的运动特性,难以对SAR-GMTI系统实施有效干扰,因此提出一种基于运动干扰站的SAR-GMTI虚假场景干扰快速算法。通过对传统算法的合理简化提出矩阵运算形式的SAR虚假场景干扰快速算法,结合运动干扰站产生具有运动特性的虚假场景,解决了传统虚假场景干扰实时性差的问题,对SAR和SAR-GMTI均能够形成逼真的虚假场景干扰效果,可同时保护地面运动目标和静止目标。以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道SAR-GMTI的干扰性能,理论分析和仿真实验证明了干扰方法的可行性和有效性。