Analysis and application of wavelet transform in target imaging and detection of stepped frequency MMW radar

The imaging and target detection methods for stepped frequency signal based on the wavelet transform and its power spectrum are investigated. Not only an imaging and target detection algorithm for stepped frequency signal based on the wavelet transform, but also its respective power spectrum are proposed. The multisampling property of stepped frequency signal is studied and wavelet transform is well suited for analyzing the signal. After multisampling property of stepped frequency signal being studied, it is shown that the wavelet transform is appropriate to analyze the signal. Based on the theory, the wavelet power spectrum analysis is applied to obtain the target range profile and the binary wavelet transform is used to perform target detection. To determine a suitable wavelet scaling for imaging of range profile's MMW radar, the distance resolution ΔR technique is proposed. The effectiveness of this new method is evaluated using simulated noisy radar signal. Results show that the proposed method can bring out the exactness and low computational complexity of this method.

基于连续小波变换的雷达信号处理

在步进频率雷达一维距离成像技术中，经典的傅里叶变换算法受到距离分辨率的限制，并且存在较高的副瓣电平。针对这一问题，本文提出将连续小波变换算法用于频率步进雷达的一维距离成像。该方法在保持高距离分辨率的同时，可有效降低回波信号的副瓣电平。

基于原子范数最小化的步进频率ISAR一维高分辨距离成像方法

针对传统离散化压缩感知方法在网格失配条件下步进频率(SF)ISAR 1维距离成像估计性能下降的问题,该文提出一种基于原子范数最小化(ANM)的高分辨距离成像方法。首先,构建基于原子范数的无网格SF ISAR距离向稀疏表示模型,将1维距离成像问题转化为原子系数以及频率估计问题。然后,利用原子范数半正定性质,将原子范数最小化问题转化为半正定规划问题,并基于交替方向乘子法实现快速求解。最后,利用Vandermonde分解得到最终的1维高分辨距离成像结果。由于避免了网格离散化处理,因此可以实现网格失配、低量测值条件下的高分辨距离成像,且保持了高的距离分辨能力。理论分析与仿真实验验证了所提方法的有效性。

小波变换在频率步进雷达一维距离像中的应用

由于小波变换是一种局部细化分析,它能对短时信号做比较精细的分析,在高分辨、超宽带雷达信号处理方面具有广泛的应用前景。在频率步进雷达一维距离成像技术中,经典的傅里叶变换算法受到距离分辨率的限制,并且存在较高的副瓣电平。针对这一问题,本文提出将连续小波变换算法用于频率步进雷达的一维距离成像。该方法在保持高距离分辨率的同时,可有效降低回波信号的副瓣电平。

基于二次速度估计的距离像运动补偿

为解决频率步进雷达高分辨距离像的运动补偿问题,推导了其成像原理,分析了运动目标的回波相位特性,提出一种基于二次速度估计的距离像补偿算法。首先对回波信号的互相关函数进行快速傅里叶变换(FFT)以获得速度、距离粗估计值,其次采用基于谱包络最小波形熵的修正离散Chirp-Fourier变换(MDCFT)在合理区间内进行参数的精确估计,最后分析其补偿性能。该算法通过对回波互相关函数进行FFT为MDCFT缩小参数搜索区间,将极大简化计算。仿真结果证明了该算法的可行性与有效性。

基于CWT自相似特性的飞机目标HRRP分类法

为了解决高分辨率距离像 (HRRP)分类的姿态敏感和距离像对齐问题 ,基于连续小波变换 (CWT)的自相似特性 ,构造了能量尺度分形维数。分别在 3个极化测量通道和两个尺度区间上 ,从 HRRP的 CWT能量随尺度的演化过程中提取了原始特征集。采用 Fisher可分性准则作判据 ,进一步确定了 3维最佳特征向量。并从理论和实验上证明了 ,能量尺度分形维数特征较不敏感于噪声和目标方位角的变化 ,同时不受目标径向位移和距离像平移的影响 。