机载雷达的多个分辨率信号处理技术

合成孔径雷达（SAR）利用通过时间积累和自身的运动所获得的很高空间分辨率，可以降低某一给定分辨单元中的背景杂波功率，从而探测出非运动目标。而地面动目标显示（GMTI）雷达为了探测则采用低得多的分辨处理，利用的是实际孔径与动目标和杂波之间的空．时响应的相对差别。因此，SAR和GMTI代表了两种不同的时间处理分辨尺度，它们对探测固定（在SAR情况下）或者外围杂波中的（在GMTI情况下）目标来说是最佳的，并已经单独验证过，能够很好地工作。基于机载雷达数据处理的这种多个分辨率说明，就有可能研究出一种探测技术，该技术将着手优化信号处理分辨尺度（比如时间积累的长度）来与所关注目标的动态情况相匹配。本文研究怎样利用长相参处理时间间隔（CPI）的信号处理技术来改善GMTI雷达的探测性能。     

一种数字式动目标跟踪技术

介绍一种在某型号雷达中成功应用的全数字式动目标跟踪系统。和差三路Ｉ和Ｑ正交信号经模数（Ａ／Ｄ）转换后在数字信号处理器中进行动目标显示（ＭＴＩ）滤波、距离跟踪，同时提取角误差信号作为天线角伺服系统的输入，以实现对目标的角度跟踪。该跟踪系统可以有效地抑制对中低空目标回波影响较大的地杂波及海杂波等干扰信号，从而极大地改善了跟踪雷达的中低空性能。     

试验机载监视雷达地面动目标识别的多普勒后和多普勒前STAP的雷达杂波对消性能比较

本文报导了多普勒前和多普勒后STAP处理算法用于相同试验数据时的性能比较研究，这些数据由QinetiQ公司改进型监视雷达收集。这两种算法的性能是用杂波对消比和目标信号改善因子（有STAP和没有STAP处理的信号对杂波加噪声之比）来定量研究的。结果表明可以使多普勒前和多普勒后STAP具有相同的杂波对消水平。 所得到的结果是明亮的目标特征会影响到STAP处理器并减弱全部的杂波对消。我们已经发现对于两个相位中心试验雷达数据而言，与简单的固定窗多普勒后STAP算法相比，PRI来回变化的多普勒后STAP使杂波对消有很大的提高。还发现动窗或辅助单元多普勒后STAP的应用会降低处理器的输出。将最后距离多普勒图归一化以防止热噪声的加强并去除随着多普勒而改变的权范数的变化，这是在STAP处理后进行探测算法解读和应用关键的一步。     

基于方位去斜的SAR/GMTI方法研究

具有同时获取静止场景高分辨率图像和检测慢速运动目标能力,是多通道SAR/GMTI雷达优于传统单通道SAR和预警雷达的重要特征之一.文章采用基于方位去斜SAR成像技术的三通道SAR/GMTI方法对地面运动目标进行检测、定位和测速,着重研究了一种结合相位补偿、图像配准和多通道多像素自适应处理的杂波抑制方法.分别在有无配准误差情况下,对比了自适应处理与直接对消方法的杂波抑制效果,说明了多消一的自适应处理针对配准误差具有更好的稳健性.最后利用对三通道SAR/GMTI系统实测数据的处理,验证了所述方法流程的可行性.     

联合实施超分辨率动目标特征提取及静态杂波抑制

对于许多涉及到杂波背景下的动目标探测和分类的军事与民事应用，高距离分辨率（HRR）动目标显示雷达正变得日益重要，对于地面高距离分辨率雷达，当目标慢动或沿近正侧向运动且相干处理间隔或驻留时间不太长时，距离徒动和距离特征失真的影响可忽略不计。基于这种假设，建议对存在静态杂波时由距离向间距很近的散射体组成的动目标的HRR特征提取采用稳健且计算简单的基于松驰的算法。数值仿真实例表明这种算法具有超分辨率和良好的估计性能。     

星载SAR的GMTI技术

根据地面动目标回波信号特性,研究了用于星载合成孔径雷达（SAR）的相位中心偏置天线（DPCA）、沿航迹干涉（ATI）、DPCA-Radon和DPCA-Frft-ATI等地面动目标检测（GMTI）算法。讨论了以实现GMTI为任务的分布SAR小卫星的构型和工作模式,分析了GMTI的最大可检测速度、最小可检测速度和盲速等系统指标,以及分布式SAR系统实现GMTI的难点。     

