海杂波谱的机理及时变特性分析

针对海杂波背景下目标检测问题的实际需求,在机理分析的基础上,利用实测数据对海杂波谱的时变特性进行了分析。首先,分析了波束照射区域内由海表面波浪运动引起的多普勒频移和展宽现象,以及随雷达工作参数之间的依赖关系;然后,对已有海杂波谱机理研究结果进行了分析和总结。在此基础上,利用加窗的周期图法估计得到海杂波的时间-多普勒谱,进而从相关时间的统计特性、谱宽与时域海杂波拖尾程度的依赖关系两个层面对海杂波谱的时变特性进行了分析。分析结果可为海杂波谱建模、海杂波抑制及目标检测方法设计提供理论指导。     

海杂波的多重分形判定及广义维数谱自动提取

海杂波中的微弱目标检测历来是一个难题,传统的检测方法一直不能得到较好的检测效果。多重分形理论的引入为海杂波中微弱目标检测提供了一个很好的途径。文章提出了多重分形无标度区间自动识别的改进算法,既保留了该算法的客观性,又降低了它的保守程度,使估计的区间更贴近真实无标度区间,同时实现了广义维数的自动计算。实验证明,该方法优于原方法,结果更为精确。     

海杂波FRFT域分形特征在动目标检测中的应用

文中研究了海上动目标雷达回波与海杂波在分数阶Fourier域(FRFT域)的分形特性,利用两者幅值起伏程度的不同,提出了一种基于FRFT域分形维数差异的动目标检测方法。该方法以处处连续而不可导的非平稳不规则信号模型——分数布朗运动作为FRFT域分形模型,通过仿真分析实测海杂波数据的分形曲线,证明海杂波在FRFT域的无标度区间内具有分形特性。提取出FRFT域海杂波与动目标回波的分形维数,并利用其固有的差异进行目标检测。经不同极化方式下海杂波数据仿真,验证了算法的有效性。     

信息动态

【项目编号】2007ZC07003【项目负责人】邱朝阳【依托单位】中国航空工业雷达与电子设备研究院海杂波背景下小目标检测技术研究完成情况简介:本项目在开展专题技术调研、资料搜集与整理的基础上,完成了海杂波特性分析的研究;基于研究所得的海杂波的混沌特性,开展了小目标检测算法的研究;对检测前跟     

雷达海杂波时频谱特性分析

针对海杂波背景下目标检测问题的实际需求,整理分析了STFT、WVD、PWVD和SPWVD 4种常见时频分析方法及其优缺点,并基于实测数据对海杂波的时频处理结果进行了对比分析。分别对纯海杂波单元和目标单元实测数据进行处理,将利用4种时频分析方法得到的结果进行对比、分析和总结。对4种方法在时频分辨率、目标能量积累程度、对海杂波抑制能力和平滑程度上各自特点进行分析,并总结得到相应的结论。     

基于统计模型的海杂波建模和检测技术综述

根据海杂波模型的发展过程,按简单模型、复合模型和混合模型3种模型概述了海杂波建模和在此环境中的目标检测理论。最后,总结了海杂波建模的一些发展趋势。     

基于实测数据的海杂波时空相关性分析

海杂波的相关特性分为时间相关性和空间相关性,二者均与雷达系统参数、环境条件等多种因素有关。文章利用X波段雷达实测海杂波数据,重点研究了不同极化条件下海杂波的时间相关性、高低典型海况和不同入射余角条件下的海杂波距离向和方位向空间相关性。经大量实测数据验证表明,极化方式对海杂波强时间相关性影响较小,海杂波距离向空间相关性受海况影响较大、方位向相邻分辨单元空间相关性较弱,这些结论对于海杂波中目标检测方法优化设计具有重要意义。     

基于海杂波对消技术的无线电引信超低空技术研究

无线电引信超低空性能实现的关键就是抑制海杂波,提取出目标信号.目前常用的距离波门截止技术和频谱识别技术所能达到的超低空性能还分别有其不足之处.文中针对以上两种技术的缺点,从海杂波对消的角度出发,提出了一种简单而有效的海杂波抑制方法.     

