基于截获因子评价的双基地面动目标指示LPI探测设计

电子战装备的无源探测对作战飞机的生存构成严重威胁。地面动目标指示作为机载雷达的重要功能,亟需提升其抗截获能力。结合双基雷达低截获特征,提出了基于截获因子评价的双基机载雷达地面动目标指示低截获探测设计方法。针对双基机载雷达地面动目标指示,简要分析了距离分辨率、最小可检测速度,推导了截获因子表达式,在满足探测性能前提下,设计了基于截获因子评价的低截获探测方法。仿真结果表明,所提出的方法能明显提升机载火控雷达地面动目标指示功能的抗截获性能。

基于多通道SAR系统的ATI-RPCA地面动目标指示方法

针对强杂波背景下的多通道合成孔径雷达(multi-channel synthetic aperture radar,MC-SAR)系统,结合沿航迹干涉(along-track interferometry,ATI)方法和稳健的主成分分析(robust principal component analysis,RPCA)方法,提出一种ATI-RPCA的地面动目标指示方法。与传统的ATI方法相比,该方法可以提供更稳健的性能,但增加了一定的计算复杂度;与经典的RPCA算法相比,该方法可以降低虚警概率(probability of false alarm,PFA)并降低运算复杂度。总体而言,所提方法提供了较为稳健快速的目标检测性能,最后通过将所提方法应用到实测三通道SAR数据中,得到的结果与本文的理论分析一致。

一种改进的三通道SAR地面运动目标指示方法

经典的多通道杂波抑制干涉(CSI)技术的动目标检测和参数估计性能随动目标运动速度的增大而降低,且无法检测沿航迹方向运动的目标。针对该问题,文中结合分数阶傅立叶变换(FrFT)和CSI技术,给出一种改进的地面运动目标指示方法。从空间几何模型和回波信号模型入手,详细推导动目标聚焦和参数估计的原理,并分析沿航迹方向运动目标的检测方法。最后通过计算机仿真,验证了算法的有效性。

基于CSI-MD的地面动目标聚焦成像技术

对于合成孔径雷达(SAR)图像,地面静止场景中同时存在运动目标;由于其运动参数未知,动目标在SAR图像上呈现方位向偏移和散焦;而在高分辨条件下,运动目标更可能会存在跨距离单元徙动现象,从而影响运动目标的聚焦成像。文中结合多通道合成孔径雷达-地面动目标显示技术,提出了基于杂波抑制干涉(CSI)和子视图相关法(MD)的动目标聚焦成像技术。该方法结合多通道SAR图像信息,在CSI抑制杂波后进行动目标检测,根据动目标散焦范围挑出包含动目标的区域;然后,用MD算法估计动目标所在距离单元的方位调频率,重新设计方位匹配滤波函数,对该区域内散焦的运动目标聚焦成像。仿真数据和实测数据的处理结果均证明了该方法能较好地实现动目标的聚焦成像。

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。

对SAR的虚假动目标干扰技术研究

提出了一种合成孔径雷达干扰的新方法一虚假动目标干扰,它可以获得动目标成像雷达二维压缩增益,实现对雷达的欺骗动目标干扰效果;对于常规SAR可获得距离向增益和部分方位向增益,实现对雷达较好的压制干扰效果。该技术大大降低了干扰机输出功率的要求,提高了干扰效率。通过控制干扰机对接收到的每个方位信号延迟规律,可以实现按照不同方式运动的虚假欺骗动目标,从而保护己方重要动目标;仿真分析结果验证了该方法的有效性和可行性。

DBS高分辨成像及动目标轨迹处理

简述了DBS成像方法的一般工作原理,经分析得出:在SAR/GMTI模式下,通过聚焦处理技术可有效的提高成像质量,并可通过多普勒搬移方法,将检测出的动目标在雷达图像中的方位位移去除,还原到其应该在的图像位置,得到动目标运动轨迹。利用雷达实测数据进行处理,得出了较满意的结果。

机载干涉SAR/ISAR对地面慢速目标成像研究

该文研究用机载干涉SAR/ISAR技术对地面慢速目标成像,该技术利用SAR成像的距离和横向距离高分辨率,以及干涉仪的空域对消,实现杂波抑制,提高信杂比。动目标的真实方位由相位比较干涉仪测定。进而用ISAR处理得到慢速目标的高分辨图像.文中详细讨论了机载干涉SAR/ISAR系统框图和工作原理,并导出了该系统中SAR、干涉仪空域对消和测向以及ISAR处理的定量关系式。理论分析和初步计算机仿真证明了这项技术的正确性。

