机载雷达的多个分辨率信号处理技术

合成孔径雷达（SAR）利用通过时间积累和自身的运动所获得的很高空间分辨率，可以降低某一给定分辨单元中的背景杂波功率，从而探测出非运动目标。而地面动目标显示（GMTI）雷达为了探测则采用低得多的分辨处理，利用的是实际孔径与动目标和杂波之间的空．时响应的相对差别。因此，SAR和GMTI代表了两种不同的时间处理分辨尺度，它们对探测固定（在SAR情况下）或者外围杂波中的（在GMTI情况下）目标来说是最佳的，并已经单独验证过，能够很好地工作。基于机载雷达数据处理的这种多个分辨率说明，就有可能研究出一种探测技术，该技术将着手优化信号处理分辨尺度（比如时间积累的长度）来与所关注目标的动态情况相匹配。本文研究怎样利用长相参处理时间间隔（CPI）的信号处理技术来改善GMTI雷达的探测性能。     

现实的机载GMTI雷达信号处理

知识辅助传感器信号处理和专家推理（KASSPER）方案旨在通过考虑全部可利用的先验知识来改善机载地面动目标显示（GMTI）雷达的性能。一条很有用的信息是雷达回波信号为接近理想平面波的叠加。可以用采样GMTI雷达数据的平面波信号和杂波模型校准接收阵列、抑制杂波和检测动目标。每个距离门是单独处理的。采样协方差矩阵是不必要的。完成了综合的KASSPER Challenge Datacube处理以验证性能。     

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。     

前视雷达的自适应空时处理

在现有的雷达文献中，几乎一例外地对旁视机载雷达杂波抑制及干扰抑制的空时适应处理技术作了专门的讨论。在ＳＬＡＲ中，杂波多普勒与杂波角位置间存在一种单线的线性关系，这种关系的存在，导致从理论上计可以得到杂波完全抑制掉的ＳＴＡＰ法。     

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。     

一种SAR运动目标时频检测方法

合成孔径雷达(SAR)主瓣杂波在时频平面中呈带状分布,散布宽度与雷达波束有关;目标距离向速度引起回波信号中心频率的偏移,当此速度较大时则导致目标在时频平面内偏出主瓣杂波散布范围;目标方位向速度引起它与杂波调频率的差异,当沿着动目标调频率方向进行相干积累时检测效果最佳,主、副瓣杂波得到一定的抑制,抑制效果还与雷达相干积累时间、目标方位向速度有关。针对动、静目标如此之不同,文章提出以动、静目标调频率、中心频率之间的差异为核心的杂波抑制方法,最后在低信杂比的条件下进行了SAR模拟场景仿真研究,在时频域实现杂波抑制和动目标信号的有效积累。     

地形回避与地形跟随技术发展及其在机载雷达中的早期应用简史

地形回避与地形跟随技术是机载雷达用于帮助军用航空器低空突防飞行的专用技术。本文简要回顾它们早期的技术发展和应用情况，目前的应用和未来前景也略有涉及。     

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。     

地面动目标的干涉成像

本文论述了一种干涉合成孔径雷达处理技术，即干涉动目标聚焦该技术能够产生杂波已被抑制的地面动目标图像。     

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。     

采用锥削天线阵列的机载自适应MTI

空时自适应处理能实现机载雷达的最佳杂波抑制。本文讨论了实际雷达系统的设计阶段所遇到的几个与空时自适应处理有关的问题；采用实际阵列天线（１２０４单元平面圆形阵列）时的空时自适应处理，前视阵列结构的空时自适应处理，空时自适应处理与常规时域ＭＴＩ处理的比较，销削的效果及蓄意干扰对空时自适应处理的影响。这一研究工作的成果将用于三国联合ＡＭＳＡＲ（机载多功能固态有源阵列雷池）计划。     

频率捷变与动目标检测(MTD)兼容技术述评

频率捷变雷达在抗有源杂波干扰、抑制海浪杂波以及提高雷达的探测性能方面,一般来说均优于普通雷达。为了抗雷达箔条和地物、云雨杂波干扰,须采用动目标检测技术。频率捷变和动目标检测是两种不同体制的雷达技术,两者在原理上及对器件的要求上都存在着矛盾。目前,国内外对频率捷变和动目标检测的兼容性还在进行研究。对全相参雷达,已实现了成组捷变与动目标检测的兼容以及随机捷变同频MTD处理;对非相参雷达,还仅仅是实现了二者的并存。本文分析了目前已经采用的、正在研究和可能采用的几种兼容方法的原理,主要性能及优缺点,提出了对两种体制兼容的最佳方案的看法。     

