双谱用于毫米波雷达目标特征提取的研究

在毫米波雷达系统中，信噪比对作用距离的影响很大，本文利用双谱技术提取出目标信号双谱的局部相位信息作为特征矢量；该特征良好的抗噪性大大降低了目标识别对雷达系统信噪比的要求，从而提高了毫米波雷达的灵敏度及作用距离。     

雷达低角跟踪技术研究

随着飞行器技术突飞猛进的发展，其目标特性具有低空发现距离近；信噪比低；速度快，亚音速飞行等特点。雷达由于多路径效应的影响，很难迅速、准确的搜索、捕获、跟踪低空目标。为了有效地解决雷达的低角跟踪问题，本文对国内外低角跟踪雷达研究现状及发展趋势进行了介绍，分析了一些主要的雷达低角跟踪技术。另外，基于毫米波材料研究的突破和制造工艺的成熟，通过介绍复合型毫米波器件和毫米波单片集成电路，重点阐述了毫米波技术在低角跟踪技术中的应用。     

FMCW毫米波雷达中频滤波器的研究

针对寄生调幅是影响FMCW毫米波雷达作用距离的重要因素,讨论了中频滤波器在FMCW毫米波雷达系统中的作用,研究了滤波器性能与雷达作用距离的关系.根据分析表明,对中频滤波器进行了CAD优化,提高了雷达的作用距离.     

FMCW毫米波雷达中频滤波器的研究

针对寄生调幅是影响FMCW毫米波雷达作用距离的重要因素,讨论了中频滤波器在FMCW毫米波雷达系统中的作用,研究了滤波器性能与雷达作用距离的关系,根据分析表明,对中频滤滤器进行了CAD优化,提高了雷达的作用距离。     

毫米波步进频率单脉冲雷达及其信号处理

毫米波步进频率雷达通过多脉冲相参合成处理来获得距离高分辨率，而单脉冲雷达和差波束测角具有较高的测角精度和抗干扰能力，可以在很短的时间内获得目标的误差信息。文中详细分析了毫米波步进频率单脉冲雷达获取目标角度和距离信息的原理，从数学角度给出了分析的模型，并对模型的输出信号作了仿真，说明了毫米波步进频率单脉冲雷达既能获得高的目标距离分辨率，又能获得较精确的目标角度信息。该文为毫米波步进频率单脉冲雷达的工程实现提供了有力的理论依据。     

交通监测毫米波雷达数据预处理方法研究

毫米波雷达交通监测场景中待检测目标较多、各目标间点迹特征接近,导致点迹凝聚精度低,对此, 文中提出一种改进的交通监测毫米波雷达数据预处理方法。首先通过短时多帧数据积累提高车辆目标点迹密度, 随后利用加权欧式距离度量点间距离以提高密集间隔目标的类间距离,并对点间距离分布进行曲线拟合实现聚类 算法参数的自适应求解,最后利用基于密度的噪声空间聚类(DBSCAN)算法对点迹进行凝聚处理。由雷达实测数据 进行实验验证,相较于传统方法,原始点迹数据经凝聚后跟踪得到车流量统计精度提高10. 97%,结果表明所提方法 能够对车辆点迹信息进行较为精确的凝聚,改善了毫米波雷达在交通监测领域的应用效果。     

反舰导弹毫米波主被动复合制导导引头设计探讨

介绍了毫米波主被动复合制导的主要性能和主被动复合的三种方式,分析了毫米波主被动复合制导既可以充分发挥毫米波主动雷达的反隐身能力,又可以发挥毫米波被动雷达探测距离相对较远的优点,在此基础上提出了一种新的毫米波主被动复合制导导引头设计方案,该设计方案通过毫米波主被动雷达信息融合处理技术,提高了抗干扰能力和目标识别能力,可以实现对目标的精确打击.     

基于位置相关的高分辨雷达目标检测方法

本文研究了毫米波高分辨雷达杂波背景下目标信号的检测问题,提出了基于高分辨雷达目标一维距离象位置-径向距离相关信息的非参数检测方法。该方法不但计算复杂度低,而且还具有检测沿距离走廊上多个扩展目标的能力。通过毫米波高分辨步进频率雷达实测数据证实,这是一种非常有效的扩展目标信号检测方法。     

机载雷达探地及其特性分析

针对机载雷达探地时的不同背景噪音情况,讨论了雷达杂波对雷达接收机工作的影响,分析了常规雷达在毫米波波段,信杂比、信噪比、杂噪比和信号杂波噪声比与雷达工作频率、雷达方位角、俯仰角的关系,根据雷达分辨率和工作频率的不同,推导了具体公式.在给定有关参数的前提下,给出这些量随距离变化的关系曲线,得知不同比值随距离的增加是逐渐下降的,而且杂波和噪声对目标信号产生同样的影响.在低分辨率雷达情况下,地杂波的影响是主要的.     

