基于非合作雷达的外源雷达直达波参数提取方法

本文围绕外源雷达直达波参数估计和直达波恢复问题,面对直达波信号受多径信号影响的问题,克服脉宽测量误差较大的困难,充分利用非合作雷达信号的先验信息。通过脉冲包络检测、波形模板匹配和载频估计等步骤,实现载频和波形的有效估计和精确匹配。基于波形匹配的多阶段匹配方法,有效提升直达波参数提取准确性,仿真数据充分验证了所提方法的有效性。

基于非合作雷达辐射源的无源雷达目标检测方法

主要研究了基于非合作雷达辐射源的非相参体制无源雷达目标检测问题。对目标回波通道中的直达波干扰,利用一种基于三元传感器对消的方法来进行抑制。然后采用周期间相关检测的处理方法对目标进行检测。仿真分析表明,该方法在辐射源信号未知的情况下,能够有效抑制目标回波通道中的直达波干扰,得到优于传统的确知信号的相关检测性能。

非合作雷达辐射源目标探测系统关键技术分析

非合作雷达辐射源目标探测系统具备极高的理论研究及应用价值.本文首先介绍了非合作雷达辐射源目标探测系统的概念内涵和技术体制优势,然后总结了该领域近年来国内外研究现状,最后对比民用辐射源的外辐射源雷达系统,分析了非合作雷达辐射源目标探测系统在获取和处理信号以及检测和跟踪目标等方面面临的诸多技术瓶颈,探讨了系统同步、直达波抑制、非合作目标检测和目标跟踪等关键技术.

非合作式双基地雷达系统设计与验证

非合作双基地雷达在目标探测的安全稳健等方面展现了优越的性能。本文首先从双基地雷达同步这一关键问题出发,分析合作和非合作双基地雷达的差异,推导非合作双基地雷达目标定位原理。进一步设计非合作双基地雷达系统,解决时空同步问题,提取直达波和目标散射波的特征参数,解析两者路径差、接收方位、俯仰等信息,最终求解目标接收距离,实现目标定位。雷达协同探测试验采用实测数据验证了非合作双基地技术体制的可行性,为目标探测定位提供了有效的方法。

基于深度学习的非合作双基地雷达目标检测方法

非合作双基地雷达由于接收的目标信号能量不强且回波脉冲间相位同步困难,在目标检测时无法进行相参处理从而带来弱小目标检测困难的问题。为解决这一问题,本文把一维雷达数据转换成二维图像数据进行目标检测,通过将脉冲压缩后的雷达回波在慢时间维排列形成二维矩阵,获得雷达回波信号的距离-慢时间图像,输入YOLO(you only look once)v5s网络进行特征学习,实现非合作双基地雷达目标智能化检测。针对距离-慢时间图像中待检测目标的不显著性以及受到背景信息干扰严重的问题,本文对YOLOv5s网络进行改进:首先在Neck部分增加跨连接通路,使训练过程中持续有原始信息的参与;其次通过添加注意力机制SENet模块,加强网络对目标以及周边信息的关注度;最后在骨干网络引入Swin Transformer模块,加强网络对弱目标的发现与表征能力。然后,基于上述工作提出一种基于改进的YOLOv5s距离-慢时间图像处理的非合作双基地雷达目标检测方法。通过大量的对比实验和信噪比灵敏度测试实验,该方法在仿真的雷达回波数据集上获得了99.1%的检测精确度以及98.8%的召回率,比YOLOv5s网络分别提高了4.5%和4.2%,表明该改进方法能有效提高YOLOv5s网络检测性能;对于脉冲压缩后信噪比为7.1 dB的目标,检测率达到98.5%,传统方法的检测概率仅为79.9%,表明本文所提方法能有效提高目标检测的准确率和信噪比灵敏度,具有较强的应用价值。

基于改进概率假设密度滤波器的非合作双基地雷达目标跟踪

为解决非合作双基地雷达目标跟踪面临的低检测概率和高杂波率问题,提出了改进的概率假设密度滤波器。首先,提出一种新的航迹标识与状态估计方法,并将存活概率定义为与目标状态相关的变量;随后,记录每个候选目标在每一时刻是否有量测的情况,采用序贯概率比检验区分真实目标和由杂波引起的假目标;最后,离线估计目标状态。仿真实验结果表明,所提算法明显提高了非合作双基地雷达目标跟踪的性能,可以有效解决低检测概率和高杂波率问题。

