基于Prewitt算子和Radon变换的雷达高速微弱目标检测

正交频分复用(OFDM)调制雷达中跨距离单元走动问题降低了高速微弱目标检测性能,为此,提出一种基于Prewitt算子和Radon变换的OFDM雷达高速微弱目标检测算法。首先分析了多脉冲积累出现的跨距离单元走动以及Radon变换受噪声干扰问题,然后采用Prewitt算子卷积运算抑制噪声并保留回波能量,采用Radon变换沿距离单元走动斜线进行能量积累。理论分析和仿真结果表明,该算法具有比Hough变换和动目标检测(MTD)更优的低信噪比背景下的高速微弱目标检测性能,并能有效实现多目标检测。

基于Keystone变换的极窄脉冲距离走动校正

针对末制导雷达极窄脉冲相参波形,文中提出一种使用Keystone变换,完成在径向速度未知或不精确的情况下,对跨距离分辨单元走动的校正方法;使得在雷达与目标间存在大的径向速度时,目标各散射点回波具有较高相参积累增益。计算机仿真结果表明,该方法有效可行;在亚毫米波波段和毫米波波段的雷达导引头中有一定应用价值。

基于二次混频DPT的LFMCW雷达多目标检测和参数估计

针对LFMCW雷达中高速加速运动目标的检测问题,该文提出一种二次混频DPT处理方法。利用三角线性调频信号的调频对称性,采用上、下调频差拍信号二次混频的方法消除目标高速运动导致的跨距离单元走动现象。按距离单元进行的DPT处理可获得目标加速度和初始速度的估计。进一步重点研究了多目标存在时的参数估计问题。分析了多目标交叉项的特点,得出了一次交叉项形成有效干扰以及二次交叉项出现的条件。借助于Clean算法的思想,通过依次检测并剔除能量最强目标,有效解决了多目标参数估计问题。给出了多目标处理的主要步骤。仿真结果验证了该文方法及结论的有效性。

宽带Radon-Fourier变换及基于CZT快速实现方法研究

宽带脉冲体制雷达中,脉冲尺度伸缩效应(PSE)和目标跨距离单元走动(ARU)问题会降低脉冲相参积累性能,进而降低微弱目标检测能力。为了解决PSE和ARU问题,文中给出一种宽带Radon-Fourier变换(WRFT)及其快速实现方法。首先设计了宽带匹配滤波器,然后通过联合搜索速度与距离参数空间,同时进行脉间相位补偿、宽带匹配滤波以及跨距离单元走动补偿,进而实现长时间脉冲相参积累。针对WRFT中参数空间遍历搜索带来大运算量问题,进一步给出了基于Chirp-Z变换(CZT)的快速实现方法。最后,数值实验验证了该方法的有效性。

基于DPT-CZT处理的LFMCW雷达参数估计

提出了一种基于DPT-CZT处理的速度-加速度联合估计方法。根据差拍信号相位在快、慢时间轴上的二维联合特性,沿其慢时间维进行DPT处理,可以消除快、慢时间线性耦合项,同时实现了慢时间维相位的降阶处理,从而可以获得目标速度-加速度的联合估计。为确保速度估计的无模糊性,采用CZT变换对目标可能存在的频段进行密集采样以提高频率测量的精度。给出了速度-加速度联合估计的具体实现步骤以及CZT处理中参数的确定。基于速度、加速度估计值对差拍信号进行补偿,从而可以对速度估计进行进一步修正并获取目标距离的估计。仿真结果验证了方法的有效性。

基于局部补偿的LFMCW雷达速度-加速度模板匹配法

针对LFMCW雷达中加速运动目标在跨距离单元走动情况下的参数估计问题,提出一种基于局部补偿的速度-加速度模板匹配方法。推导给出了目标高速和加速运动情况下的差拍信号模型,基于该模型提出了速度-加速度模板匹配方法。借助于Zoom-FFT算法能够进行局部频率分析的特点,进一步提出了基于局部补偿的快速算法。通过提取目标二维谱进行分析等效实现时域抽取的操作,有效降低了搜索过程中的运算量。研究了局部补偿中参数的选取问题,并给出了算法的实现步骤以及运算量分析。仿真结果验证了方法的有效性。

基于直接相位差分的LFMCW雷达加速运动目标参数估计

针对LFMCW雷达中加速运动目标在跨距离单元走动情况下韵参数估计问题,提出一种直接相位差分方法。该方法通过对二维差拍信号沿慢时间维进行直接相位差分,在消除了快、慢时间线性耦合项的同时实现了慢时间维相位的降阶处理。对差分后的信号进行二维FFT运算,根据其二维谱峰位置即可获得目标加速度的估计,同时还可以获取目标速度的粗略估计。根据估计值构造补偿函数分别对上、下调频差拍信号进行补偿,通过解耦合处理即可获得目标初始距离和初始速度的精确估计。详细分析了方法的性能,包括加速度分辨率、最大不模糊加速度以及信噪比改善因子,分析结果表明该方法较二次混频-DPT处理具有更低的信噪比门限。仿真结果验证了方法的有效性。

