傅里叶变换法用于脉冲多普勒雷达检测加速运动目标的研究

傅里叶变换法通常用于脉冲多普勒雷达检测加速运动目标，尽管该方法的性能会受多普勒拖尾现象限制。机动飞机和导弹属于加速运动目标。本文作者量化了多普勒拖尾的影响。在运用脉冲多普勒雷达检测附加白高斯噪声的非加速目标并估算该目标的径向速度试验中，傅里叶变换法能够使输出信噪比(SNR)随脉冲数线性增加。当目标加速时，只要加速度足够小，那么傅里叶方法仍可以检测目标并估算其平均速度。针对某一给定的加速度，当脉冲数增加时，傅里叶变换法得到的输出信噪比(SNR)随脉冲数的增加成凹函数变化，即输出SNR先增加到最大值然后开始下降，直到该方法不适用为止。因此脉冲数和加速度必须匹配才能获得最佳性能。文中给出了最佳SNR、最佳脉冲数与加速度关系的经验公式。这些结果被证明与采用栅格搜寻的广义似然比检测器设计是相符的。     

多目标单元平均CFAR处理机的M次扫描检测分析

本文分析了在用于估算杂波加噪声电平的一组单元中出现一个或多个干扰目标回波的情况下，一般单元平均（ＣＡ）、最大（ＧＯ）及最小（ＳＯ）恒虚警率（ＣＦＡＲ）检测器的各种性能。推导出了对Ｘ平方目标起估模型采用非相参积累时，这些检测器检测概率的精确表达式。描述了Ｓｗｅｒｌｉｎｇ Ｉ目标模型的结果。随着Ｍ的增大，对于均匀和非均匀两种背景模型，无论使用ＣＡ、ＧＯ还是ＳＯ检测器都将获得较好的性能。在参数相同的情况     

非高斯杂波背景中的两个距离扩展目标检测器

针对采用球不变随机向量(SIRV)建模的非高斯杂波背景中检测具有稀疏散射点的距离扩展目标问题,先假设目标强散射点的位置信息已知,采用广义似然比检验(GLRT)理论,提出了基于散射点位置的GLRT (SL-GLRT) 检测器。然后,采用门限法估计散射点的位置信息,提出了双门限恒虚警率(DT-CFAR)检测器,推导了虚警概率与检测门限关系的解析表达式,并给出门限的确定方法。与现有方法相比,散射点位置信息已知时, SL-GLRT 具有最佳的检测性能,散射点位置信息未知时,DT-CFAR具有较好的鲁棒性。     

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。     

复合高斯杂波中距离分布目标的极化自适应检测

极化高分辨力雷达能够获取更丰富的目标特征信息,充分利用极化信息能够有效地提高检测和识别性能.本文基于广义似然比检验,提出了一种复合高斯杂波中距离分布目标的极化自适应检测器,推导了检测器的虚警概率表达式,理论分析表明其相对于杂波的协方差矩阵和纹理分量都具有恒虚警特性.利用仿真数据统计分析了该检测器的检测性能,仿真结果表明,在一般情况下当辅助数据较少时该检测器的检测性能优于其它同类检测器.     

雷达极化检测器性能对比分析

该文在建立极化雷达杂波和目标回波模型基础上,采用蒙特卡洛仿真方法,对比分析了最佳极化检测器(OPD)、极化白化滤波器(PWF)、最佳张成检测器(OSD)、极化匹配滤波器(PMF)、功率最大综合检测器(PMSD)和单通道检测器(SCD)的理想检测性能,同时,结合各极化检测器的检验统计量,分析了各自的实现难易度.分析结果表明,PWF、OSD和PMSD理想检测性能较好,且较易实现.考虑到工程应用中,PWF、OSD需要杂波协方差先验信息,基于杂波协方差及其关键参数估计,文章进一步对比分析了PWF、OSD和PMSD的自适应检测性能.结果表明,当观测次数大于64时,PWF自适应检测性能最好.     

