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。     

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。     

利用小波变换检测微弱雷达信号

雷达中弱信号的检测是与提高探测性能有关的基本而又重要的课题。雷达的探测距离可用雷达方程以接收机输出信号与噪声之比的函数给出。过去,为了提高信噪比,采用脉冲积累的方法。近几年来又提出用图像处理范围内使用的小波变换收机输出信噪比的方法。因小波变换 利用实空间与傅里叶两个空间内部局部化的小波进行信号处理的,因此希望获得比实空间的脉冲积累法更好的效果。假设接收机内产生的内部噪声是白噪声,那么,通过白噪声的     

长时间积累下雷达高速目标检测算法综述

隐身技术与高速飞行器的发展给雷达探测目标带来了严峻挑战,而长时间积累技术就是在信号处理领域帮助雷达进行目标检测时提高信噪比的一种有效方法。对于高速高机动目标而言,信号在长时间累积中会在距离域和多普勒域引起跨距离单元走动和跨多普勒单元走动问题。“两跨”问题会严重影响积累增益,传统的MTD（Moving Target Detection,运动目标检测）方法已经无法对信号进行能量累积。为了解决“两跨”问题,提高雷达对高速目标的探测性能,近些年已涌现很多方法,本文将依据目标运动模型把长时间积累下分为径向匀速运动下的长时间积累、径向加速运动下的长时间积累、径向高阶复杂运动下的长时间积累三类进行分析,对相应模型下的“两跨”问题与解决方法进行综述和总结,意在为后续研究提供参考。     

基于分数阶Fourier域滤波的SAR多运动目标检测和参数估计

SAR多运动目标的检测和参数估计较单运动目标的难度大大增加,传统的WVD方法在处理多分量线性 调频信号时存在交叉项干扰的问题,改进的WVD-HT方法可减弱交叉项的影响,但并不能从根本上解决交叉项问题, 同时计算量也很大。文中提出一种基于分数阶Fourier域滤波的多运动目标检测和参数估计方法,在运动目标和静止目 标信号分离后通过逐个消去强目标信号,有效地解决了弱目标信号的检测和参数估计问题,由于分数阶Fourier变换是 线性变换,从而免除了交叉项的困扰。仿真和实测数据的处理结果验证了算法的有效性。     

基于自适应波形设计的天基雷达目标检测方法

针对天基雷达检测海面目标时杂波特性复杂、场景变化迅速和信杂比低的问题,文中提出一种基于波形自适应设计的目标检测方法。这种方法将每个驻留时间分拆为若干个子驻留,在第1个子驻留上发射线性调频脉冲,并进行预检测和杂波协方差估计。在后续子驻留中采用多粒子滤波技术对杂波协方差进行动态更新,以适应天基雷达杂波的快速变化。进而在后续子驻留中利用平均平方优化技术自适应的设计波形,并进行主成分分析和广义似然比检验,以提高信杂比和实现恒虚警率检测。最后,文中将海杂波建模为复合高斯过程、将目标建模为若干个具有确定但未知散射幅值的散射体,并进行仿真实验。结果表明,在尖峰性海杂波环境和天基监视雷达配置条件下,用这种目标检测方法实现可靠检测所需的信杂比降低约9dB,可有效改善对弱小目标的检测效果。     

采用PDI方式改善多普勒雷达加速度目标的检测性能

多普勒雷达利用接收天线接收来自目标的反射信号，通过接收机限制带宽并进行相位检波，再由A／D变换器转换成数字信号，然后采用FFT（快速傅里叶变换）完成相干积累，通过PDI（检波后积累）处理可提高信号与噪声功率之比，进而提高目标波概率。采用常规的PDI方式时，假设目标匀速运动，可以对同一多普勒单元的信号成本进行积累处理，但对多普勒频率随时间变化的加速运动的目标信号成分，就不能进行积累处理，于是出现了检波性能变坏的问题。本文提出的方式不仅能提高对匀速运动目标的检测性能，也能提高对加速运动的目标检测性能。在相干积累后的多普勒频域上设目标的初速度和加速度，再根据假设的初速度和加速度设效率高的PDI积累电路，补偿由加速度引起的多普勒的变化，然后进行PDI处理（本文称PDI偏移PDI方式）。假设目标运动模型为斯威林1型，考虑到由于进行相干积累的滤波器特性引起的损耗，对目标检测概率进行计算，就能进行偏移PDI的目标检测性能的评价。评估的结果验证了本方法的有效性。     

运用Hough变换的搜索雷达检测和跟踪：第三部分：利用二元积累的检测性能

本文研究了如何利用二元积累的Ｈｏｕｇｈ变换检测器较好地改善典型警戒雷达的性能,对于Ｈｏｕｇｈ变换检测,当多目标在距离－时间空间出现或检测器接收大功率范围的信号时,二元积累较非相参积累具有某些优点,我们得出了Ｈｏｕｇｈ变换二元变换器ＰＦ和ＰＤ的表达式,并将这些表达式应用于一种典型的警戒雷达,结果表明,就所研究的情况而言,二元Ｈｏｕｇｈ积累器对非起伏目标改善了雷达的功率分配的３ｄＢ对高起伏目标改善了约     

基于加速度分析的星载SAR-GMTI运动目标参数估计

针对具有加速度的地面快速运动目标对合成孔径雷达成像和参数估计带来的影响,提出了一种基于重聚焦的三通道运动目标检测方法.通过分析包含加速度的运动目标回波模型,使用广义二阶Keystone变换对杂波抑制后的通道数据进行距离弯曲校正,时频分析构造二次相位补偿函数校正剩余距离走动,并结合方位向傅立叶变换对运动目标进行聚焦成像.最后采用干涉处理技术求解运动目标参数矢量,完成目标的定位.仿真结果验证了该运动目标参数估计方法的有效性.     