一种干扰环境下的机载SAR慢动目标检测方法

在电磁干扰的环境下,经典的合成孔径雷达(SAR)的成像和地面动日标检测算法的性能将会变差甚至失效,因此研究存在干扰时的高效可行的SAR动目标检测方法具有重要的实际意义.提出一种将自适应波束形成技术和杂波抑制干涉(CSI)技术相结合的阵列天线动目标检测方法.该方法首先采用自适应波束形成技术消除干扰,然后用CSI方法抑制地杂波并实现运动目标的检测.同时,采用不等间距偏置相位中心天线(DPCA)技术,消除了盲速区.从SAR天线结构和空间几何模型人手,详细分析了干扰抑制原理、杂波抑制和动目标检测原理并给出了其实现框图.最后通过计算机仿真,验证了该方法的可行性.     

采用多普勒补偿的机载双基地雷达改进型JDL

研究了空时自适应处理（STAP）技术在双基地机载雷达应用中的相关问题。对于地面动目标指示（MTI）雷达，杂波多普勒频率与各种阵列结构的距离而不是线性侧视结构有关。这种距离相关性导致了STAP技术的杂波抑制问题。一种情况是STAP滤波器变成距离相关。本文建议在角度一多普勒域上利用插值对改进型联合域局部（JDL）处理器进行多普勒补偿。仿真结果显示处理器的性能在整个频谱上有明显改善。     

一种动目标检测的优化设计及应用

文章提出一种新的动目标检测(MTD)滤波器组设计方法,即信号处理系统分为目标处理通道和气象处理通道;目标通道采用自适应动目标检测(AMTD)处理方式,实时检测杂波的存在,判定杂波强度(如强、中、弱),根据杂波的强度自动产生或选择滤波器加权因子,以期保证对地杂波高度抑制的前提下,尽量减少信噪比损失,提高对弱小目标的检测能力。该方法可提高雷达在杂波环境中的自适应性能,具有一定的实用价值。     

用双基超宽带合成孔径雷达提取地面动目标信息

讨论了在超宽带波束合成孔径雷达，系统中利用双基天线构造进行地面动目标显示的方法。为了抑制强杂波信号，雷达信道具有同样严格的要求。在双基系统中这些信道是不一样的，作者研究了如何补偿这种双基构造。双基杂波散射的影响是不可能补偿的，因此尝试对地面动目标显示的双基散射影响进行估算。在时域和频域中可把宽天线波束的双基合成孔径转换成单元基合成孔径。雷达信道间的失配会引起杂波泄漏，明确了时域和频域脉冲压缩冲激响应泄漏。     

采用非旁视天线的机械地面动目标检测

众所周知，采用机械雷达进行目标检测会因为平台引起的杂回波谱扩展而变得复杂起来，因此，常规的脉冲多普勒雷达要求目标具有最小可检速度（ＭＤＶ）以便消除主波束（和旁瓣）杂波，为了减少机载预警（ＡＥＷ）雷达对ＭＤＶ的要示，近年来，人们对采用空－时自适应处理（ＳＴＡＰ）技术和移相中天线（ＤＰＣＡ）处理技术的旁视，多通道（即多孔径）雷达进行了大量的研究，象ＪＳＴＡＲＳ那样的ＧＭＴＩ（地面动目标检测）雷达也采用类似的技术来检测象坦克、吉普车之类持面慢速运动目标。大多数文章都涉及到旁视机载雷达（ＳＬＡＲ），在这种情况下也径相位中心们于飞行路径的一条平行线上，本文讨论了一般的非旁视的机载ＧＭＴＩ雷达的设计与性能，此时阵列不是正侧视的，极端情况为前视机载雷达（ＦＬＡＲ）。非旁视的机载ＧＭＴＩ格外引入注目，因为它适合于经常用于大视角     

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。     

一种基于优化设计的动目标检测方法及其运用

提出一种新的动目标检测(MTD)滤波器组设计方法,即通过设置目标处理通道和气象处理通道,其中目标通道采用自适应动目标检测(AMTD)处理方式,实时检测杂波的存在,根据杂波的强弱自动产生或选择滤波器加权因子,以保证抑制地杂波的同时,减少信噪比损失,提高对弱小目标的检测性能。仿真结果证明该方法是有效的,且在工程上有一定的实用价值。     

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。