估算转弯加速度的卡尔曼滤波器

近年来由于计算机的飞速发展，计算速度越来越快，所以用相控阵天线跟踪目标时采用卡尔曼滤波器已成为现实。对直线飞行的目标，卡尔曼滤波器能得到良好的跟踪精度，但若目标的加速度为高斯噪声，目标转弯时跟踪精度会降低。对处理转弯目标的跟踪精度曾提出两种方案，即估算输入的卡尔曼滤波器和二级卡尔曼滤波器。这些卡尔曼滤波器是在目标的运动模型上使位置和速度矢量与加速度矢量分离，利用预测误差估算加速度的。但由于对预测增减较大的目标的急转弯与目标运动模型不匹配，所以得不到良好的跟踪精度。为此提出了为处理目标的急转弯，不用预测误差而是通过卡尔曼滤波器估算的位置计算出形成飞行轨迹的转弯半径和角速度。还通过计算机仿真与原来的中方式进行比较，证明了其有效性。     

低检测概率雷达中随机PRF信号的性能估算

为了产生低检测概率(LPD)的雷达信号，提出了随机PRF(脉冲重复频率)方法。本文对这种方法进行了研究，并简要讨论了该方法对雷达接收机性能的影响。此外还用理论检测法获得了未经许可的接收机及其性能的最佳检测器。然后用这些结果对采用随机PRF的LPD信号特性进行大量的改进。因此，首先要从LPD的观点来估算这些信号的性能，而且表明这种随机PRF信号是非常有用的，可看做是一个可靠的LPD信号。     

未知噪声模型下扩频系统伪码捕获方法研究

针对未知噪声模型下扩频系统伪码捕获问题,提出了一种新的基于分数最大熵概率密度函数(PDF)估计和局部最佳检测(LOD)的伪码捕获方法.通过分数最大熵PDF估计来解析表示未知噪声模型的PDF,在此基础上提出了基于LOD的直扩信号最佳二维捕获结构,并给出了其简化结构.通过仿真可以发现:在高斯噪声环境下,基于分数最大熵PDF估计的LOD检测器检测性能较常规平方和(SS)检测器稍有下降;而在非高斯环境下,本文设计的检测器检测性能相对于常规SS检测器有明显的改善,从根本上改变了常规SS检测器在非高斯噪声模型下性能急剧下降甚至无法工作的现象.     

采用GMTI雷达跟踪难以确定的动-停-动目标的VS-IMM评估器

提出了可变结构相互作用的多模型(V-IMM)评估器的设计，它采用从机载传感器中获得的地面动目标指示(GMTI)的报告来跟踪难以确定的地面目标。为了避开GMTI传感器的探测，目标采用“动-停-动”模式，即目标在加速之前的某个时候以非常低的速度运动或停止。在这种情况下，当目标的径向速度(沿传感器的视线方向)降至低于某个最小的可探测速度时，传感器就无法探测到目标。在这种条件下，如果使用的传感器不能识别“动-停-动”运动模式，将破坏目标的运动轨迹。本文所提出的VS-IMM评估器就是处理难以确定“动-停-动”目标的运动，在这里，当目标的速度降至某个门限以下，跟踪模型就包括了“停止-目标”模式。采用停止目标模型后，即使在目标检测不连续时仍能保持跟踪的稳定。文中采用仿真的方法来说明设计参数的选择和跟踪器的具体设计。最后，对使用停止目标模式的VS-IMM评估器和传统的：IMM评估器进行性能比较。     

在K分布杂波和高斯干扰混合杂波情况下相参雷达检测的自适应积累技术

本文讨论了存在干扰时雷达信号的检测问题。在讨论中，我们假设干扰为相参Ｋ分布杂波和高斯分布干扰的混合杂波。另外还讨论了总是出现在雷达接收机中的热噪声问题。通过适当的似然比测试门槛来确定最佳检测器。为了保证检测器未知相关干扰环境中正常工作，最佳检测器需恰当地估算干扰统计数据。二阶频谱分析不能单独估算Ｋ分布和高斯分布杂波源的相关结构。它们的单独估值只有在更高阶频域中才能获得。因此，文中提出了一种基于二阶     

通过聚集探测SAR图像中的动目标

本文介绍的是一种在合成孔径雷达（SAR）图像中探测动目标的方法。这种方法是将SAR复图像分成若干分区，分别对各个分区进行聚焦，然后测量聚焦区域中锐度的增长情况，这种方法能敏锐地检测到目标的方位速度，对目标径向加速度的检测尤为敏锐，还能对任意方向的运动进行检测，对于只能检测快速运动目标径向速度的传统多普勒传感动目标指示器而言，这种方法是一种有效的补充。     

