基于雷达脉冲重复间隔设计的Radon-Fourier变换盲速旁瓣抑制

盲速旁瓣可能增加长时间相干积累方法 Radon-Fourier变换(RFT)的虚警概率并影响检测性能。为此,该文提出一种基于脉冲重复间隔(PRI)设计的盲速旁瓣抑制方法。利用不同PRI盲速旁瓣位置及速度分辨率的关系,给出了PRI具体设计方法。然后,联合处理两个相邻相参处理间隔(CPI)的RFT输出结果,在不降低RFT积累性能的情况下实现盲速旁瓣(BSSL)的抑制。最后,数值实验结果验证了该文所提方法的有效性。

宽带雷达中消除“盲速”的动显方法研究

动目标显示雷达中通常存在多普勒频率所引起的“盲速”现象,常采用参差脉冲重复频率的方法来克服这种不利影响。在宽带雷达中,也可采用一种通过雷达回波信号的瞬时位移来检测运动目标的非相干动目标显示方法,在完全克服“盲速”影响并简化系统设计的同时,亦能够实现对包括低速目标在内的不同速度目标的有效检测。该文分别对这两种杂波抑制方法进行了研究,最后得出了宽带高分辨雷达进行杂波抑制的有效实现方法。

Keystone变换半盲速点效应的抑制和消除

Keystone变换可用于补偿运动目标在脉冲多普勒(PD)雷达相参积累时间内的线性跨距离单元走动,但在多普勒模糊情况下,常规Keystone变换实现方法会出现"半盲速点"效应。该文分析了"半盲速点"效应产生的原因,并介绍了已有的"半盲速点"效应消除方法。为减少运算量,首先提出一种"半盲速点"效应抑制方法,并在此基础上提出了一种新的"半盲速点"效应消除方法。新方法能够对感兴趣的某个多普勒模糊区间内的所有速度目标的线性距离走动较好地进行补偿,而运算量约为已有方法的50%。理论分析和仿真结果均证明了所提方法的有效性。

低重频雷达消除“盲速”的动目标显示方法

低重频动目标显示雷达中通常存在多普勒频率所引起的“盲速”现象，常采用参差脉冲重复频率的方法来克服这种不利影响。对于发射频率可变的雷达，也可以采用调整发射频率来改变雷达回波的多普勒率的动目标显示方法，即克服“盲速”影响而且简化了系统设计，本文分别对参差脉冲重复频率及调整发射频率两种方法进行了研究，最后得出了低重频雷达消除“盲速”的动目标显示有效实现方法。

基于多载频MIMO雷达的Radon-Fourier变换盲速旁瓣抑制

长时间相干积累方法Radon-Fourier变换(RFT)中盲速旁瓣(BSSL)现象会导致雷达虚警增加、目标检测性能降低。针对BSSL问题,给出了一种基于多输入多输出(MIMO)雷达多载频设计的BSSL抑制方法。首先根据载频与BSSL分布的关系,详细推导了BSSL不交叠的约束条件;然后基于该约束条件给出了具体的载频设计公式。利用设计的载频可得到具有不交叠BSSL的两个RFT输出,通过联合处理这两个RFT输出,可实现BSSL抑制。给出了BSSL抑制性能的评价方法。理论分析和数值实验结果表明,本文算法能够在不降低RFT相干积累性能的同时,有效实现BSSL抑制。

基于ATI的双通道UWB SAR运动目标检测和距离向速度估计

本文对基于ATI的双通道UWB SAR运动目标检测和距离向速度估计算法进行了研究。针对运动目标易在UWB SAR图像上散焦的特点,本文对运动目标在双通道UWB SAR图像上散焦像轨迹之间的位置关系及干涉相位进行了分析;针对ATI算法运动目标检测中的盲速现象和距离向速度估计时的距离向速度模糊现象,本文根据UWB SAR大相对带宽的特点,提出了一种多频子带ATI方法消除盲速区、解除距离向速度模糊,该方法只需两部接收天线,相比多基线方法可大大节省硬件成本。基于半实测数据的实验证明了本文所提理论正确性和算法的有效性。

