LFMCW雷达密集运动目标检测

线性调频连续波雷达对于匀速运动目标的回波经过混频以后还是一个线性调频信号(LFM)．从LFM信号中提取密集运动目标的距离和速度参数是个比较复杂的问题．本文提出了一种基于目标运动补偿和逐次消去(“CLEAN”)技术相结合的检测方法,该方法避免了估计多分量LFM信号参数问题,同时又消除了多普勒效应对密集运动目标检测的各种影响．仿真结果表明该方法不但克服了LFMCW雷达在密集目标检测中的困难,而且比传统方法降低10dB左右的检测信噪比门限．     

一种补偿加速度对目标回波影响的新方法

以雷达发射线性调频信号为例,分析了存在加速度条件下运动目标回波信号经过匹配滤波器后的失配问题,同时利用LFM回波信号的循环统计特性,提出一种基于循环相关变换的加速度估计算法,能够有效估计目标加速度参数,解决加速度带来的失配损失问题。利用Matlab进行仿真实验,验证了算法的有效性。     

毫米波超近程LFMCW雷达运动目标参数估计

毫米波超近程线性调频连续波(LFMCW)雷达运动目标参数估计新方法,可以在加速度运动目标环境中有效估计出目标的加速度、速度和距离参数。该方法能够对加速度运动目标多普勒信号进行加速度补偿,解决目标多普勒频谱畸变现象和LFMCW雷达固有的距离速度耦合现象,达到改善加速度运动目标的检测性能和提高参数估计精度目的,且算法稳健,运算量小。算法通过仿真分析,评估了加速度运动补偿前后的效果,证明了算法的有效性。该方法可用于针对毫米波超近程LFMCW雷达信号处理快速、准确的参数估计。     

基于QPF的LFM信号参数估计算法性能分析

基于二次相位函数的LFM信号参数估计算法计算量小、估计精度高,在雷达机动目标检测、目标运动参数估计和电子对抗等应用系统中有较好的应用前景,本文对该方法的性能和参数选取问题进行了研究,推导了输出信噪比与输入信噪比及信号长度关系的表达式,补充了文献中均方误差理论分析的高信噪比条件,给出了一种工程应用中保证可靠检测和高估计精度所需数据长度的确定方法,最后分析了QPF算法对多分量LFM信号环境的适用性.     

大时宽带宽积雷达空间目标距离像估计

采用二次相位滤波的方法,估计大时宽带宽积信号下空间目标的速度及加速度,并进行相应的运动补偿后获得目标一维距离像。首先,推导出具有大时宽带宽积信号的空间目标回波模型,分析了利用传统脉压处理后的数学表达式,给出不适合传统脉压处理的条件。为此,利用该方法得出速度和加速度估计值并进行二次和三次相位项系数及距离-多普勒耦合的补偿,以获得目标距离像。仿真实验验证了该条件下提取空间目标一维距离像的可行性。     

基于多项相位变换的线性FMCW雷达目标加速度和速度估计方法

在线性调频连续波(LFMCW)雷达中,加速度运动目标回波存在多普勒频谱畸变现象,造成目标检测性能和参数估计精度损失.本文提出的方法首先将多普勒信号作多项相位变换,并在变换后的信号频谱中估计出目标的加速度,然后对多普勒信号进行加速度补偿,最后在补偿后的多普勒信号频谱中估计出目标速度.仿真分析表明这种方法能够以较小的运算量,达到改善加速度运动目标的检测性能和速度估计精度的目的.     

基于运动参数估计的ISAR成像算法研究

在逆合成孔径雷达（ISAR）成像算法中,目标的运动参数补偿对成像质量有很大影响。针对线性调频步进信号的ISAR成像算法进行研究,通过质量重心法对目标的速度和加速度进行粗估计,用多普勒法和最小熵法对运动参数进行修正,得到更精确的速度和加速度,并对回波包络进行补偿,最终实现ISAR成像。     

两种基于分数阶模糊函数的运动目标检测方法

针对海杂波中运动目标较微弱的特点,推导了单频信号、LFM信号以及相位含有三次项回波信号的分数阶模糊函数的时移特性及正负对称旋转角的分数阶模糊函数,得到2个有用的结论:(1)延时单频信号和延时LFM信号的分数阶模糊函数模函数与时域延时无关,而对于相位含有三次项的回波信号,其延时信号与原信号的分数阶模糊函数模值相等,但其最大值位置不同,与延时有关;(2)单频信号和LFM信号的正负对称旋转角的分数阶模糊函数模处处相等,而对于相位含有三次项的回波信号,其模幅度差别很大。根据此特性提出了2种基于分数阶模糊函数的运动目标检测方法。IPIX实测数据验证表明了文中方法的有效性。     

高斯白噪声背景下的LFM信号的分数阶Fourier域信噪比分析

目标大机动运动使雷达回波表现为频率和调频率参数均未知的LFM信号。未知参数LFM信号的检测和估计采用分数阶Fourier变换来实现受到越来越多的关注,为此本文着重分析其分数阶Fourier变换的信噪比。首先推导出时限线性调频信号的分数阶Fourier变换模平方,给出了在分数阶Fourier域的峰值点与未知参数的关系,然后研究了附加白噪声LFM信号在分数阶Fourier域的统计特性,确定了其信噪比,并与理想情况(即参数频率和调频率参数已知)下线性相位匹配滤波器的输出信噪比进行了比较。     

