数字电视外辐射源雷达目标徙动补偿新方法

增加相参积累时间是提高数字电视外辐射源雷达探测能力的一种较为常见的技术,但当目标速度和加速度较大时,长时间相参积累会使目标回波面临距离徙动和多普勒徙动,且当外辐射源雷达信号在慢时域为非均匀采样(如中国移动多媒体广播信号)时,广泛采用的如Keystone变换和Radon-Fourier变换等徙动补偿算法已不能很好地适用。该文研究了一种基于两次短傅里叶变换的徙动补偿算法,可同时适用于非均匀和均匀采样信号,并在此基础上提出一种修正算法,修正后的该算法能检测具有更大速度和加速度的目标,同时用于均匀采样时,相对已有一些算法其运算量更小。文中首先分析了非均匀采样信号的特殊性及该特殊性带来的新困难,接着基于该特殊信号的多普勒处理阐述了徙动机理与该徙动补偿算法的基本原理。仿真和实测数据处理证明了该算法的有效性。     

基于相邻互相关函数-参数化中心频率-调频率分布-Keystone变换的无源雷达机动目标相参积累方法

延长积累时间可以有效提高无源雷达的目标探测能力,但是对于高速机动目标,其速度、加速度、第二加速度等因素导致现有的检测算法在积累过程中发生距离徙动(RM)和多普勒频率徙动(DFM),使得目标检测性能恶化。该文针对无源雷达中变加速运动目标的长时间相参积累问题,提出一种基于相邻互相关函数(ACCF)-参数化中心频率-调频率分布(PCFCRD)-Keystone变换(KT)的相参积累算法(ACCF-PCFCRD-KT)。首先给出无源雷达中变加速运动目标的回波模型,分析了目标速度、加速度和第二加速度对相参积累的影响。针对目标第二加速度引起的多普勒频率弯曲,采用ACCF降低了距离和多普勒频率徙动的阶数,而后利用PCFCRD估计出目标加速度和第二加速度参数,在补偿了目标加速度和第二加速度引起的2次和3次徙动后,利用KT校正目标速度引起的线性徙动,并实现目标回波的积累。仿真结果表明,该算法可有效补偿无源雷达中目标运动导致的RM和DFM,对变加速机动目标的积累效果显著优于现有算法。     

外辐射源雷达距离徙动校正并行实现与实验研究

增加相参积累时间是一种提高雷达探测能力的有效方法,但当目标速度较高时,长时间相参积累会导致目标出现距离徙动效应,从而降低了信噪比,影响雷达的探测威力。针对距离徙动问题,本文给出了Keystone变换(KT)校正算法,仿真评估了三种实现KT方法的性能,进而提出并实现了基于图形处理器(GPU)的线性调频Z变换(CZT)并行算法,结合外辐射源雷达实验证实了该方法的实时性和有效性。     

外辐射源雷达多普勒徙动补偿新方法

长时间相参积累是外辐射源雷达提高目标增益的主要手段,由于其固有的双基构型及目标运动存在加速度等因素,使得积累期间跨越多个多普勒单元,导致多普勒徙动,从而严重影响目标积累增益,降低目标探测距离。现有的一些多普勒徙动校正方法因为计算量大,不能实时实现。提出的STFT-Hough变换方法通过无交叉数据滑动窗截取信号和多普勒频率取峰值的方式大大降低了算法的计算复杂度。最后仿真和实测数据表明,算法可以补偿运动目标检测中出现的多普勒徙动展宽,并且运算速度快,系统能够实时实现。     

机载外辐射源雷达空时处理中距离徙动校正算法研究

空时处理是实现机载外辐射源雷达杂波抑制和目标能量积累的有效手段。然而,外辐射源雷达目标信号微弱,需要在长相干处理时间(CPI)下进行空时处理,以提高目标信噪比。长CPI下,目标将出现距离徙动,造成积累增益损失,降低系统威力。针对上述问题,该文根据外辐射源雷达特点,提出将Keystone变换与3DT-SAP算法有机结合的距离徙动校正算法。该算法计算效率高,具有实时处理的潜力,能在抑制杂波的同时校正距离徙动,且校正过程信号能量损失小。仿真表明,该算法能充分抑制杂波,且对不同速度、不同强弱的目标进行有效的距离徙动校正,是一种高效、高性能的机载外辐射雷达距离徙动校正算法。     

外辐射源雷达长时间积累目标探测性能分析

 针对以电视伴音信号为照射源的外辐射源雷达在长时间积累时,距离和多普勒频率徙动对目标探测的影响,定义了一种时延-频移-时延率-调频率联合模糊函数,推导了电视伴音信号的平均联合模糊函数与积累增益损失因子,给出了积累增益损失与目标运动速度、加速度和积累时间的关系以及相关结论,为分析外辐射源雷达的探测性能提供了一定的理论参考.     