基于改进Keystone变换的高速目标相参积累方法

Keystone变换常常用于校正运动目标在脉冲多普勒雷达相参积累时间内的距离走动,提高回波信号的信噪比。但是常规Keystone变换应用于高速目标会存在两方面问题,首先常规Keystone变换引入插值增加了运算负担,其次若存在多普勒模糊,常规Keystone变换实现方法会出现"半盲速点"效应。文中提出了基于尺度变换的Keystone变换方法,新方法可以明显减少运算量,减小了带宽对多普勒模糊的影响,抑制了"半盲速点"效应,提高了相参积累效果。

基于改进的快速RFT算法的高速目标检测

RFT算法是一种广义的MTD,可以沿着目标运动轨迹进行相参积累。通过分析RFT算法中产生的盲速旁瓣(BSSL)及其与主瓣之间的关系,将基于Chirp-Z变换的快速RFT和标准RFT算法结合,提出一种改进的快速RFT算法,在一个速度区间利用快速RFT搜索目标的模糊速度和距离单元,通过构建速度搜索函数利用标准RFT对目标进行精确搜索。与原有快速RFT相比,改进算法运算量明显减少且不会随着模糊因子的增加而急剧增加。通过仿真实验,验证了在理想条件下积累结果接近理论值。

一种改进的快速RFT实现方法

RFT算法是一种广义的MTD,可以沿着目标运动轨迹进行相参积累。将基于Chirp-Z变换的快速RFT与标准RFT结合,提出一种改进的快速RFT实现方法。该方法根据旁瓣与主瓣的关系,通过搜索高于噪声电平的旁瓣找到主瓣,从而实现目标检测。与原有遍历所有可能的盲速因子的快速RFT相比,新算法运算量明显减少。实验结果表明,该方法在保持检测性能基本不变的情况下,能显著提高算法的运算速度。

一种基于优化参差比的改进MTI滤波器

杂波的抑制 ,无论是从抗干扰还是提高雷达系统改善因子来说都是必不可少的。抑制杂波的同时为了避免陷入盲速区的目标损失过大 ,提出了一种基于优化参差比的MTI滤波器 ,该滤波器可在杂波谱中心形成随杂波散射元均方根速度展宽的凹口以抑制杂波 ,并利用参差脉冲将盲速推到三倍音速以外 ,而且通过最优参差码的选择使第一零点尽可能的浅 ,从而防止陷入凹口的弱目标丢失 ,最后通过对搜索最优参差比的简化 ,使运算量至少减少一半。

机载双通道SAR/DPCA误差分析

SAR/DPCA技术是一种简单实用的多通道SAR运动目标检测方法,实际应用中会受到各种误差因素的限制,其中影响算法性能最大的两类误差是载机速度误差和通道失衡。该文详细地分析了这两类误差因素对SAR/DPCA算法性能的影响,建立了误差分析模型,针对实际参数给出了误差分析的结果,并确定了一定误差条件下的系统可检测速度范围、盲速和最小可检测速度。

参差重复频率分析和设计

雷达工作于脉冲工作状态时不可避免的会出现盲速现象。可通过参差重频的方法减少盲速带来的影响。在推导频率响应的基础上,该文采用最优化设计的方法进行参差周期的设计,详细考虑并推导得到了最优化搜索中几个重要参数,给出了其解析表达式。仿真结果和频率响应图表明,该方法得到的参差周期能将慢速扩大到原来盲速的数倍以上,有效地减少了盲速的影响。

基于随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换的相参积累

针对远程隐身目标微弱回波的低信噪比检测和多普勒模糊下的参数测量问题,该文采用随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换(RPRI-RFT)实现回波脉冲的长时间相参积累和盲速旁瓣(BSSL)抑制。通过分析PRI随机抖动量与多普勒模糊旁瓣均值、随机调制噪声谱方差的定量关系,表明增加积累脉冲数量可以降低调制噪声的影响,并针对脉冲数增加导致的回波跨距离单元的问题,提出RPRI-RFT实现回波脉冲的有效相参积累。理论分析和仿真结果表明,RPRI-RFT能够降低随机调制噪声,同时可以抑制盲速旁瓣,从而有效提高低重复频率雷达对远程、微弱高速多目标的检测和测量能力。