机载非合作双基地雷达杂波仿真与分析

利用脉冲雷达信号作为辐射源的机载非合作双基地雷达系统相对于传统机载非合作双基地雷达系统更具优势,但同时也面临杂波对目标检测造成影响的问题。首先,针对固定雷达发射站作为辐射源的机载非合作双基地雷达杂波进行研究,建立杂波几何模型;然后,分析了正侧视阵、斜视阵、前视阵三种阵面构型条件下杂波的空时二维特性;最后,介绍空时自适应处理(STAP)算法,通过信杂噪比改善因子仿真验证了STAP方法抑制杂波的可行性,为之后的机载非合作双基地雷达目标检测提供了前提。

非合作双基地雷达弱目标KCF⁃TBD方法

非合作双基地雷达因其特殊的探测方式,致使回波中目标信噪比较低,雷达扫描周期的帧与帧之间探测并不稳定,因此传统的先检测后跟踪(Detect⁃Before⁃Track,DBT)在这种场景下并不适用。本文利用动态规划检测前跟踪(Dynamic Programming Track⁃Before⁃Detect,DP⁃TBD)值函数累积的思想,结合现用于视觉跟踪中的核相关滤波器(Kernelized Correlation Filters,KCF),将峰值旁瓣比(Peak Sidelobe Ratio,PSR)作为值函数,提出了KCF⁃TBD,并采用深度学习技术对跟踪框进行修正,以解决实际目标跟踪中出现的漂移、丢失等问题,从而提高跟踪过程的稳定性和适应性。在实际的海面目标数据上的验证结果显示,所提算法具有较高的跟踪稳定性和适应性。

基于非合作捷变频雷达的微弱目标检测算法

目前,频率捷变技术广泛应用在雷达系统设计上,用来提高抗干扰能力和检测概率,这使得回波信号的相参性难以保证。同时,增加积累时间的方法通常用于提高雷达对微弱目标的检测能力,但是长时间积累容易引起距离走动。以上因素导致了回波信号的能量无法得到有效积累。提出的一种基于非合作捷变频雷达的微弱目标检测算法,能够有效解决捷变频回波信号长时间积累时出现的相位抖动问题,从而实现相参积累。仿真实验证明了该方法对于微弱目标检测的有效性。

非合作双基地雷达中直达波信号的重构

对非合作双基地雷达中直达波参考信号受到噪声干扰和多径干扰影响的问题进行了理论分析和数学建模。在此基础上,仿真分析了这两种干扰对直达波信号波形的影响。针对这一问题,提出了一种直达波信号重构方法,并给出了详细的数学推导。仿真结果表明,该方法重构出的直达波信号波形失真度很低,能有效地去除非合作双基地雷达直达波参考信号中的噪声干扰和多径干扰。

非合作双基地雷达发射天线扫描调制影响分析

在分析基于非合作脉冲雷达的机会探测系统特殊性的基础上,重点研究了发射天线在方位上机械扫描时,其天线波瓣图调制效应对系统相参处理输出信噪比的影响。为描述天线周期扫描对系统接收信号的调制规律,引入天线归一化场波瓣图的一般表达式,建立了直达波和目标回波信号的数学模型。然后,以理想条件下匹配滤波输出的最大信噪比为参考,推导了系统互相关处理后峰值输出的信噪比损失。最后,仿真分析了直达波和目标回波的信噪比变化对系统相参处理输出的影响,并给出了关于距离单元选择和接收机中频带宽设计的建议。

非合作无源双基地雷达弱目标长时间积累技术

与常规体制雷达相比,空间、时间以及相位同步问题使得非合作双基地雷达(NPBR)中微弱目标探测难度更大。为此,该文给出了一种基于直达波波形参数估计的时间和相位同步方法以及基于捷变波形长时间相参积累的弱目标探测方法。首先,提出了一种基于差分索引的通用脉冲提取方法。其次,给出了脉冲宽度、脉冲重复间隔、带宽、载频以及波达时间等直达波脉冲参数的估计方法,实现了NPBR的时间和相位同步。然后,在波形参数估计的基础上,给出了一种基于捷变波形广义Radon-Fourier变换的弱目标探测算法。最后,仿真和实测数据实验验证了该文算法的有效性。

一种适用于非合作源雷达的波束形成技术

非合作源雷达要完成对运动目标的检测,必须能够有效地抑制强烈的直达波信号。常规的波束形成方法在存在阵元误差的情况下,其性能将显著下降。提出的数值式波束形成算法既可以实现误差校正,又能在已知的干扰方向上形成较深的零陷,且能保持主瓣的形状和限制副瓣的响应。