毫米波LFMCW雷达加速运动目标回波检测与加速度-速度估计

在毫米波线性调频连续波（LFMCW）雷达中,目标加速度存在使回波多普勒信号受到二次项调制,造成多普勒频谱畸变,从而导致目标检测性能下降和参数估计精度损失．采用最大似然模型进行加速运动目标检测和加速度-速度估计,提出了适合在一般高斯噪声环境中（包括色噪声）该模型的速度-加速度联合估计快速算法．另外也推导出了一般高斯环境下Chirp信号参数估计的CRB界,为一般高斯环境下Chirp信号参数的方差提供了实际下界．     

基于瞬时频率估计的进动锥体目标微多普勒频率提取方法

该文针对进动锥体目标的微动特性提取,建立等效散射点模型下的微多普勒频率与目标运动参数关系。结合进动调制的微多普勒频率近似正弦变化规律的特点,提出基于瞬时频率估计和随机抽样一致性(RANSAC)的进动目标微多普勒频率提取方法。该方法将回波信号分为若干段,每一段的回波信号近似为若干线性调频(LFM)信号分量之和,通过调频Relax算法估计各信号分量的瞬时频率,并通过随机抽样一致性算法估计散射点的微多普勒曲线。基于仿真数据和电磁计算数据的实验验证了该方法的有效性及稳健性。     

Relationship of target recognition performance and radar waveform parameters

Target recognition performance can be affected by radar waveform parameters. In this paper, we established rigorous relationship between target recognition efficiency and the parameters of a repeatedly transmitted waveform. It is based on Kullback-Leibler Information Number of single observation (KLINs), which measures the dissimilarity between targets depicted by a range-velocity double spread density function in frequency domain. We considered two signal models which are dif-ferent in the coherence of the observations. The method we proposed takes advantage of the meth-odology of sequential hypothesis test, and then the recognition performance in terms of correct clas-sification rate is expressed by Receiver Operating Characteristic (ROC). Simulation results about the parameters of LFM signal show the validity of the method.     

基于频率区间二分解调的LFM信号参数估计方法

首先讨论了线性调频信号在时频域的主要特点及调频斜率与振幅频谱的关系,在此基础上提出基于频率区间二分解调的LFM信号参数估计方法。该方法充分利用了LFM信号的线性性质,有效地将信号与噪声分离开来,通过二分法搜索调频斜率,提高了LFM信号参数的估计效率。     

基于移频滤波的脉压雷达抗干扰方法

针对线性调频(LFM)脉冲压缩雷达易受移频欺骗干扰影响的问题,提出了基于移频检测的起始频率捷变LFM雷达抗干扰方法.通过分析匹配滤波器参考函数、目标回波信号和干扰信号在频域的相对位置,利用脉间LFM信号起始频率不同的特点,将接收信号进行移频,使得目标回波信号分量无脉压输出,从而确定干扰信号分量在时域的位置,通过时域选通对未进行移频的接收信号脉压结果中的干扰进行滤除达到抗干扰目的.仿真分析了移频检测抗干扰性能,结果验证了所提方法的有效性.     

LFM信号参数估计的插值FrFT修正算法

针对线性调频（LFM）信号参数估计插值FrFT算法在信噪比较低时性能下降而且针对不同参数估计性能不稳定的问题,提出了一种修正的插值FrFT算法。首先分析了现有插值FrFT算法问题出现的原因,然后定义了分数阶域量化频率,指出当信噪比较低时,若LFM信号初始频率接近分数阶域量化频率点,插值FrFT算法出现反向补偿的概率增大,性能下降。修正的插值FrFT算法改进了插值方向的判决条件以提高噪声免疫力,并通过频移LFM信号初始频率使其不在分数阶域量化频率点附近。最后,对不同初始频率的LFM信号进行仿真,结果表明,修正的插值FrFT算法提高了LFM信号参数估计精度,性能稳定,而计算量并没有明显增加。      

两种雷达波形的稳态跟踪性能分析

研究了单目标跟踪雷达的距离测量波形和距离、距离率联合测量波形的选择问题。选择了两种雷达波形,即用于距离测量的线性调频(LFM)脉冲波形和用于距离、距离率联合测量的上-下LFM脉冲对波形,然后分析了两种波形的测量精度。根据两种波形对应的测量方程,分别给出了其对应的卡尔曼滤波的稳态解的表达式,由此建立起了两种波形对应的稳态跟踪性能与雷达参数、雷达测量模式、目标运动和散射特性、雷达-目标距离等的函数关系。在相同的雷达参数、雷达测量模式、目标运动和散射特性的情况下,提出以标量化后的稳态跟踪性能为准则选择不同距离上的波形,最后进行了数值实验。     

Deceptive jamming for countering UWB-SAR based on Doppler frequency phase template of false target

A false target deceptive jamming method for countering ultra-wideband synthetic aperture radar (UWB-SAR) is proposed in this paper, which is based on dechirp processing to intercepted UWB-SAR signal and inverse dechirp to jamming signal. The jammer quadrature down-converts and dechirps the intercepted UWB-SAR signal using a linear frequency modulation (LFM) signal oscillator, which could reduce the bandwidth and sample rate of analog-to-digital converter. Then, the jammer utilises the azimuth direction Doppler frequency phase between the false target and the jammer, and backward reflection coefficient template to modulate the phase of the intercepted UWB-SAR signal, and then delayed the modulated phase and also modulated the range direction Doppler frequency phase to the that. Finally, the jammer uses LFM signal oscillator to up-convert the narrowband jamming signal in order to recover the bandwidth of the signal. Parameter errors analysis and simulation results have shown that the detected parameters and motion characteristic errors reduce the resolution and offset the expected position of the false target, but it still could obtain an expected false target image. Theoretical analysis and simulation results indicated that the jamming signal proposed in this paper could produce a false target in the UWB-SAR image, which provide a feasible method for countering UWB-SAR in real time.