分布式OFDM-MIMO雷达非相参积累目标检测方法

针对目标雷达截面积(radar cross section, RCS)空间起伏,不易于常规雷达进行长时间积累检测的问题,结合正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)波形与分布式多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达的特点,提出了一种基于分布式OFDM MIMO雷达的非相参积累目标检测方法。该方法使获得的多路回波信号短时间内非相参并行处理,削弱了长时间积累、复杂的相位补偿以及RCS快起伏对检测性能的影响,有效实现了多个目标的积累和检测。仿真结果证实了提出方法的有效性。     

基于Chirp Z变换的海面目标帧间非相参积累技术

为提升雷达对海面微弱目标的探测能力,提出基于Chirp Z变换的多圈扫描帧间非相参积累技术。首先,建立多圈扫描采用不同载频时的雷达回波信号模型。然后,提出基于Chirp Z变换的运动目标帧间多普勒校正和距离走动补偿方法,使得多圈扫描数据经过处理后,目标出现在相同的距离多普勒检测单元内,从而可以直接进行帧间的非相参积累,实现对微弱目标检测性能的提升。最后,结合仿真试验和实测数据,验证了所提方法的有效性。     

自适应门限恒虚警检测的研究

雷达根据单个接收脉冲进行检测是不常见的，通常都要采用积累技术，积累分为相参积累和非相参积累。本文讨论的是非相参积累后的自适应门限恒虚警检测问题。幅度为瑞利分布的噪声，经非相参积累后的噪声分布已发生了变化，幅度不再服从瑞利分布，本文讨论了非相参积累后的噪声分布，并对恒虚警检测方案进行了研究。     

一种宽带雷达相干检测的新方法

宽带雷达目标回波表现为多散射点子回波的合成,各子回波幅度、频率、相位具有一定的随机性,造成一个重复周期内各子回波信号能量难以有效积累,严重影响宽带雷达目标检测性能.针对此问题,提出利用RELAX算法实现宽带雷达目标多散射点子回波精确分离,对各子回波幅度相加实现多散射点回波能量相参积累,提高输出信噪比,从而增强宽带雷达的目标检测性能.仿真及实测数据处理结果表明所提出的方法应用于宽带雷达重复周期内多散射点回波能量相参积累是有效的.     

PD雷达谱分析中的帧重叠ZoomFFT优化设计

针对脉冲多普勒(PD)雷达回波信号频谱分析问题,提出了帧重叠ZoomFFT方法。该方法既可以获得信号局部频谱的高分辨率,又可以提高FFT相参积累的增益,从而提高了PD雷达微弱信号的检测能力以及参数测量精度。文章在介绍该方法基本原理的基础上,针对高重频(HPRF)PD雷达应用,提出了帧重叠ZoomFFT方法的参数设计准则。同时分析了帧重叠对于非相参积累和目标检测的影响,并且给出了具体应用的参数设计及其性能仿真,最后介绍了采用帧重叠ZoomFFT方法的PD雷达信号实时谱分析系统的实现方案。     

高速运动雷达弱小目标检测方法研究

针对强杂波下高速运动的雷达弱小目标的特点,提出了一种基于短时滑窗相参积累和改进动态规划的检测前跟踪相结合的算法。首先,将雷达的回波信号构成一个先入先出的队列,进行短时滑窗相参积累。其次,在航迹跟踪时采用了基于改进动态规划的检测前跟踪算法,并且在原来的状态转移的基础上又对后续状态进行了估计,从而降低了相邻两帧间目标强度起伏的影响。实测数据证明此算法检测性能好,计算量较小,实际可行。     

一种基于相位补偿处理的积累检测器

主要针对宽带雷达下的距离扩展目标提出了一种基于相位补偿处理的能量积累检测器.现有的单脉冲扩展目标检测方法都是在包络检波或平方率检波后进行的,丢失了信号的相位信息,就不可避免的会造成检测性能的损失.从信号的相位分析入手,通过对目标信号的相位进行补偿处理,然后进行能量积累和CFAR检测,实现对扩展目标的检测.最后通过两个Monte Carlo仿真实验,将提出的方法与能量积累检测器作比较,发现在目标散射中心均匀分布及高斯白噪声的假设下,提出的方法有较好的检测性能.     