基于改进FRACTA算法的多通道SAR动目标检测技术

该文针对实际非均匀杂波环境对多通道SAR/GMTI动目标检测性能的影响,提出了一种改进型FRACTA算法。该算法将STAP中的FRACTA算法引入多通道SAR系统中,并进行改进,提高了其在多通道SAR系统中的检测性能和运算速度。实测数据处理结果表明,与传统的检测方案相比,该文算法能够在非均匀环境中明显地提高检测性能,是一种非均匀环境中鲁棒的多通道SAR动目标检测算法。

一种基于动目标聚焦的SAR-GMTI方法

由于输入信杂噪比(Signal to Clutter Noise Ratio,SCNR)较低,杂波抑制后超高频(Ultra-High Frequency,UHF)波段合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像中剩余静止目标杂波导致系统虚警概率较高。该文提出一种动目标筛选方法,能够判断恒虚警概率(Constant False Alarm Rate,CFAR)检测器检测到的目标是否为动目标。提出一种动目标原始数据恢复方法,能够从整幅SAR图像中恢复任意孤立点的多普勒相位历史。采用距离多普勒处理对恢复的数据成像,然后采用方位自聚焦处理对所成子图像进行重新聚焦。如果子图像中目标为静止目标,则聚焦前后子图像不变,否则图像被重新聚集。通过检测图像的变化可以排除虚假动目标。仿真及实测数据处理结果说明了该方法的有效性。

SAR／GMTI方法的改进与动目标在雷达图像上的再定位处理

SAR雷达是一种高分辨成像雷达,GMTI是SAR的一种工作模式,主要用于地面动目标搜索及跟踪,而雷达图像则可为检测出的动目标提供地理定位参考。传统的GMTI方法对动目标速度估值不够准确,作者改进了原来的方法,提高了动目标速度估值准确性,更便于后续的航迹相关处理。当动目标轨迹得到后,其在雷达图像上因为多普勒效应产生了移位,本文介绍了通过频谱搬移将动目标在雷达图像上重新定位的方法,得到了真实的动目标轨迹。文章最后利用雷达实测数据进行处理,得到了较满意的结果。

多角度SAR动目标检测技术及其高分三号实验验证研究

多角度SAR作为一种新的SAR模式,它具备对场景的长时间观测以及大合成孔径角两个优势。已有研究表明,这两点区别于传统SAR模式的优势,使得单通道系统也可以具备较强的动目标检测能力,即,无需增加雷达系统的复杂度,就可以实现在轨星载SAR系统动目标检测能力的拓展和提升。这也使得多角度SAR动目标研究成为新的研究热点。在研讨近年来多角度SAR-GMTI研究基础及发展现状的基础上,该文重点介绍了研究团队围绕高分3号开展的原理性验证实验研究,包括凝视聚束模式动目标检测方法研究、双通道动目实验模式、双通道凝视聚束GMTI模式研究等。通过上述研究,以期为在轨及规划星载SAR单通道GMTI工程实现、未来星载多角度SAR时序动态观测新型工作模式设计等奠定可行性研究基础。

基于自聚焦的变门限SAR/GMTI动目标检测方法

高分辨率合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)合成孔径时间长导致动目标散焦严重、信杂噪比(Signal clutter noise ratio,SCNR)降低,增加了对动目标的检测难度。针对这种情况,本文提出了一种基于自聚焦的变门限SAR/(Ground moving target indication,GMTI)动目标检测算法。该算法利用距离相位误差和方位相位误差之间存在的固定关系实现对动目标的两维相位误差的估计与补偿,达到提高SCNR的目的。通过两级不同门限的恒虚警率(Constant false alarm rate,CFAR)检测分别实现动目标检测和排除虚警。实测数据结果表明,本文算法能有效地检测动目标,降低虚警概率。

