基于后向散射系数模型的杂波仿真与信号重构

分析机载PD雷达的地杂波特性,研究杂波仿真技术。针对机载PD雷达地杂波形成的特点,从机载PD雷达的工作过程出发,基于后向散射系数模型,采用距离-多普勒划分法的杂波功率谱闭合计算模型,计算机载PD雷达的地杂波功率谱分布情况,经仿真分析地杂波分布规律受脉冲重复频率、载机速度和天线指向等因素的影响。提出一种时域信号重构方法,解决了如何由基于后向散射系数模型得到的杂波功率谱重构不具备时域统计特性的时域视频杂波信号的问题。     

雷达海杂波模型的比较

雷达性能预计一直是雷达系统设计和研究的重要部分。现在的雷达自适应强，性能可靠，可重构并且能在脉冲间变换其波形。这些如此复杂的系统的实现和接受不能仅仅从多种雷达模式的实验中所获得，目标和杂波条件是受限的。性能预计的结果提出了一种将在白天环境条件下获得的有限实验结果扩展到全部理想运行中的方法。在自由空间中雷达性能的分析已得到了充分证明和理解，但在杂波环境中雷达目标的模拟还是个有待研究的领域。     

高频地波雷达海杂波背景下目标检测研究综述

高频地波雷达探测距离远、全天候、实时准确探测等优点在目标检测领域广泛应用。针对海杂波会干扰目标检测的问题,分别从非线性预测类、分形类、子空间分解类、对消类等方面对海杂波背景下目标检测方法进行了综合评估。归纳总结国内外相关文献,并对目前方法存在的不足进行总结。为以后深入研究海杂波干扰问题提供参考。     

海杂波FRFT谱的近似分形特性与目标检测

主要介绍了海杂波分数阶Fourier变换（FRFT）谱的近似分形特性及其在海杂波目标检测中的应用。根据FRFT的尺度变换性质,研究了自相似过程FRFT谱的近似分形特性,然后将近似分形分析方法引入到实测海杂波FRFT谱分析中,发现在特定变换阶数下得到的海杂波FRFT谱间存在近似分形特性,且目标回波可使近似分形特性描述参数——FRFT域Hurst指数发生变化。因此,可利用FRFT域Hurst指数设计恒虚警率（CFAR）检测方法。经X波段和C波段雷达实测数据验证,所提方法的检测性能明显优于经典的利用时域Hurst指数的目标检测方法。     

基于改进ALO-RBF的高频地波雷达海杂波预测模型

高频地波雷达是海上动目标检测的重要手段,其中海杂波是影响海面目标检测性能的主要因素。为了提高海杂波的预测精度进而有效抑制海杂波,本文提出了一种基于改进蚁狮算法（Ant Lion Optimizer,ALO）优化RBF神经网络的海杂波预测模型（MGPALO-RBF,Multiple elites dynamic guidance Ant Lion Optimizer based on Gaussian difference variation-based learning with Perturbation factor-radial basis function）。由于标准蚁狮算法具有易陷入局部最优且收敛速度慢的缺点,本文在蚂蚁进行随机行走的过程中加入扰动因子以增加种群的活跃性和多样性,并提出多个精英动态引导机制,强化算法前期的探索能力和后期的开发能力,同时对种群中较差蚁狮进行高斯差分变异以提高算法的收敛速度。仿真结果表明：改进的蚁狮算法在对比算法中具有更高的收敛精度和收敛速度,MGPALO-RBF模型具有更好的海杂波预测性能。     

陆海交界区与运动目标复合散射的矩量法研究

为了满足陆海交界区域上方雷达目标检测、识别和分类等的需要,对陆海交界区域表面与上方运动目标复合散射特性进行了研究。采用Monte Carlo方法结合皮尔森-莫斯科维茨(pierson-moskowitz,PM)海谱、Texel-Marsen-Arlose(TMA)海谱与指数功率谱分别生成深水海域海面、有限深海域海面和海岸地貌表面,参照国际无线电咨询委员会推荐的介质反射系数图表模拟海水与海岸的介电常数,运用矩量法计算了陆海交界区域表面与其上方运动圆形截面柱的复合散射系数,得出了复合散射系数的角分布曲线,分析了圆形截面柱分别在深水海域海面、有限深海域海面与海岸地貌表面横向平移、纵向平移对复合散射系数的影响,同时还分析了圆形截面柱分别移动至海岸地貌表面、有限深海域海面、深水海域海面对复合散射系数的影响。数值计算结果表明,复合散射系数随散射角振荡的变化,圆形截面柱在海岸地貌表面与深水海域海面上方的纵向平移对复合散射系数影响较为显著,而圆形截面柱在有限深海域海面上方的移动对复合散射系数的影响比较复杂,且当圆形截面柱沿陆海交界区域表面移动时,复合散射系数会受到较大的影响。     

HPRF-PD体制引信的回波仿真与多普勒频率提取

引信要依据弹目交会状态精确控制炸点,就需要从目标回波中获取信息。利用多普勒频率控制起爆就是方法之一。文中采用简化的目标多点散射模型对引信接收的回波信号进行数字仿真,并基于HPRF波形保证目标多普勒频率不模糊的检测原理,对多普勒信号采用FFT处理法进行频谱处理,在频域提取有效多普勒频率。仿真最终结果给出了多普勒频率随时间变化的曲线。     

亚毫米波的目标散射特性研究

对亚毫米波探测的优点及其应用方向进行了介绍,通过对国内现有实验条件的分析提出了目标亚毫米波相干散射特性建模、亚毫米波散射特性模拟测量方法、建立缩比模型和目标散射特性数据库等实验室亚毫米波散射特性研究的方法。     