高速弱小目标检测的并行处理方法与性能分析

长时间相干积累是一种提高高速弱小目标检测性能的有效手段。针对传统的长时间相干积累方法因为引入跨距离单元与跨多普勒单元因素面临的计算量巨大的问题,我们提出了在距离维以跨距离单元数目为索引的并行处理方法。首先,基于高速目标在一个相干处理间隔内的运动特性,本文建立了匀加速直线目标运动模型。然后,依据跨距离单元数,我们对回波数据进行并行重组,并沿慢时间维进行快速傅里叶变换处理,输出幅度超过第一门限的参数组合通过粒子群算法再在(距离,速度,加速度)维上对重组后的回波数据进行小范围搜索。算法输出对应的峰值与第二门限比较从而做出目标判决。该方法通过两次门限设置以及粒子群算法大大简化了搜索的复杂度与运算量,使算法更具有硬件可实现性。最后,我们给出了实验仿真,分析了积累损失上限,验证了该算法的有效性。

基于多核DSP的动目标检测算法的设计与实现

脉冲多普勒处理无法解决跨距离单元走动问题,而跨距离单元走动补偿算法运算量大,不利于工程化实现。为了解决上述问题,利用高性能浮点DSP处理器TMS320C6678,采用距离分段方式来实现动目标检测。该方法对检测空间进行距离分段,对近距离目标使用MTD方法进行检测,而对远距离目标,考虑到跨距离单元走动问题,使用基于Keystone快速变换的长时间积累算法。实验结果证明,该方法不仅能够有效的降低处理器的运算量,而且一定程度上能够对远距离目标跨距离单元走动进行有效补偿。

一种径向匀加速目标包络徙动补偿新方法

雷达信号多脉冲长时间积累是提高雷达检测性能的重要手段。当雷达探测高速运动目标时,目标的径向加速度将引起二次距离走动,使雷达检测性能大大降低。针对此问题,提出一种消除距离走动二阶项的新方法。该方法首先对目标回波进行广义二阶Keystone变换,然后在慢时间域通过解线调的思路估计多普勒调频斜率,进而补偿多普勒高阶项,最后对补偿后信号再进行广义二阶Keystone变换,从而完全消除距离走动。仿真结果证明了该方法的有效性。

基于宽带Stretch处理的长时间积累方法

针对超宽频带制导雷达长时间积累过程中运动目标跨距离分辨单元走动,引起微弱目标检测性能下降的问题,提出一种基于Stretch处理的相参积累方法.该方法利用目标速度装订信息进行速度粗补偿,使用Keystone变换完成距离走动校正,采用脉冲多普勒处理完成相参积累.计算机仿真验证了该方法的有效性.

基于Keystone变换的长时间相参积累研究

长时间相参积累是提高弱小目标检测的一种有效方法,但随着积累时间的增加,会产生目标跨距离单元走动的问题。文中在信号处理算法中引入Keystone变换来补偿距离走动带来的影响,可以在不需要先验速度信息的情况下,实现目标的长时间积累。仿真实验验证了Keystone变换实现距离走动补偿的有效性,并形成了一套较完整的雷达信号处理算法。

关于飞行器雷达导引头检测方法研究

在探测空中高速目标时,采用宽带波形的雷达导引头可有效提高距离分辨率和抗干扰能力。由于目标相对速度过大,相参积累处理将出现跨距离单元移动现象。为解决上述现象引起的检测性能下降问题,提出了采用Keystone变换的距离走动补偿算法,并给出了Clean多目标检测流程。同时在求解时提出了一种简单的变步长搜索的改进方法,最后通过仿真对算法的可行性和有效性进行了验证。所研究的算法可大幅降低解模糊的时间复杂度,有效提高相参积累增益。

米波双基地雷达超高声速目标检测方法研究

针对传统探测方法对临近空间超高声速目标探测存在探测概率低,技术难度大等问题,理论分析了利用双基地雷达探测临近空间超高声速目标的问题,着重讨论了临近空间目标不同周期回波包络的跨距离单元走动问题,并分别从时域和频域作出解释。通过理论分析,提出应用keystone(楔形)变换解决上述问题,实现双基地雷达多脉冲积累。最后,通过MATLAB平台进行仿真实验,验证了基于keystone变换改进检测方法的准确性和可行性。

基于Keystone变换的锥扫定位算法

针对距离高分辨圆锥扫描测角体制中,锥扫周期内目标回波距离像跨距离分辨单元走动使得锥扫测角失败的问题,提出一种基于Keystone变换的锥扫定位算法.在径向速度未知或未精确获知的情况下,通过Keystone变换对圆锥扫描周期内获得的多个距离像进行校正,可以正确提取锥扫幅度调制信息,使锥扫测角算法得以应用.计算机仿真结果验证了该方法的有效性.

一种基于卫星外辐射源的匀速运动目标探测方法

针对卫星外辐射源目标探测问题,首先建立了匀速运动目标的回波信号模型,在此基础上分析了因为目标运动产生的跨距离和多普勒频率单元走动的问题;其次经过对回波信号处理,采用keystone变换和分数阶傅里叶变换完成补偿;最后进行相干积累,以有效提高探测性能。计算机仿真证明了所用方法的有效性。