辅助数据缺失环境下结构化自适应目标检测器

杂波背景非均匀导致经典自适应检测方法性能下降,为改善辅助数据缺失环境下的目标检测性能,研究了雷达目标结构化自适应检测方法。利用杂波协方差矩阵斜对称特征,设计了结构化广义似然比检验自适应检测器,提高了杂波谱结构化信息和待检测单元杂波信息的利用率;进一步推导了检测器的实数域表达式。仿真分析表明,所提检测器具有恒虚警率特性,其检测性能对不同杂波相关性具有很好的鲁棒性。在辅助数据缺失环境下,所提检测器性能优于现有典型非结构化和结构化检测器,且这种优势随着辅助数据缺失程度的增大而加大。     

基于修正熵的距离扩展目标检测器

针对采用球不变随机向量(spherically invariant random vector, SIRV)建模的非高斯杂波背景下，目标散射点个数估计失配时，修正的依赖于散射点密度的检测器（modified scatter density dependent, MSDD)检测距离扩展目标存在一定的信噪比损失问题，提出了一种基于修正熵的MSDD检测器（modified entropy-MSDD, ME-MSDD）。ME-MSDD先采用修正熵对目标强散射点个数进行估计，然后对目标强散射点进行积累形成检测统计量。最后，针对不同的目标模型及实测目标一维距离像对检测器性能进行评估，结果表明，与不依赖于散射点密度的检测器（non-scatter density dependent, NSDD)、基于动态阈值的检测器（dynamic threshold, DT)和MSDD相比，ME-MSDD能根据实际观测值自适应地估计目标散射点个数，具有更好的检测性能和鲁棒性。     

一种基于谐波数估计的距离扩展目标检测算法

宽带雷达的目标回波信号分布在多个距离分辨单元内,被称为距离扩展目标。距离扩展目标信号傅里叶变换后在距离频率域可表示为由散射点强度和相对位置决定的不同幅度、频率和相位谐波叠加的谐波过程。将高斯白噪声中距离扩展目标检测问题转换为谐波过程的谐波数估计问题来进行目标检测。给出了高斯白噪声中使用总体最小二乘奇异值分解的谐波数估计的距离扩展目标检测器,对检测器的性能分析表明该检测器具有恒虚警性能。使用模拟数据和实测飞机数据的计算机仿真实验表明,本文提出的检测器比能量积累检测器有更好的检测能力。     

宽带雷达目标的稳健二进制检测算法

由于宽带雷达的高分辨距离像(high resolution range profile, HRRP)对方位变化非常敏感,传统的基于散射点密度广义似然比(scatter density dependent generalized likelihood rate test, SDD GLRT)或二进制积累器(binary integration, BI)检测算法存在参数选择困难的问题。提出的稳健二进制积累器(robust binary integration, RBI)采用高低双门限，分别对HRRP进行量化，然后将过高门限的距离单元数加权后与过低门限的距离单元数求和，并将该值与第二门限比较做出最终判决。而后研究了RBI的虚警概率和参数选择的方法。实测数据仿真结果表明, RBI对高低熵值的HRRP都可保证稳健、良好的检测性能。     

非平稳海杂波背景下子带分段ANMF检测器

针对非平稳海杂波背景下的雷达目标检测问题,传统自适应相干检测器由于强杂波干扰以及相干累积时长的限制而性能表现不佳。为克服这一限制,提出了子带分段自适应归一化匹配滤波检测器(subband segmented adaptive normalized matched filter,SS-ANMF),其由一个线性相位离散傅里叶变换调制滤波器组和每个子带上的分段自适应归一化匹配滤波器(adaptive normalized matched filter,ANMF)检测器构成。在频域上, SS-ANMF检测器通过子带分解技术,不仅抑制了带内外杂波,而且提升了杂波的短期平稳性;在相干累积时段内,通过对分段ANMF在所有子带上的最大响应进行累积求和,实现了有限参考样本下的长时累积。采用实测海杂波数据的实验表明,SS ANMF检测器明显优于对比算法。     