频率捷变与动目标检测(MTD)兼容技术述评

频率捷变雷达在抗有源杂波干扰、抑制海浪杂波以及提高雷达的探测性能方面,一般来说均优于普通雷达。为了抗雷达箔条和地物、云雨杂波干扰,须采用动目标检测技术。频率捷变和动目标检测是两种不同体制的雷达技术,两者在原理上及对器件的要求上都存在着矛盾。目前,国内外对频率捷变和动目标检测的兼容性还在进行研究。对全相参雷达,已实现了成组捷变与动目标检测的兼容以及随机捷变同频MTD处理;对非相参雷达,还仅仅是实现了二者的并存。本文分析了目前已经采用的、正在研究和可能采用的几种兼容方法的原理,主要性能及优缺点,提出了对两种体制兼容的最佳方案的看法。     

一种动目标检测的优化设计及应用

文章提出一种新的动目标检测(MTD)滤波器组设计方法,即信号处理系统分为目标处理通道和气象处理通道;目标通道采用自适应动目标检测(AMTD)处理方式,实时检测杂波的存在,判定杂波强度(如强、中、弱),根据杂波的强度自动产生或选择滤波器加权因子,以期保证对地杂波高度抑制的前提下,尽量减少信噪比损失,提高对弱小目标的检测能力。该方法可提高雷达在杂波环境中的自适应性能,具有一定的实用价值。     

一种基于滤波响应损失的多通道合成孔径雷达地面动目标检测方法

针对在非均匀杂波背景下,杂波抑制后孤立强杂波剩余能量导致动目标检测虚警率升高的问题,提出了一种基于滤波响应损失的多通道合成孔径雷达地面动目标检测(SAR-GMTI)方法。对多通道的合成孔径雷达(SAR)图像进行维纳匹配滤波处理,在杂波抑制残差图检测的基础上,根据滤波前后信号的能量差异设计了滤波响应损失检测量,对潜在目标进行二次检测,以剔除虚警。仿真与机载实测数据表明:该方法能在非均匀杂波背景下有效改善动目标的检测性能,可应用于运动平台雷达对地监视预警。     

一种SAR运动目标时频检测方法

合成孔径雷达(SAR)主瓣杂波在时频平面中呈带状分布,散布宽度与雷达波束有关;目标距离向速度引起回波信号中心频率的偏移,当此速度较大时则导致目标在时频平面内偏出主瓣杂波散布范围;目标方位向速度引起它与杂波调频率的差异,当沿着动目标调频率方向进行相干积累时检测效果最佳,主、副瓣杂波得到一定的抑制,抑制效果还与雷达相干积累时间、目标方位向速度有关。针对动、静目标如此之不同,文章提出以动、静目标调频率、中心频率之间的差异为核心的杂波抑制方法,最后在低信杂比的条件下进行了SAR模拟场景仿真研究,在时频域实现杂波抑制和动目标信号的有效积累。     

机载火炮定位雷达概念

提出了一种用于改进型全球鹰（Global Hawk)无人驾驶飞机(UAV)的机载火炮定位雷达（AFFR）。该AFFR能在炮击一秒钟内探测到炮弹，并在数秒钟内确定其弹道始点的位置（火炮位置），且圆概率误差（CEP）小于50米。AFFR还可用作合成孔径雷达（SAR）和地面动目标显示（GMTI）。     

动目标跟踪技术在制导雷达中的应用

为了降低各种地物杂波对雷达接收机工作性能的影响,提出了一种动目标跟踪方案.该方案采用单个模拟式多普勒滤波器,实现动目标提取与单脉冲跟踪兼容;动目标距离跟踪采用分裂波门技术.给出了动目标跟踪原理框图.外场试验表明,该方案是成功的.雷达各项性能达到了设计要求.     

AN／APY—6SAR／GMTI监视、跟踪、目标定位雷达的测试结果

AN／APY—6是由NorthropGrumman公司在美国海军研究办公室(0NR)的资助下研制而成的X波段雷达。研制目的是进行所有速度的目标探测、定位、跟踪、成像和处理。1999年7月，该雷达被安装在美国海军的NP—3飞机上，目前仍在此飞机上继续做测试和验证。。本文以从NP—3飞机参与的项目中获得的SAR、GMTI和跟踪图像的形式给出了AN／APY—6雷达的测试结果。这些结果包含从DARPA的负担得起的动目标与静止目标处理(AMSTE)GMTI精确定位项目和大量的美国海军舰队的战场训练(FBE)以及NAT0的C1eanHunter2000训练等项目中所获得的结果。     

MTD雷达系统仿真及其抗干扰性能分析

动目标检测(MTD)雷达作为一种被广泛用于强杂波背景下检测运动目标的雷达,其各项性能越来越受关注.在分析MTD雷达信号处理系统的基础上,对某MTD雷达系统进行了仿真,得到了该系统中各个处理点上的具体信号形式.该仿真模型能较好地满足分析MTD雷达各项性能的需要.最后给出了发现概率随信杂比变化的曲线来说明该雷达的抗干扰性能.     

