一种船舶雷达导航回波数据压缩算法的设计

为了解决船舶雷达导航系统存储空间小、原始回波数据量多和文件大等矛盾,根据船舶雷达数据的特点,设计了位图压缩—半字节压缩—双哈夫曼压缩的混合压缩算法;该算法以半字节压缩算法为核心,融合了位图压缩算法和哈夫曼压缩算法,单纯的半字节压缩算法理论上压缩比可达到50%,将位图压缩和哈夫曼压缩与其融合后,总压缩比可达76%以上;实验证明,新算法可以为船舶导航系统节省了大量的存储资源,并提高了数据传输的速率。

基于SOCP理论的船舶导航雷达海杂波抑制算法研究

为了有效降低海杂波对船舶导航雷达工作的影响,提出了一种基于二阶锥规划(SOCP)理论的杂波抑制算法。针对传统的实系数有限冲激响应(FIR)数字滤波器组无法保证通带群延时(小数)精度的问题,通过将初始优化问题转化为对偶问题进行求解,利用SOCP理论的分布式计算优势,稳定有效地求取其局部最优点,同时用重构的海杂波样本反复训练理论模型。通过仿真实验证明SOCP理论可以更好地重构信号检测模型,大幅抑制海杂波的影响,提高船舶导航雷达的目标检测能力。

船舶导航雷达的海杂波自适应抑制算法

船舶导航雷达的海杂波抑制技术是提高海面目标检测性能的关键和难点技术,具有很高的军事和民用价值。文中基于数理统计理论,提出了多模型选择的海杂波自适应抑制方法,通过对雷达多次扫描的回波数据建立海杂波模型库,统计、估算各模型相应参数选择与雷达回波数据最佳匹配的模型,作抑制海杂波的对消处理。计算机仿真及实测数据处理,都验证该方法的有效性和可行性。

一种X波段船舶导航雷达天线设计

为了兼顾天线的工作带宽、增益以及旁瓣,文中提出了一种长度约为1 200 mm的通过阵列分隔板改善谐振式波导缝隙阵列天线性能的新型船舶导航雷达天线。该天线通过阵列分隔板将缝隙阵列分隔成四部分以降低天线旁瓣,另外,采用空间极化滤波器技术和喇叭天线结构以改善天线交叉极化和提高天线增益性能,天线馈电采用了紧凑的同轴馈电方式以进一步降低馈电传输损耗以及提高天线的稳固性。仿真结果表明,该天线增益可达28 dB,第一旁瓣电平低于-20.5dB,交叉极化优于-52 dB,水平波束宽度为1.7°,垂直波束宽度为27°。与传统相同长度的船舶导航雷达天线相比,该天线具有更低的损耗以及更好的平衡稳定性。

基于故障树的船舶导航雷达发射系统故障诊断与应急处理研究

在航行中船舶导航雷达发生故障,只能通过雷达操作和回波观测对故障做出初步诊断,维修雷达存在极大困难。文章基于故障树分析方法构建了船舶导航雷达发射系统故障树,通过定性分析得出最小割集和底事件结构重要度排序,并通过定量分析得出发射系统故障树顶事件发生概率和底事件重要度系数。最终制定了船舶导航雷达发射系统无发射脉冲的诊断检查方案,并提出了异常雷达运行状态,回波及显示对雷达故障判断的最佳识别方法及应急措施。研究结果可为船舶导航雷达发射系统故障的诊断和应急处理提供理论依据。

船舶导航雷达天线布置设计要点

船用雷达是船舶的重要助航、导航设备。为确保航行安全,实现雷达天线系统的高性能、高可靠性和多功能等方面的导航、定位要求,雷达天线的高度及布置位置必须认真选取,否则将给雷达天线系统的工作造成一些不良后果。文中所述有关雷达天线的布置设计要点以及雷达桅的适应性问题,可为相关设计人员提供参考。