大功率毫米波雷达及器件新技术研究

近年来,在电真空技术进一步发展和概念创新的基础上,借助于材料、工艺及微加工技术的进步,大功率毫米波器件取得了快速发展,诞生了大功率毫米波回旋行波管、W波段宽带行波管、准太赫兹行波管、毫米波扩展互作用速调管、集成微型行波管等新管型。在毫米波频段取得了输出功率100 W^100 kW、带宽6~10 GHz等标志性成果。利用上述性能优良的电真空器件结合雷达探测新技术,开展毫米波单脉冲精密测量及目标成像雷达、毫米波空间合成无源相控阵多目标监视雷达、毫米波微型行波管有源相控阵多功能一体化雷达、机载亚毫米波视频合成孔径雷达研究,突破大功率毫米波器件应用和发射机关键技术,实现大功率毫米波雷达空间目标的多维特征精细测量和成像等应用目标。     

一种雷达辐射源双谱二次特征提取方法

针对常规参数进行复杂体制雷达辐射源信号分选时存在的问题,对信号双谱图分别进行频率分区和奇异值分解,二次提取其双谱分布熵和奇异谱熵作为雷达辐射源特征参数.该方法利用双谱分析可以完全抑制高斯有色噪声对信号的影响,同时保留信号的幅度和相位信息的特点,并有机地融合了双谱理论、奇异值分解和信息熵理论的各自优点,反映出信号的本质信息.采用模糊C均值聚类算法对不同信噪比条件下6种典型调制类型的雷达辐射源信号进行聚类分选实验.实验结果表明,该方法取得了较好的分选效果,克服了传统图像特征提取算法特征维数过高和聚集性差的缺点,验证了该方法的有效性.     

单目标一维成像及特征提取方法性能分析

为后续目标识别作准备,针对采集并且存储之后的飞机目标雷达回波信号,完成后端雷达信号处理.首先,基于MATLAB提取波门内采样的回波信号并且实现目标的一维成像.然后,采用传统的傅里叶变换模值、双谱奇异值分解法对目标的一维距离像进行特征提取.为了获得较为稳定的目标特征,针对以上两种方法,主要从特征相似性的测量角度分析单一目标特征提取方法的性能优劣.最后通过实验,从相关系数概率密度分布情况得出双谱奇异值分解特征提取法性能较佳,所得到的目标特征较稳定.     

一种新的雷达辐射源信号识别方法研究

随着雷达技术的发展,雷达体制的多样性和雷达信号的复杂性对雷达辐射源信号识别技术提出了严峻的挑战。循环双谱抗噪性能强,且包含了丰富的信息,能用于识别雷达辐射源信号。但是其数据量庞大,而循环双谱对角切片法丢失了大部分信息。证明了循环双谱的对称性和周期性,提出了局部轴向积分循环双谱。该方法首先计算信号的循环双谱,然后在两个谱频率构成的平面上沿平行于谱频率轴的直线积分,最后用Fisher判决率（FDR）选择鉴别能力较强的轴向积分循环双谱。这样不但能有效地减小数据量,而且保留了大部分有用的循环双谱信息。仿真条件下,对比分析了局部轴向积分循环双谱与循环双谱对角切片的识别效果,结果表明新方法的识别率远远优于循环双谱对角切片法。      

基于双谱理论的雷达辐射源指纹特征提取

针对雷达辐射源指纹特征提取困难的问题,提出了基于双谱切片法和双谱围线积分法,提取辐射源指纹特征的方法。介绍了二相编码信号的无意调制,仿真了理想情况和含有相位噪声的二相编码信号的时域波形。阐述了含相位噪声雷达信号的双谱估计,仿真了含相位噪声的二相编码信号的双谱图及等高图。最后利用双谱切片法和双谱围线积分法,提取了辐射源的指纹特征,通过计算机仿真实验验证了该方法的可实施性。     

Bispectrum Reconstruction Method of UWB Echoes

Estimation of transient signal in additive noise is very important in radar object detection and recognition. This paper presents a new method for transient signal reconstruction based on bispectrum estimation techniques. The third-order cumulants of the received noisy ultra-wide band echoes are acquired first and an ARMA model is then fitted. The bispectrum of the output signal of the ARMA model will be used to reconstruct the transient signal. Simulation results show that the effect is very good even in lower signal-to-noise (SNR) situation.     