基于变参数广义结构的距离扩展目标检测方法

针对特定杂波背景下的最优或次优检测器结构难以适应过渡杂波环境的问题，首先，给出基于变参数广义结构的距离扩展目标检测器，通过调整参数来适应杂波特性。其次，确定检测器最佳参数的经验公式，经验公式符合数值结果。最后，利用仿真试验分析检测器的检测性能。仿真结果表明，在介于高斯和复合高斯杂波之间的过渡环境中，提出的检测器比现有检测器具有更加优异的目标检测性能，对杂波非高斯程度时空渐变性具有较强的适应能力。     

频率相关函数在雷达目标检测中的应用

35GHz高分辨合成孔径雷达(SAR)地形图像的分析表明：当以低入射余角观测诸如车辆一类的点目标时，由于车辆的雷达反射截面积(RCS)强度与树干所呈现的RCS的上端不相上下，所以常常很难将车辆一类的点目标与树干区分开来。为了解决点目标／树干混淆问题，已完成了详细研究去评估基于复频率相关函数(FCF)的新颖检测特征的作用。本文介绍了一种FCF分析研究及其实际意义，数值仿真研究的结果旨在评估采用了FCF的检测算法的性能，并在35GHz和95GHz所进行的实验观测证实了该理论。发现在90％以上的情况下，FCF检测算法能正确识别树干，而虚警率仅为3％。     

采用非同时数据的平均电平自适应检测器

本文给出了一种平均电平自适应检测器（ＭＬＡＤ）的收敛结果。ＭＬＡＤ包括一个带有平均电平检测器（ＭＬＤ）的自适应匹配滤波器（用于空间相关输入）。由一组数据估算出的自适应匹配滤波器的最佳权数适用于一组统计独立的非同时数据。ＭＬＤ的门限由结果数据确定。此后，把一个候选单元与该门限相比较，得出了作为一些参数的函数的虚警概率和检测概率，这些参数是门限系数、匹配滤波器的阶数、用于计算自适应匹配滤波器权数的每个     

多卫星环境下的空时发射分集技术

分析了宽带码分多址多卫星通用移动电信系统(UMTS)环境前向链路中应用的一些不同分集方案空时码性能。为实现空时Turbo编码调制(STTCM)，采用了卷积码(CC)和迭代译码，并在两卫星环境下对不同发送方案进行了模拟。结果显示，在低信噪比(sNR)时，选择式发射分集(STD)的误码率(BER)和误帧率(FER)优于其他方案。随着SNR的增大，空时格码(STTC)(未编码系统)和STTCM(编码系统)的FER最佳。     

杂波环境下的机动目标检测和跟踪算法

交互多模式(IMM)是一种有效的机动目标跟踪算法,但由于其要求具有很多的先验前提条件而不利于工程实现.研究了一种杂波环境下更适合于工程实现的机动目标(同样适用非机动目标)的跟踪算法,该算法通过一种由测量位置估计误差决定的机动检测函数来实现杂波背景中的机动目标检测,并通过改变Kalman滤波的相关参数,实现自适应跟踪.该算法克服了IMM算法的模式限制和复杂性,同时也避免了对非机动目标的跟踪中,在跟踪模式间相互切换时所换造成的影响.通过在空管系统(ATC)的大量模拟实验,验证了该算法的有效性和重大应用价值.     

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     

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。     

在轨高效目标检测加速技术

针对深度卷积网络目标检测算法参数量大、计算量大以及受星上计算资源、存储资源及功耗的限制，难以实现在轨部署的问题，提出了一种在轨高效目标检测算法加速框架与实现方法。首先，设计了一种可以同时兼容三种卷积算子的计算引擎，有效提高了资源利用率;其次，从通道和卷积核两个维度将目标检测算法模型展开，实现了加速器的高度并行化和可扩展性;最后，在多种FPGA平台上实现了该加速器并对其性能进行了评估。实验结果表明：所提出的加速器计算性能可以达到1843.2 GFLOPs(每秒千兆次浮点运算)，推理时间为0.22 ms。与同类加速器方案相比，所提出的加速器框架在性能、功耗、能效比及推理时间方面具有很大优势，适合部署在资源受限环境中，具有良好的星上应用前景和价值。