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。     

用于冷、热杂波综合抑制的最佳降秩三维空时自适应处理

本文提出了一种新的信号处理策略，它采用最佳的与信号有关的降秩来解决三维STAP（空时自适应处理）冷、热杂波抑制问题。虽然只采用空间（角度）PRI时间（多普勒）自由度，常规的二维STAP也能抑制单站（“冷”）杂波和直接路径干扰，然而，要抑制由干扰源地形散射干扰造成的所谓“热”杂波，还需要附加“快时间”自由度（在接收机带宽的倒数量级上）。引入了三维旁瓣对消器（Wiener滤波器）的多级分解，以评估降秩的理论性能限，并验证采用这种方法获得紧密干扰压缩的可能性比主分量方法获得的可能性最大。采用基于DTED测量的高保真模拟数据集合说明了3D STAP的多级Wiener滤波方法的功效。     

平台旋转对STAP性能的影响

研究了平台旋转尤其是天线旋转对杂波有限的前视机载雷达应用中空时自适应处理（STAP）性能的影响。提出了影响性能的两种主要机理。一种是天线旋转时角多普勒空间中杂波表面的形状变化。当这种机理占优势时，尽管应用运动补偿相位延迟控制可以减轻偏航引起的问题，但是STAP在横滚时比偏航时更能恢复原状。另一种是STAP数据矢量的不连续性急剧转变的存在，对此，一种可能原因是天线的非理想运动补偿控制。实际上这些不连续性增大了带宽并且导致性能明显下降。     

基于STAP-FrFT-DPCA的SAR运动目标检测与参数估计算法研究

在深入分析STAP技术和FrFT的基础上,提出了一种对SAR动目标检测的新方法。新算法将STAP技术、FrFT和DPCA技术有机地结合起来,在三通道的工作情况下,能够实现对运动目标的定位和两个方向（方位向和地面距离向）上速度的估计。由于STAP技术良好的杂波对消功能和FrFT对chirp信号的良好检测效果,因此在不同信噪比情况下,本算法都能有效地抑制静止背景、获得良好的测速和定位效果。仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。     

采用实时MTI处理的双通道雷达系统的飞行试验结果

讨论了实时空时自适应处理（STAP）的两种应用：首先是STAP可以用来抑制杂波和干扰；此外可以用由STAP获得的杂波滤波系数来确定SAR图像中动目标的正确位置。给出了这种实时STAP技术的结果和动目标重新定位技术的结果。用实际SAR数据和测量期间所记录的动目标验证了杂波抑制质量和动目标重新定位精度。     

采用结构协方差矩阵的机载／天基雷达的空时自适应处理

本文表明有效地采用机载／天基（A/S）杂波协方差矩阵（CCM）的部分信息可以大大提高在杂波和干扰环境下块处理空／时自适应处理机（STAP）的收敛性能。CCM的部分知识以由机载雷达团体开发的简化通用杂波模型（GCM）为基础。设定一个参数的先验知识，该参数应是易于通过与这种模型相关的雷达平台可测的（但不一定准确）。这种GCM产生一种假定的CCM。用这种假定的CCM和热噪声协方差矩阵的精确知识一起形成STAP要用的未知干扰协方差矩阵的最大似然估值（MLE）。对利用先验杂波和热噪声协方差信息的这种新算法的评估采用两种杂波模型：1）失配的GCM，2）高保真的空军研究实验室STAP杂波模型。对于这两种杂波模型，这种新算法要大大好于（即收敛更快）采样矩阵求逆（SMI）和快速最大似然（FML）STAP算法，后一种模型仅用了热噪声协方差矩阵的信息。     

天基监视雷达的距离游走和距离重叠补偿研究

为了实现天基雷达杂波消除、高分辨率的角度估计和广域监视功能,采用三通道相位中心偏置天线（DPCA）/monopulse（单脉冲）信号处理系统。天基雷达的运动和地球自转,使得地球上每一点的杂波都产生了附加的多普勒成分——距离游走效应。距离游走与距离重叠效应相结合,显著地降低DPCA处理算法的杂波抑制性能。针对距离游走效应在相干处理阶段进行反向补偿、在非相干积累阶段采用线性内插的方法进行校正,针对距离重叠效应采用基于普罗米修斯结构的波形分集技术进行校正。实验结果显示,提出的距离游走和距离重叠综合补偿方案显著提高杂波抑制效果。
     