基于调频电台非合作式双基地雷达试验系统研究

简要介绍了基于调频电台非合作式双基地雷达试验系统的组成,解决了两个主要直达波对消和目标检测问题。使用基于NLMS方法的非因果滤波器完成阵列多通道的时域均衡,通过时域、空域联合处理,对消了比噪声强80 dB以上的直达波信号,对民航飞机的探测距离超过300 km。试验验证了该算法的实用性。

基于DB-YOLO的双基地雷达弱运动目标检测方法

非合作双基地雷达因其特殊的探测方式,致使回波中目标信噪比较低,特别是海上运动目标,在雷达扫描周期的帧与帧之间探测并不稳定,会对后续目标跟踪造成较大困难。本文首先采用低门限恒虚警率(CFAR)检测器将雷达距离-多普勒维和距离-方位维的检测结果匹配,得到相应掩码图,筛选出潜在的运动目标;然后提出一种融合多维特征信息的双主干YOLO(DB-YOLO),该网络采用双主干结构,同时提取动目标掩码图和其映射下相同尺度P显图的特征,并采用深度可分离卷积模块降低网络的模型参数。将该模型与Faster RCNN、YOLOv5及其常见变种YOLOv5-ConvNeXt进行对比,实验表明,DB-YOLO有效提高了目标检测性能并保证了推理速度,为非合作双基地雷达的目标跟踪奠定了基础。

非合作源雷达中目标检测子系统设计

设计了一种基于多DSP的非合作源雷达目标检测系统,简要介绍了DSP芯片TMS320C6416和C6701的性能,详细讨论了基于多DSP芯片的高速并行数字信号处理系统的结构和设计考虑.

非合作探测技术与电子侦察技术的综合应用

本文介绍了非合作无源探测技术和电子侦察技术的基本概念、技术特点和使用特点。针对现代越来越复杂的电磁环境,本文提出了非合作探测技术与电子侦察技术综合应用的两种方式,第一个方式是利用参数关联融合技术将非合作探测平台的定位跟踪参数与单站电子侦察平台的测试参数特征结合起来,既完成了辐射源参数的探测又实现了载辐射源目标的跟踪定位,从而扩展成为类似一体化综合无源侦察定位能力的新平台,针对这个应用方式,本文给出了应用实现方案;第二个应用方式是实现舰载或机载非合作探测中的外辐射源快速定位技术,本文针对该定位技术的实现,进行了详细的定位原理推导、定位误差精度分析及误差精度仿真。

一种外辐射源雷达目标定位方法及误差分析

在非合作双基地雷达平面几何关系图中,利用基线距离、双基距离差和接收站目标方位角可实现对目标的定位,然而由于辐射源是非合作的,决定了获取基线距离的难度。在知道辐射源雷达参数先验条件下,利用双基地距离差、接收站目标方位角、接收站接收的散射回波信号信噪比,构造了一种计算目标到接收站的距离以及基线距离的方法并且对该定位方法进行误差分析,仿真分析表明以上定位方法是可行的。

基于强跟踪滤波器的机动航天器跟踪定位

针对雷达测量跟踪有轨道机动的非合作航天器的定位和轨道计算问题,在EKF的基础上引入强跟踪滤波器,采用增广的航天器轨道动力学模型,估计推力加速度。在航天器进行轨道机动时,滤波器自身可完成对轨道机动的快速判断和检测,滤波过程无需额外的检测手段,通用性高,可适用于针对非合作空间目标的轨道计算和跟踪与定位。数值仿真表明,对雷达数据,轨道机动约10 s后即可检测出发生了轨道机,位置精度在几十m量级,速度精度在0.1 m/s量级。

Bistatic weak target detection method using non-cooperative air surveillance radar

At present, most of the passive radar system researches utilize FM radios, TV broadcasts, navigation satellites,etc. as illuminators. The transmitted signals are not specifically designed radar waveforms. In this work, the frequency agile, phased array air surveillance radar(ASR) is used as the illuminator of opportunity to detect the weak target. The phased array technology can help realize beam agility to track targets from different aspects simultaneously. The frequency agility technology is widely employed in radar system design to increase the ability of anti-jamming and increase the detection probability. While the frequency bandwidth of radar signals is usually wide and the range resolution is high, the range cell migration effect is obvious during the long time integration of non-cooperative bistatic radar. In this context, coherent integration methods are not applicable. In this work, a parametric non-coherent integration algorithm based on task de-interweaving is proposed. Numerical experiments verify that this is effective in weak target detection.