基于固有模态函数频域熵的目标检测算法

为提高海杂波中慢速目标的检测性能,提出了一种基于固有模态函数(IMF)频域熵的目标检测算法。该算法对原始信号经 EMD分解后得到的固有模态函数采用 Fourier变换,自动地提取其各个分量的频域能量,以此获得 IMF能量分布特点,再运用信息熵的方法构建检验统计量,并将其输入非参量检测器中进行目标检测。研究结果表明,相比于海杂波、海尖峰,慢速目标的能量分布更为分散,熵值更大,对比频域广义符号(GS)检测算法,所提 方法检测性能更优,适用于慢速目标检测。     

基于非线性自适应滤波器的海杂波抑制技术

海杂波会严重影响雷达对海洋表面目标的检测。为了提高海洋表面目标的检测性能,基于非线性自适应滤波器,提出了海杂波抑制方法,实现了海杂波抑制。介绍了非线性自适应滤波器的原理以及利用梯度下降法训练滤波器的方法。利用IPIX雷达实测海杂波数据,分别针对岸基雷达和机载雷达,进行了此方法的仿真试验,从均方预测误差(MSE)和信杂比改善因子(IF)两个方面,分析了此方法的性能。并与基于线性预测的LMS算法进行了比较,得出了此方法对慢速目标的检测性能优于线性方法。     

基于分数阶模糊函数延时对消的海面运动弱目标检测

研究了分数阶模糊函数的时移特性,根据此特性提出了基于分数阶模糊函数延时对消的海面运动弱目标检测方法.通过对IPIX实测数据验证表明,该方法在增加目标与杂波FRFT峰值差、提高信杂比以及检测概率等方面都明显优于仅对回波作分数阶模糊函数.设置适当的恒虚警检测门限,该检测方法能够达到更好的检测效果.     

三种两样本非参量CFAR检测算法分析

介绍了3种两样本非参量CFAR检测算法的基本工作原理,利用实测未知统计概率分布海杂波数据对它们的检测性能进行了研究,并与参量CA-CFAR检测器进行了对比.研究表明:在强海杂波条件下,GS-CFAR检测器的检测性能最优;在弱海杂波条件下,Savage-CFAR检测器的检测性能最优;相比于CA-CFAR检测器,3种两样本...     

无线电引信抗海杂波干扰方法

无线电引信抗海杂波的能力决定了舰空导弹无线电引信低空和超低空工作性能,针对海杂波对无线电引信的影响,分析了海面回波的平均功率、海面散射系数、海杂波的多普勒频谱等海杂波特性,提出了无线电引信抗海杂波干扰方法。     

基于稀疏贝叶斯学习的字典失配杂波空时谱估计方法

杂波谱稀疏恢复空时自适应处理（STAP）是一种有效减少杂波样本数需求的机载雷达杂波抑制方法。然而,空时平面被离散地划分为若干个网格点来构建空时导向矢量字典,当字典在失配时,杂波脊不能准确落在预先离散化的网格点上,稀疏恢复STAP性能严重下降。提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的字典失配杂波空时谱估计方法,首先利用二维泰勒级数建立空时动态字典模型,然后将字典失配误差作为待估超参数构建贝叶斯稀疏恢复模型,并利用失配误差估计值对空时导向矢量字典进行修正,最后利用修正后的空时导向矢量字典重构杂波协方差矩阵,进而计算杂波空时谱。实验证明,该方法能够有效提高字典失配情况下的杂波谱稀疏恢复精度,杂波抑制性能优于已有字典预先离散化的稀疏贝叶斯学习STAP方法。     

A novel target detection approach based on adaptive radar waveform design

To resolve problems of complicated clutter, fast-varying scenes, and low signal-clutterratio (SCR) in application of target detection on sea for space-based radar (SBR), a target detection approach based on adaptive waveform design is proposed in this paper. Firstly, complicated sea clutter is modeled as compound Gaussian process, and a target is modeled as some scatterers with Gaussian reflectivity. Secondly, every dwell duration of radar is divided into several sub-dwells. Regular linear frequency modulated pulses are transmitted at Sub-dwell 1, and the received signal at this sub-dwell is used to estimate clutter covariance matrices and pre-detection. Estimated matrices are updated at every following sub-dwell by multiple particle filtering to cope with fast-varying clutter scenes of SBR. Furthermore, waveform of every following sub-dwell is designed adaptively according to mean square optimization technique. Finally, principal component analysis and generalized likelihood ratio test is used for mitigation of colored interference and property of constant false alarm rate, respectively. Simulation results show that, considering configuration of SBR and condition of complicated clutter, 9 dB is reduced for SCR which reliable detection requires by this target detection approach. Therefore, the work in this paper can markedly improve radar detection performance for weak targets.     

基于IMF能量分布重构的目标检测技术

为提高海杂波中慢速目标的检测性能,提出了一种基于IMF能量分布重构的目标检测技术。该算法对原始信号尖峰区域经经验模态分解后得到的固有模态函数进行分段数据重构,计算前端IMF分量与后端IMF分量的能量比,并将其输入非参量检测器中进行目标检测。研究表明,相比于海杂波单元,目标单元尖峰区域有更小的前后端IMF分量能量比,适用于慢速目标的检测。