匹配子空间STAP的空时自回归滤波

实用的空时自适应处理（STAP）算法取决于降维处理，采用了诸如主要分量或部分自适应滤波器的技术。降维不仅可以减轻计算量，还能减少估算干扰统计所需的采样。这样的结果源于假设杂波方差具有特定（非参数）结构。我们验证了如何将参数结构加在杂波和干扰上，以进一步减少计算和二次采样。这个方法称为空时自回归（STAR）滤波，它采用了两个步骤：首先，构造一个结构子空间，该子空间正交于有杂波和干扰驻留的结构子空间，其次，用与该子空间匹配的检测器可确定是否有目标存在。我们采用圆形阵STAP的实际仿真数据组，证实了该方法能够显著地降低信号-干扰与杂波比（SINR）的损耗，且计算量小于其它常用算法。在低2次采样情况下该STAR算法同样能取得很好的性能，这个特点对非平稳杂波的状况更有吸引力。     

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。     

基于直接数据域的三维空时自适应杂波抑制

在相控阵机载预警（AEW）雷达杂波抑制中三维空时白适应处理（3D-STAP）的性能最优，然而，三维处理存在两个方面的缺点：一是自适应权的计算量较大，二是估计杂波协方差矩阵时需要大量的训练样本（这在实际非均匀环境中很难满足），因而无法应用。先时后空白适应处理（T-SAP）不但计算量低，而且性能接近最优。现提出了一种基于直接数据域（DDD）的三维先时后空白适应处理（3D-T-SAP）方法，即先对每个二维空域通道用具有超低旁瓣的多普勒滤波器将杂波作局域化预处理，再对各个或相邻几个多普勒通道的输出作基于直接数据域的二维空域白适应处理。此外，由于该方法对阵元误差比较敏感，因此还提出了一种实用的误差校正方法。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。     

高频地波雷达中电离层杂波的检测与特性分析

为了分析电离层杂波对高频地波雷达检测性能的影响,提出一种基于图像处理的电离层杂波检测方法。方法将雷达回波的距离-多普勒谱作为彩色图像进行处理,引入彩色图像分割技术,对电离层杂波进行检测。对检测结果的初步分析表明,电离层杂波的平均功率很大,并且污染的距离-多普勒单元很多,而且具有方向性。结果为电离层杂波的抑制、高频地波雷达的选频等提供了参考依据。     

相关SAR杂波中的目标检测

合成孔径雷达（SAR）杂波特性可采用杂波的单点统计和相关结构来描述，二者在目标检测应用中均应有用。与SAR杂波有关的非高斯分布按一种极简单的方法可归纳到基于单点统计的检测方案中。然而与相关非高斯分布的解析计算有关的困难妨碍着相关结构的使用。本文根据近似于数域中杂波统计的相关高斯混合分布提出一种相关雷达杂波的一般模型。由于该模型是以具有易处理封闭表达式的多变量高斯分布的加权总和为基础的。所以，模型的解析计算是可能的，论证了由这种方法改善了的目标检测性能。     

低功耗雷达信号处理器

在机载及天基雷达应用中，低功耗和易编程是实现实时系统的关键问题。本文介绍了一种适用于天基雷达应用的抗辐射处理器。该系统以最小的功率消耗实现实时性能。这是一种全可编程通用处理器，可以用于当前及未来雷达信号处理算法以及其它计算强度大的任务。除可编程外，这种处理器和I／／0设计易于构成成千上万的处理器规模。 系统基于可合成的超高速集成电路硬件语言（VHDL）并能由设计或由处理技术抗辐射。本文对处理器的设计进行了概述。而且，说明了适用于编程器的软件环境及软件工具。所有的软件工具都是公开资源，并且多数都是免费（GNU）工具。 本文介绍了诸如快速傅里叶变换、矩阵求逆的Q／RHouseholder编制计算程序一类关键程序的某些性能。并且介绍了一种包括联合域定位（JDL）空时自适应处理（STAP）算法的采样雷达应用。     