船舶导航雷达目标检测模型分析FPGA实现

脉冲雷达在船舶导航雷达中扮演着重要角色。在雷达显示系统中,不仅要求将目标的距离及方位等基本信息进行清晰绘制,还需根据回波视频信号,对目标回波的面积、形状、幅度相关性等参数进行分析。脉冲雷达中的每帧数据所含关于目标的距离及角度信息少,不能反应出同一目标的回波面积、形状及幅度等相关信息。为了提高目标的检测及跟踪性能,利用同一目标参数的稳定性和相关性,分析了船舶导航雷达的目标检测模型,使雷达目标信号特征更能刻画真实目标。

船舶导航雷达发展趋势的研究

由于客户对雷达高性价比的要求,厂家对低成本、高效益的追求,海事法规的规范,环境的限制以及技术的发展,船舶导航雷达经过几十年的发展,已取得长足的进展,在性能上基本可以应付目前的海上交通状况。现代船舶导航系统趋向于信息融合。船舶导航雷达结合AIS、GPS等传感器组合成为综合驾驶台系统已经实现。雷达未来的发展就是更好的实现现代船舶高性能、高可靠性、智能化和多功能等方面的导航要求。

容积卡尔曼滤波算法在船舶避碰中的应用

利用船用导航雷达避碰时,来船的位置是否跟踪准确将直接影响驾驶员的避碰决策。由于雷达观测模型都是非线性模型,因此传统线性卡尔曼滤波器并不适用。因此采用非线性的平方根容积卡尔曼滤波器进行跟踪估计,并取得不错的效果。

舰载雷达信号处理器系统硬件设计

自从雷达被发明出来以后,人们对外部环境的观测能力,尤其是视觉能力有了明显的提高。舰载雷达已经发展了几十年,成为了航海必须配备的导航工具,无论是早期的模拟雷达还是先进的数字雷达,都是出海必备的一部分。本文设计一种全新的舰载导航雷达系统。本系统拥有2个处理器:1个嵌入式处理器和1个数字信号处理器。对数字信号处理模块的硬件部分进行重点研究,并给出基于DSP系统的整体设计方案。

应用于狭窄水道的雷达图像处理技术

ＡＲＰＡ用于狭窄水道时会遇到许多困难。本文在分析狭窄水道雷达回波特点的基础上，提出用计算机图像处理技术来分析雷达回波图形的连接性和提取图形形状特征参数，以改善雷达录取机的性能。介绍的雷达信号与数据处理系统已经在狭窄水道的应用中取得令人满意的结果。

基于小波神经网络的船舶导航雷达航迹相关外推方法

采用小波神经网络实现船舶导航雷达跟踪的航迹相关外推 ,本算法采用神经网络的并行处理方式 ,结合小波分解理论中局部 L ipschitz指数信息 ,实现雷达的高精度在线相关跟踪滤波 .仿真结果表明 ,该算法的计算量不随目标运动模型复杂性增加而增加 ,并且具有在线处理精度高。

船舶导航雷达方位超分辨方法

针对船舶导航雷达方位分辨率较低的缺点,提出一种基于约束优化理论的方位超分辨方法,在强目标信号环境下,将方位超分辨问题转化为约束优化问题.通过设计一种基于奇异值分解的正则化模型,使重建后的目标方位信息等同于模型的最小二乘解.在此基础上,采用内点法对模型进行迭代求解,重建目标原始方位信息.仿真结果表明,相比于现有范数正则化超分辨方法,该方法分辨效果良好,当信噪比达到10 d B时,分辨率可提高6倍;信噪比为20 d B时,分辨率可提高9倍;当信噪比为30 d B时,分辨率可提高4倍.因此,本文方法具有良好的噪声适应能力,能够明显提升船舶导航雷达方位分辨精度.

一种提高船舶导航雷达远距离探测能力的方法

船舶导航雷达接收机的中频窄带滤波器性能直接影响到雷达对远距离目标的探测能力。提出了构造一种提高船舶雷达远距离回波信号信噪比的"匹配滤波器"的方法。通过阻抗变换的方法设计高Q窄带中频滤波器,达到了2 MHz的通带宽度,小于3 dB的带内插损以及较高的矩形系数等设计目标。将滤波器运用于实际的船舶导航雷达接收机中,有效提高了雷达的探测距离。设计的窄带滤波器还有体积小、结构简单、制作方便、成本低等特点。