天基雷达观测空间碎片的研究现状及关键技术分析

文章针对空间碎片观测中尚未得到确切观测数据的危险碎片的观测需求,综合分析了国内外的研究水平和现状,对天基雷达观测的需求和关键技术开展研究,提出了天基空间碎片观测有三个关键技术需要解决,即如何确定雷达工作体制和平台轨道以提高观测效率,如何有效探测尺度只有几个毫米-几个厘米的细小目标,如何对观测到的空间碎片进行分类和精确定轨。     

基于距离走动校正和多普勒高阶项补偿的高超音速目标检测方法

针对机载雷达对高超音速运动目标的检测性能下降问题,首先建立了高超音速运动目标回波信号模型,在此基础上定量分析了目标高超音速运动引起的跨距离单元走动和多普勒频率时变现象。经过详细推导,利用Keystone变换法完成了回波的跨距离单元走动校正,并将基于高阶模糊度函数的参数估计技术应用于高超音速目标多普勒参量估计中,补偿多普勒高阶项后进行相参积累处理。通过计算机仿真证明了所提方法的有效性。     

空间目标高分辨距离像运动参数估计

建立了宽带线性调频雷达信号的空间目标回波模型，对目标回波信号进行了分析，分析了空间目标高速运动对目标高分辨一维距离像的影响，提出了用多项式变换进行参数估计的方法。利用估计参数进行运动补偿，消除目标速度和加速度对目标一维距离像的影响。最后给出了仿真结果，验证了本文的分析结果正确和算法有效。     

非匀速弹道SAR成像方法研究

非匀速直线弹道成像是弹载SAR领域的核心问题之一。首先构建三维空间中的非匀直弹道模型,通过泰勒近似公式分析运动偏差的来源,并将运动偏差分解成方位偏移、地距偏移和俯仰偏移等三个部分。推导了横向运动和俯冲运动分别引起的地距偏移和俯仰偏移函数,从而得到了对应的运动补偿函数。方位偏移表现为SAR平台在方位向作变速直线运动,回波的数据格式可看成空间非均匀采样的结果。为此,提出了一种利用空间非均匀采样模型替代时域变多普勒模型的成像方法。该算法将变速运动等间隔时间采样的回波数据等效为匀速运动中非等间隔时间采样数据,然后通过方位向非均匀离散傅立叶变换将数据变换到均匀频率域,再完成其它后续的成像操作。完整地推导了非匀直弹道SAR成像的全过程,点目标仿真结果清晰可见,表明了算法的有效性。
     

基于分数傅立叶变换的SAR成像算法研究

当距离徙动较小时,合成孔径雷达(SAR)回波信号在方位向和距离向都可以转化为调频信号,据此提出一种基于分数傅立叶变换(FRFT)的SAR成像算法,通过距离向和方位向的特定阶次的FRFT,在两个方向上把回波信号同时近似地压缩为脉冲函数。理论分析和仿真数据结果表明,该算法计算简单快速,只需两次FRFT即在分数傅立叶域可以有效成像,并且成像精度优于传统的Chirp Scaling算法。     

基于边缘特征的相位相关简化方法在空间目标运动估值中的应用

提出利用基于图像边缘特征的相位相关简化方法来进行空间目标平移运动的检测。为了能有效抑制噪声和亮度变化的影响,在传统互相关方法的基础上提出一种先提取目标的边缘特征,再利用傅里叶平移特性进行归一化相位相关处理的检测方法,从而实现两幅相似图像间的相对平移矢量的准确估计,它较比时域方法和基于灰度信息的互相关方法能获得更准确的检测结果和更强的噪声抑制能力。同时,为满足系统实时性的要求,还采用了将二维图像映射为一维信号的简化方法,将程序执行时间缩短了4倍。仿真实验结果显示,利用边缘特征的简化方法对于受到严重噪声干扰的空间运动目标具有很好的检测结果,进一步证明了算法的有效性和实用性。     

基于FPGA的并行可配置Keystone实时处理架构设计*

针对雷达高速运动目标脉间存在距离单元走动而不利于长时间积累的问题,采用Keystone变换技术补偿距离单元走动是雷达提升高速运动目标检测和ISAR成像性能的一种有效方法。但Keystone变换计算复杂度高,在工程上实现实时处理极为困难。提出一种并行度可配置的Keystone实时处理架构,支持增加并行度来提升处理性能,实现资源与处理性能的互换。通过仿真和板上验证表明,Keystone处理架构是有效的。使用Keystone实时处理架构实现高速运算目标的相参积累与理论结果相比,最大相对误差小于10e-8;在并行度为1的情况下,平均单频点2048脉冲的Keystone处理需小于25μs,满足Keystone实时处理要求。     

机载SAR运动补偿技术研究

文中围绕机载SAR的运动补偿问题,对机载SAR运动误差的产生、运动误差对成像的影响以及运动补偿的实现等问题做大量探讨与仿真论证,并利用机载飞行试验的实测数据进行成像试验,验证运动补偿算法的有效性。