一种可用于预白化类空时自适应处理中的阵元误差校正算法

在非均匀杂波环境中,预白化类空时自适应处理(STAP)具有较高的收敛速度,可显著提高雷达的杂波抑制性能。但在实际阵列接收系统中,阵元误差的存在会使预白化类STAP性能严重下降。针对此问题,提出了一种基于杂波回波的阵元误差校正算法。该算法首先将阵元误差表示为方位依赖的幅相误差;然后将空间各个方位的主瓣杂波作为校正源,利用其阵列输出协方差矩阵的Toeplitz结构会在阵元误差影响下发生改变的特性,估计相应方位的阵元幅相误差;最后利用估计的幅相误差校正先验协方差矩阵和假定目标的导向矢量。仿真结果表明:当阵列接收系统存在阵元误差时,阵元误差校正算法可明显改善预白化类STAP算法的杂波抑制性能。     

用MTI多普勒处理机时无载波雷达信号的设计

具有反馈延时电路的多普勒处理器能够产生图钉状距离－速度分辨函数，该分辨函数是通过对由大量编码信号组成的无载波雷达信号进行处理而得到的。如果每一个编码信号都是具有一个主瓣而无时间副瓣的相关函数，那第只要对回波信号中的两个编码信号进行处理，动目标显示器（ＭＴＩ）多普勒处理器就产生图钉状距离－距离分辨函数，事实上ＭＴＩ多普勒处理器就是双脉冲相消电路的推广。当从固定目标或动目标反回信号的脉冲间隔时间与ＭＴ     

空时自适应处理（STAP）概述

简要概述了空时自适应处理（STAP）技术在雷达中的应用情况。阐述了空时信号的多样性和包括降维与降秩STAP方法在内的各种自适应处理机。阐明了地杂渡和噪声干扰的空时特征和关键STAP性能指标。对当前的一些STAP课题进行了指导性总结：空基雷达、双基地STAP、知识辅助型STAP、多通道合成孔径雷达和非旁视阵列结构等。     

一种多普勒域走动校正的斜视SAR成像算法

为了解决时域校正走动带来的方位空变性问题,提出了一种在方位多普勒域走动校正的斜视合成孔径雷达（SAR）成像算法。文中利用级数反演理论,将斜距公式展开至三次项,推导出SAR回波信号的两维频谱表达式。再从两维频谱出发,提出了基于两维频谱匹配滤波的斜视SAR成像算法。该算法考虑到距离空变性问题,提出先在两维频域进行走动校正和相位预滤波,接着在距离多普勒域进行线性频率变标的处理方法,经过距离脉压和方位脉压能够得到聚焦良好的SAR图像。此外,该方法与距离徙动（RMA）算法相比可以有效地降低需要处理的数据量。最后,临近空间SAR仿真实验证明本文提出方法的可行性和有效性。     

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。     

在干扰条件下的机载和星载自适应MTI

本文讨论了运动平台雷达同时抑制杂波和干扰的问题。运动雷达接收到的杂波是宽带多普勒信号，采取的措施可用时－空杂波滤波器补偿多普勒民芝。干扰通常也是宽带信号以覆盖整个雷达带宽。根据多普勒处理观点，干扰对消是空域处理问题。这里讨论了空域和时－空滤波器同时抑制干扰和杂波的问题，同时比较了几种接收机的结构。     

杂波抑制DPCA和自适应时空处理技术间的关系

本文分析了ＳＬＡＲ中杂波抑制距离模糊ＤＰＣＡ技术与自适应时空处理技术之间的关系。对自适应时空处理杂波协方差矩阵的结构分析，揭示了产生ＤＰＣＡ型解的充分条件。首先论证了有Ｎ个空间通道，且每个通道有Ｍ个时间抽头的处理器工作于理想条件下，其杂波协方差矩阵特征值的数目不可能超过Ｎ＋Ｍ－１。而这Ｎ＋Ｍ－１个主特征值的存在表明足以生成ＤＰＣＡ解。