A real-time heart rate analysis for a remote millimeter wave I-Q sensor

This paper analyzes heart rate (HR) information from physiological tracings collected with a remote millimeter wave (mmW) I-Q sensor for biometric monitoring applications. A parameter optimization method based on the nonlinear Levenberg-Marquardt algorithm is used. The mmW sensor works at 94 GHz and can detect the vital signs of a human subject from a few to tens of meters away. The reflected mmW signal is typically affected by respiration, body movement, background noise, and electronic system noise. Processing of the mmW radar signal is, thus, necessary to obtain the true HR. The down-converted received signal in this case consists of both the real part (I-branch) and the imaginary part (Q-branch), which can be considered as the cosine and sine of the received phase of the HR signal. Instead of fitting the converted phase angle signal, the method directly fits the real and imaginary parts of the HR signal, which circumvents the need for phase unwrapping. This is particularly useful when the SNR is low. Also, the method identifies both beat-to-beat HR and individual heartbeat magnitude, which is valuable for some medical diagnosis applications. The mean HR here is compared to that obtained using the discrete Fourier transform.     

基于双谱二维特征相像系数的雷达信号分选

针对现有方法分选准确率不高和对噪声敏感的问题,应用双谱二维特征相像系数实现了低信噪比下未知复杂雷达信号的高准确率分选.对接收到的信号首先提取双谱幅度谱,并将其简化为二维特征,然后构造一矩形脉冲序列与一三角形脉冲序列,分别求二维特征与两个脉冲序列的相像系数,最后将求取的相像系数作为分选的特征参数.由于不同信号的双谱区别大且对高斯噪声不敏感,因此,转换后的相像系数可分性强、稳定度高,仿真验证了新方法的优越性,在信噪比为10 dB时,分选准确率最低为90%.     

基于对角积分双谱的海面慢速小目标检测方法

针对海杂波背景下雷达对海面慢速小目标探测技术难题,该文提出一种基于对角积分双谱的三特征融合检测方法。该方法首先从待检测信号的估计双谱中获得对角积分双谱,而后根据海杂波单元与目标单元之间的非线性耦合差异性,进一步从对角积分双谱中提取峰值、质心频率、谱宽3种特征。考虑到扫描模式下雷达采用的相干脉冲数通常较少,易导致特征不稳定,进而影响海杂波与目标可分性,为此,通过多帧扫描历史数据和当前帧数据的综合应用,对谱特征进行积累得到累积峰值、全变差、累积谱宽3种累积特征。最后采用凸包分类算法,在三特征空间进行融合检测。经实测CSIR数据集验证,在同等参数条件下,该文检测方法相比已有基于时频三特征的检测方法,基于幅度、多普勒三特征检测方法和分形特征检测方法具有更好的检测性能。     

基于一维距离像序列的弹道目标融合识别研究*

一维距离像是宽带雷达目标识别的重要特征之一.本文根据弹道目标的微动特性,推导了微动弹道目标的时间-距离像模型.然后提取具有平移不变性的中心矩和双谱作为待识别特征向量,并分别使用K-L变换和局部双谱法对提取到的中心矩和双谱特征进行降维.将降维后的特征分别输入支持向量机进行分类识别,最后将支持向量机的输出进行决策级融合,得到待识别目标的识别概率.与基于单特征量的识别方法相比,本文提出的方法不仅具有较高的识别率,而且具有良好的抗噪能力.     

基于双谱和SIFT特征的雷达辐射源信号唯一识别

针对当前雷达辐射源信号唯一识别存在的问题,文中应用双谱分析和SIFT特征处理该问题得到了较好效果。首先对不同雷达发射的具有相同调制样式和调制参数的信号进行双谱变换,由于双谱中包含了诸如相位噪声等信号的个体特征,因此不同雷达辐射源信号间的双谱投影图具有差异,为充分利用此差异,进一步将双谱投影图转化为灰度图并提取其SIFT特征,最终通过特征匹配达到唯一识别的目的。仿真结果表明,文中方法在信号个体差异较小的情况下仍然可行,具有很强的适用性。