机载三通道SAR/GMTI性能分析及改进方法

在分析经典的三通道SAR(Synthetic Aperture Radar)地面动目标指示(GM-TI,Ground Moving Target Indication)方法原理的基础上,提出一种较全面三通道SAR/GMTI性能评价方法.该方法同时考虑了载机存在速度误差、通道不匹配、杂波内部运动和系统噪声等主要误差因素,并分析了各种因素对系统性能的影响.经典的三通道SAR/GMTI方法存在的缺点是不能同时提高最大不模糊可检测速度、最小可检测速度和盲速指标的性能以满足系统设计的要求.给出了一种新的天线布置方案和动目标检测方法,改进的检测方法在不增加通道数的前提下,较好地解决了该问题,具有很好的实用性.最后通过计算机仿真验证了新方法的可行性.

基于混合遗传算法的滑动MTI参差码优化设计

在滑动参差MTI滤波器设计中,通过选择适当的参差码改变雷达发射脉冲周期,使盲速大于目标可能的最大速度,并使第一零点尽可能浅,以确保不会丢失陷入其中的弱目标。参差码设计是一个组合优化问题,采用混合遗传算法对最优参差码进行搜索,该算法避免了遗传算法中的早熟问题,增强了算法的全局搜索能力,提高了算法收敛速度。仿真结果表明,该算法是可行且高效的。

对空雷达杂波抑制技术的研究

杂波抑制在雷达信号处理中起到了非常重要的作用,它的性能好坏能够直接影响到信号处理机的整体性能。由于对固定地物杂波有较理想抑制效果的对消器会带来盲速,本文引入盲速消除方法是采用多个重复频率参差工作,但是参差频率滤波器引起改善因子降低。从而利用特征矢量法详细地推倒了要使改善因子最大,则MTI滤波器的权矢量应取输入杂波的自相关函数的最小特征值所对应的特征向量,基于这种改善因子最大准则得出最佳权MTI滤波器。通过仿真,表明此最佳权MTI滤波器有较好的杂波抑制效果。

一种基于梯度免疫算法的参差MTI滤波器设计

为了解决动目标检测过程中的盲速问题,通常采用参差周期法设计参差滤波器组来达到同时抑制杂波和推远盲速的效果。提出了一种基于梯度免疫算法的参差MTI滤波器优化设计。该算法利用免疫算法搜索最优参差码,有效地避免了传统遗传算法中的早熟问题。针对传统的遗传算法运算量较大的问题,引入了梯度算子缩小初始种群规模,使运算量大大减少。仿真结果验证了算法的可行性和有效性。

地面雷达中的MTI滤波器设计

本文介绍了雷达中MTI的基本原理,分析了盲速的产生及其消除办法。

一种参差动目标显示滤波器优化设计方法

针对复杂杂波背景中雷达动目标检测问题,提出了一种改进的滑动参差动目标显示(Moving Target Indication,MTI)滤波器优化设计方法,采用滑动脉冲方式进行MTI滤波器设计,通过将MTI滤波器的综合幅频响应的等效第一盲速凹口最浅和通带内最平坦作为约束条件,来搜索参差脉冲的最优参差码。MTI滤波器的综合幅频响应的等效第一盲速凹口尽可能的浅,可以防止陷入凹口的弱目标丢失,通过最优参差码选择,可将盲速推到3倍音速以外。该优化设计方法有利于在工程应用中快速找到优化参差比,仿真结果验证了该算法的可行性和有效性,该方法已成功应用于工程实践。

参差PRI对反杂波性能的影响

本文介绍了雷达脉冲重复周期参差消除盲速的方法,并分析由此对杂波改善因子的影响。本文利用特征矢量法分析、设计MTI滤波器的权系数,从而使改善因子最大,并运用MATLAB进行仿真,定量分析了MTI滤波器的杂波抑制效果。