基于起伏地形的干涉SAR回波数据仿真

地形起伏造成SAR图像几何畸变,从而对回波数据产生重要影响,基于此提出一种基于起伏地形的干涉SAR回波数据仿真方法。建立了地距几何仿真方案,通过插值对地面目标点进行重采样,有效地实现了SAR图像中几何畸变的仿真。提供了一种新的相关性复后向散射系数模型,考虑了散射系数幅度的随机起伏特性和两通道随机相位的相关性,进而建立时域回波信号模型,通过对方位回波信号插值,一定程度上减小了距离门取整带来的误差,最后给出干涉SAR回波数据的仿真流程。计算机仿真结果表明该算法不仅能有效体现干涉SAR图像中的几何畸变,而且验证了相关性后向散射模型和回波信号模型的正确性。     

海杂波特性研究

从雷达距离性能的角度出发，研究了海杂波的一些重要特性，特别是海杂波的反射率及其与雷达波长和入射余角的关系。还讨论了极化对雷达距离性能的影响、海杂波概率分布、海杂波谱等。最后给出了海面反射率的典型结果。     

相参相关Weibull分布海杂波建模与仿真

介绍了一种用零记忆非线性变换(ZMNL)模拟具高斯谱特性的相参相关Weibull分布海杂波的方法。由正交白高斯噪声序列经线性滤波器产生相关的正交高斯序列,用ZMNL将该序列通过非线性变换为相参相关Weibull杂波。仿真结果表明,该法形成的海杂波信号与理论值吻合较好,方法可行。     

一种短时猝发GMSK扩频多普勒估计算法研究

多普勒估计是猝发传输背景下的GMSK (Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,高斯最小频移键控)扩频通信系统接收端同步过程中的关键一环。针对短时猝发GMSK扩频通信系统信息传输时间极短的特点,搭建了系统接收端同步段结构,并以此为基础设计了适应该短时猝发同步段结构的多普勒估计算法,建立了短时猝发多普勒估计算法模型,推导该算法公式的同时对算法模型进行了理论分析,详细阐述了该算法进行多普勒估计的实现过程,并对该算法进行仿真实验。实验结果表明,该算法在信噪比为1 dB时,多普勒估计准确度可达到97.2%,信噪比≥3 dB时,准确度均能在99%及以上,该结果验证了该算法应用在猝发传输背景下的GMSK扩频通信系统中的有效性、可行性,同时也表明当通信系统处于弱信号的条件下时,该多普勒估计算法性能依然能达到一个较为优异的准确度值。     

强海杂波背景下目标检测方法综述

高频地波雷达被广泛应用于海面目标的检测,而由于海杂波的分布散射具有很强的动态特性,通常情况下成为了海面目标检测的主要干扰成分。因此,在强海杂波背景下进行目标检测的关键在于如何有效抑制海杂波。从循环对消、子空间分解、模型预测以及分形特征这几方面对海杂波抑制技术进行综述、分析和总结,为后续对海面目标检测提供参考。     

基于海杂波稀疏性与非均匀度的样本挑选方法

针对预警雷达对海监视面临海杂波分布非均匀与杂波样本受目标污染,导致自适应杂波抑制处理性能恶化和目标能量损失的问题,提出了一种基于海杂波稀疏性与非均匀度的样本挑选方法。该方法将目标的导向约束与广义内积样本挑选方法结合,先利用海杂波在空时二维平面上的稀疏分布特性,根据海杂波与目标空时二维分布差异剔除被目标污染的样本,再利用广义内积准则衡量海杂波分布的非均匀程度,并获取均匀样本,以提高杂波协方差矩阵的估计精度。仿真结果表明:所提方法能在提高杂波抑制性能的同时,减小目标信号能量损失。该方法可广泛应用于海面预警监视雷达系统。     

一种基于FFT的高动态扩频信号的快速捕获方法

在近地轨道 (LEO)航天器通信中 ,航天器的高动态使扩频信号存在多达几十kHz甚至上百kHz的多普勒频移。对于存在如此之大的多普勒频移的扩频信号 ,采用传统的捕获方法 ,整个捕获过程非常困难 ,捕获时间很长。文中提出一种应用于存在较大多普勒频移的环境中、利用FFT谱分析进行伪码捕获的方法 ,并对其捕获性能进行分析。结果表明 ,与传统相关检测方法相比 ,采用基于FFT的捕获方法能减少捕获时间 ,并节省硬件资源     

基于OARO-GRU网络的高频地波雷达电离层杂波短期预测

电离层杂波的精确预测对提升高频地波雷达的目标探测性能具有重要推动作用。为此,提出了一种基于改进人工兔子算法优化门控循环单元 （Opposite Artificial Rabbits Optimization optimized Gated Recurrent Unit, OARO-GRU）网络的电离层杂波短期预测模型。首先,依据高频地波雷达接收到的电离层杂波具有混沌特性这一先验知识,通过相空间重构技术构造GRU网络的输入和输出样本集;然后,融入反向学习和柯西变异两种改进策略用于改善标准ARO的寻优能力,并将其用于执行GRU网络的包含隐层节点个数、初始学习速率和最大迭代次数在内的三个超参数值的优选;最后,重新训练优化后的GRU网络,输入测试样本集进行测试,并依据给定的评价指标评估模型。实测结果表明：相较于其他7种对照模型,所提出的OARO-GRU网络预测模型在预测精度和可靠性上均具有明显的优越性,为有效改善高频地波雷达的目标探测性能提供了一种新的思路与方法。