基于投影余角的多普勒雷达几何检测器

针对多普勒雷达信号检测问题, 基于几何代数工具重新审视离散傅里叶变换, 提出了一种以投影余角为检验统计量的多普勒雷达几何检测器。该检测器相对传统功率/包络检测器具有良好的动态压缩性质与恒虚警特性。通过与现有功率/包络恒虚警检测器的对比试验, 表明了几何检测器对背景起伏与强多音信号干扰的优良适应能力, 为雷达检测器设计提供了一种新的视角和工具。     

基于广义似然比的宽带分布式目标检测算法

针对在相干积累期间发生距离走动的分布式目标检测问题,提出了一种广义似然算法及其改进算法。该算法采用广义似然函数准则与极大似然方法对不同预设速度下各个距离单元的信号进行估计,得到了两步广义似然比检测算子。进一步利用目标相邻强散射单元特性和相邻预设速度相关性,推导出改进的三步广义似然算法,随后证明了这两种算法的恒虚警率性。对两类飞机实测数据的多个实验结果表明,当目标发生距离走动的情况下,该算法性能相对与传统的非相干积累算法有明显提高。     

基于二维积累的雷达分布式目标检测新方法

利用单元积累的思想,先在各个方位上提取目标散射中心后,对分布式目标进行一维化处理,然后对各个方位的目标散射中心能量进行非相干积累,得到了高斯背景中高分辨率雷达分布式目标的检验统计量。仿真结果表明,该方法较距离扩展目标检测方法的检测性能有明显改善,且其检测性能随着角分辨率的提高而进一步改善。此方法可用于信号级检测SARI、SAR等分布式目标。     

红外图像序列中机动点目标的快速检测技术

本文针对红外自动寻的末制导系统提出了一种适合于检测星空背景下的远距离点目标的快速算法,它可用于检测静止不动、匀速运动和机动运动的点目标。该算法通过构造一个关于3D空间中数据集的轨迹表达的总代价函数将点目标轨迹提取问题转化成为总代价函数对目标参量的最优化问题,通过迭代算法实现这个最优化,文章证明了算法的收敛性,并估算了该检测算法的检测性能,实验表明该方法适合于小SNR时的点目标检测。     

一种新的基于有序统计的恒虚警处理器

本文提出一种新的基于有序统计的恒虚警检测器。这种新的检测器是广义有序统计单元平均（ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＯｒｄｅｒｅｄＳｔａｔｉｓｔｉｃＣｅｌｌＡｖｅｒａｇｉｎｇ－ＧＯＳＣＡ）恒虚警算法。对这种新的恒虚警算法在斯威林２型目标假设下，我们获得了虚警和探测概率的解析表达式。与ＯＳ－ＣＦＡＲ相比，ＧＯＳＣＡ－ＣＦＡＲ在均匀干扰背景和多目标情况下均具有最好的检测性能，并且其参考滑窗单元幅值排序时间还不到ＯＳ－ＣＦＡＲ的一半。     

基于目标极化适配的极化检测算法

极化检测是雷达目标检测的一个重要分支.在高斯杂波统计特征已知的情况下,极化白化滤波器(PWF)常被用于杂波中雷达目标的检测.假设目标的极化特性和杂波的统计特征均已知,为了利用目标的先验知识,提出了一种基于目标极化适配的检测算法,据此算法设计了极化适配检测器(PAD).PAD和PWF对低极化度高斯杂波中二面角的模拟检测结果显示,在低信杂比下,PAD算法具有较好的检测性能.     

背景辐射对拦截器导引头探测性能的影响分析

在综合考虑背景辐射、光学系统近场辐射、探测器及其后续处理电路和焦平面非均匀性噪声影响的基础上,建立了拦截器导引头红外传感器的探测性能模型。根据文献给定的拦截器导引头参数对模型进行了验证,并利用所建立的模型分析了背景辐射对拦截器探测性能的影响。提出的方法和模型具有通用性,可用于分析背景辐射影响下各种拦截器红外导引头的探测能力。