基于改进MNE算法的动目标检测技术

在多通道SAR/GMTI系统中,对各通道回波数据分别成像后采用最小范数特征相消法(MNE)进行二维自适应处理,可以有效地实现杂波和干扰的抑制,提高动目标检测性能,但算法运算量较大,不利于实时处理。首先对MNE基本原理进行分析,在此基础上,将近似投影子空间跟踪(PAST)技术引入到MNE中,提出了一种基于PAST的MNE算法用于多通道SAR动目标检测。与常规的MNE算法相比,新算法抑制杂波性能相当,但运算量有所降低,最后利用实测数据验证了该算法的有效性和优越性。

基于相干两点源的虚假运动目标生成方法

针对传统的2维移频干扰生成的虚假运动目标对抗双通道合成孔径雷达地面运动目标指示(SAR-GMTI)时,存在方位位置固定、径向速度无法控制的问题,该文提出一种基于双干扰机协同的移频调制新型虚假运动目标生成方法。该方法通过2维移频调制控制虚假目标的位置,使用双干扰机协同控制虚假目标的径向速度,其中双干扰机通过幅相调制系数进行协同,幅相调制系数可通过解线性方程组进行求解。文中分析了单干扰机移频干扰对抗双通道SAR-GMTI的局限性,介绍了双干扰机协同欺骗干扰模型,给出了幅相调制系数求解方法和虚假运动目标生成步骤。理论分析和仿真实验验证了文中提出方法的有效性,并且在虚假运动目标生成过程中,只使用了2维移频调制,实现方法较为简单,对实际工程应用具有一定参考价值。

密集虚假运动目标生成方法

传统的合成孔径雷达地面运动目标指示(synthetic aperture radar ground moving target indication,SAR-GMTI)欺骗干扰技术,使用两台协同干扰机,能够生成逼真的虚假运动目标,但当生成密集虚假运动目标时,干扰机所需计算量太大,无法满足电子战中实时生成干扰信号的要求。因此,本文提出了一种密集虚假运动目标快速生成算法。该算法通过对双干扰机生成的虚假静止目标干扰信号进行复系数调制以控制虚假目标相位,使其能够被双通道SAR-GMTI系统检测为运动目标;然后结合SAR大场景欺骗干扰生成技术来生成密集虚假运动目标以降低运算量,使其具备一定的工程可实现性。仿真实验验证了文中所提方法的有效性。

多通道SAR-GMTI虚假运动目标成像特性分析

基于三通道SAR-GMTI系统,研究了单干扰机生成的虚假运动目标的速度和定位特性。首先,建立虚假运动目标在三通道SAR-GMTI中的信号模型,然后利用三通道对消干涉处理推导虚假运动目标的幅度和干涉相位,在此基础上分析其估计径向速度和定位后方位向位置。研究表明,单干扰机生成的虚假静止/运动目标均会被检测为运动目标,估计干涉相位由设定径向速度和方位向位置共同决定,导致估计径向速度与设定值不一致,定位后方位向位置由估计干涉相位的缠绕周期决定。

基于干涉相位的虚假目标鉴别算法

以具有地面动目标指示(ground moving target indication,GMTI)能力的三天线合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统为对象,研究了虚假目标的鉴别问题。在虚假目标干扰原理和动目标检测技术的基础上,分析了目标信号和干扰信号的干涉相位特征;利用真假目标的干涉相位特征差异,提取了两种稳健的鉴别特征量,提出了一种基于干涉相位的虚假目标鉴别算法,给出了鉴别处理流程、算法的应用条件及计算量和复杂度;最后进行了仿真实验验证。理论分析和仿真实验均表明该鉴别算法的可行性和有效性。

基于运动干扰站的SAR-GMTI相干噪声调频干扰

合成孔径雷达-地面动目标指示(SAR-GMTI)系统通常采用多个通道对杂波和干扰进行抑制和对消,传统的合成孔径雷达(SAR)噪声调频压制干扰难以对SAR-GMTI实施有效干扰。文中针对多通道SAR-GMTI提出基于运动干扰站的相干噪声调频干扰。该方法利用运动干扰站转发式干扰的成像特性实现方位向扩展,利用方位向相干噪声调频实现距离向扩展,将二者有机结合,可同时实现干扰目标在方位向和距离向的二维扩展。研究结果表明:该方法可获得部分方位向处理增益,有效降低了干扰功率需求,对SAR和SAR-GMTI均可产生灵活可控的干扰条带,可同时保护地面分布式静止目标和运动目标。理论分析和仿真实验验证了该干扰方法的可行性和有效性。