一种新的高速多目标快速参数化检测算法

针对线性调频脉冲压缩雷达参数化检测高速多目标时受到距离徙动、多普勒扩散和速度模糊的影响,该文首先采用联合频域变标脉冲压缩处理与吕方法(2011)实现目标信号的相参积累,然后在其基础上采用基于多普勒频率模糊数搜索的方法完成高速多目标的参数化检测.算法所提出的频域变标脉冲压缩处理可同步完成距离维的徙动补偿与多普勒维的模糊数补偿,降低了实现目标参数化检测的计算复杂度,且由于算法采用相参积累方式,在低信噪比下可以进行精确的目标检测和运动参数估计.相参积累算法运算量分析、计算机仿真以及实测数据处理结果验证了该文所提算法的有效性.     

一种高效的外辐射源雷达高径向速度目标实时检测方法

外辐射源雷达中传统的2维相干积累(模糊函数)运算量大,难以实时实现,且积累时间内高径向速度目标会出现距离徙动现象,导致信噪比下降,降低了系统的弱目标检测能力。该文采用外辐射源雷达中一种快速实时相干积累方法,利用2维分时滤波的原理,即通过信号分段处理,段内为快时间,段间为慢时间,沿快时间匹配滤波及沿慢时间通过FFT获取多普勒信息,实现相干积累检测的实时处理方法,并且给出一种适合实际应用的分段方案;在此基础上,通过keystone变换校正了高径向速度目标的距离徙动,提高了微弱目标的检测能力。算法计算效率高,较现有方法实时处理能力强,且校正过程中信号能量损失很小,是一种高效、可实时实现的高速目标检测方法。文中对积累及徙动校正的实时能力进行了分析。基于DTTB数字电视信号的仿真及实际数据分析表明,该文算法可在保证处理增益的前提下,满足相干积累及徙动校正的实时处理需求。     

米波双基地雷达长时间相参积累算法

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动特性进行了分析;在此基础上,提出了基于Keystone变换的米波双基地雷达长时间相参积累算法。该算法在距离频域-方位时域利用Keystone变换补偿距离徙动,并利用FFT实现长时间相参积累。最后,Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。本文所提算法为四代机目标检测提供了新的技术途径。      

一种基于TRT-SKT-HAF的变加速目标快速相参积累算法

在雷达高速机动目标的检测中,目标的运动特性会带来距离走动和多普勒徙动现象,不利于后续进行相参积累。传统算法为解决目标运动造成的影响,需要对目标的运动参数进行搜索,加大了计算量。针对上述问题,文中提出了一种基于慢时间序列反转变换(TRT)-二阶keystone变换(SKT)-高阶模糊函数(HAF)的变加速目标快速相参积累算法。该算法通过TRT和SKT校正距离走动,利用HAF估计目标加速度并构建相位补偿函数以校正多普勒徙动。与广义Radon-Fourier变换相比,所提方法无需进行任何参数搜索,计算复杂度减少了3个数量级。仿真结果表明,所提方法在检测门限上相比于Radon分数阶模糊函数算法降低了5 dB,在低信噪比下有更好的检测性能。     

提高雷达机动目标检测性能的二维频率域匹配方法

 增加目标信号的积累时间是提高雷达对微弱目标探测能力的主要方法.但是,对于高速运动目标,在长时间相参积累期间,目标回波信号容易产生距离徙动和多普勒走动,若不进行补偿,目标信号能量不能有效积累.传统基于keystone变换的方法仅适用于目标作匀速运动的情形,当目标作机动运动时,距离弯曲不能通过keystone变换进行校正.针对目标作匀加速运动,且高速目标存在多普勒模糊情况,本文提出一种二维匹配滤波新方法,该方法将脉冲压缩后的目标回波转换到距离-多普勒二维频率域,通过构造一补偿函数进行匹配滤波处理.该方法不需要知道目标运动速度参数,由目标径向速度引起的距离走动和径向加速度引起的距离弯曲均能得到很好的消除,另外,所提算法可以有效地利用快速傅里叶变换实现而无需进行插值操作,运算量小.仿真结果表明本文方法具有良好的高速机动目标积累检测性能.     