利用机载高距离分辨率相控阵雷达进行动目标检测

本文研究机载高距离分辨率（HRR）相控阵雷达在时空相关地杂波背景中的动目标检测问题，为避免HRR雷达数据中出现的距离徙动问题，文中将HRR距离剖面划分成几大距离段，由于线段距离包含一系列高距离分辨率距离单元，所以这种划分不会丢失信息，因而不会折损失分辨率，本文阐述了如何采用矢量自回归（VAR）滤波技术来抑制地杂波，而后推导了基于广义似然比测试（GLRT）检测策略的动目标检测器，检测门限根据所需的虚警率，通过渐进统计分析来确定，若假设存在目标，先根据VAR滤波数据估计出目标多普勒频率和空域特征矢量后，再计算一简单的检测变量，并将它与检测门限相比较，即可做出是否存在目标的判 次，数值结果验证了所提出的动目标检测算法的性能。     

抑制机载雷达平台散射杂波的自适应天线空—时处理技术

先进的机载雷达可能要求自适应空－时处理技术以便能检测远距离的小目标。自适应空－时处理是一种多维度自适应滤波技术，它将雷达接收到的数据分解成角度和多普勒频率座标的平面波谱。机载雷达平台可能将入射信号散射到天线内，导致杂波信号频谱展宽复盖住目标信号，因而提高了虚警率。     

机载U波段固态脉冲压缩雷达

已研制了一种测量雷达装在运动的机载平台上测量目标和杂波，其目的在于使地基雷达与机载雷达的动目标识别与分类的信号处理技术最佳化。     

用于SAR、GMTI和海上监视的X波段宽带试验机载雷达

加拿大渥太华的防务研究和发展部门已完成了一种新型多模X波段宽带试验机载雷达（XWEAR）第一阶段的研制工作，这是对合成孔径雷达（SAR）成像、逆合成孔径雷达（ISAR）、地面动目标显示（GMTI）雷达和海上监视雷达的支持研究，特别集中在对小型目标的探测和远距离的面上目标监视。特别关注的领域有：静止和运动目标的SAR成像技术、海上和陆地动目标的时间一频率分析、用于GMTI的空时自适应处理、对海面电磁后向散射特性的研究、自动目标识别和特征提取的特征产生、以及宽带系统对付电子干扰的抗干扰性分析。第一阶段是以SAR和海上监视模式的飞行试验结束的。第二阶段将进行大范围监视GMTI（WASGMTI）和综合SAR-GMTI模式的飞行试验。简述了试验雷达并介绍了它的数据采集能力。区别特征包括X波段的运行、SAR和海上监视的单通道运行以及WAS-GMTI和综合SAR-GMTI的双通道运行。该新型雷达将现有的数字扫描转换器的用途扩大为控制器，已有的商用元件有：发射机、A／D转换器和计算机电路板。定时电路、波形产生器、单通道和双通道的接收机可以按用户需要定制。     

分布式天基雷达动目标检测性能分析

针对多部天基雷达采用分布式工作体制检测运动目标面临的杂波抑制困难问题,分析了沿航迹基线长度、有效基线长度、地面坡度、波束指向误差、图像配准误差、通道幅度和相位误差对杂波抑制和动目标检测性能的影响。仿真实验结果为以动目标检测为目的的卫星编队构形和雷达参数选择提供了一定依据。     

高速高精度AD变换器在雷达跟踪系统中的应用

针对雷达数字动目标跟踪系统对模数（AD）转换电路的要求，讨论了AD转换芯片（ADC）的信噪比、孔径时间、采样速度和孔径抖动等关键技术指标，并据此确定合适的ADC。还结合实际的高速高精度AD电路的设计，介绍了AD转换电路的电源、数字与模拟电路的隔离、信号驱动等电路的设计原理，以及印制板电路布线和布局的一些原则和方法。实测数据表明，设计的AD电路应用于雷达数字动目标跟踪系统是成功的。