Migration compensation algorithm for maneuvering target in passive radar based on FRT-MLVD

During the long coherent integration time in passive radar,the motion parameters (such as high speed,acceleration and jerk motion,etc.) will bring about range migration (RM) and Doppler frequency migration (DFM),further deteriorate the integration performance.To realize the coherent integration of maneuvering targets with jerk motion,a method based on frequency reversing transform (FRT) and modified Lv’s distribution (MLVD) called FRT-MLVD was proposed to achieve the coherent integration and motion parameters estimation.More specifically,the FRT was firstly proposed to remove RM.Then the MLVD was employed to estimate the acceleration and jerk parameters.After compensating the DFM induced by the acceleration and jerk motion,the residual RM was corrected and the velocity and range was achieved via the KT operation.Simulation results demonstrate that the proposed method can effectively compensate the RM and DFM induced by the target motion parameters in passive radar,and for maneuvering targets with jerk motion,the proposed method achieves a better integration and detection performance over existing methods.     

一种无源雷达高速机动目标检测新方法

针对无源雷达中高速机动目标在积累时间内出现距离和多普勒徙动,导致检测性能恶化的问题。该文建立了目标信号模型,提出一种基于Keystone变换结合傅里叶变换分段计算的高速机动目标检测方法,通过信号重叠分段划分快时间和慢时间,利用Keystone变换校正径向速度差的距离徙动,再对慢时间进行二次分段,并结合傅里叶变换的分段计算完成径向加速度差的距离和多普勒徙动校正,实现信号相参积累和目标检测。仿真和实测数据结果验证了该方法的有效性。     

基于变脉宽波形的高速目标积累检测研究

针对米波低重频雷达在低信噪比下对高速运动目标的相参积累检测问题,提出了发射变脉宽信号的新方法。首先用宽脉冲回波估计目标运动参数,再对窄脉冲回波进行包络移位和相位补偿,实现相参积累,保证雷达的距离分辨率要求。该方法有效地解决了高速、匀加速径向运动目标跨速度、距离分辨单元的相参积累问题。仿真验证了新方法的有效性。     

基于多普勒扩展补偿的FDA-MIMO雷达运动目标检测

频控阵-多输入多输出(FDA-MIMO)雷达在检测运动目标时,由于发射阵元间的频率偏移与目标的速度耦合,因此在慢时间维出现严重的多普勒扩展,进一步造成各接收通道的信号能量无法相干累积,极大降低了系统的检测性能。针对此问题,该文提出一种基于多普勒扩展补偿的FDA-MIMO雷达运动目标检测算法。首先建立了FDA-MIMO雷达运动目标的回波模型,分析了频偏带来的多普勒扩展问题;然后在给出最大似然接收机模型的基础上,提出一种基于插值滤波的重采样算法来补偿FDA-MIMO雷达在检测运动目标时引起的多普勒扩展。仿真结果表明:该文所提算法在抑制多普勒扩展的同时,能够补偿子目标回波在距离维的跨单元走动,实现信号能量的相参累积。      

基于keystone变换的微弱目标检测

提高雷达对微弱目标探测能力的主要方法是增加积累时间.根据传统PD雷达的设计原则,在相参积累时间内,目标的距离走动不能超过半个距离单元,也就是说相参积累时间受限于目标运动.对于高距离分辨雷达或观测高速目标的雷达系统,这种限制是很难满足的.本文提出一种基于keystone变换的运动补偿方案,可以在没有目标运动速度信息条件下校正距离走动,从而使积累时间不再受目标运动的限制.     

Improved axis rotation MTD algorithm and its analysis

In radar detection, weak targets’ range migration often happens during long time integration. To detect weak targets effectively, an improved axis rotation moving target detection (IAR-MTD) is introduced and analysed in detail. IAR-MTD can detect weak targets by compensating the linear part of range migration via the axis rotation and coherently integrating the echoes via moving target detection (MTD). Then the realization of IAR-MTD is derived. Furthermore, the coherent integration gain of IAR-MTD is analysed, which is better than that of traditional MTD, Radon–Fourier transform (RFT) and Keystone transform (KT). Subsequently, to decrease the computational complexity of IAR-MTD, some suggestions are given. Besides, unambiguous Doppler estimation, the tolerance of acceleration, and the multi-target detection of IAR-MTD are analysed respectively. Finally, some numerical experiments are provided to show the performance of IAR-MTD in different conditions and testify the advantages of IAR-MTD over MTD, RFT and KT. The result indicates that IAR-MTD may effectively detect the weak moving targets with constant radial velocity and it is compatible with MTD radar system.