基于迭代Radon-Wigner变换的FMCW-ISAR目标速度估计及速度补偿

在调频连续波逆合成孔径雷达(FMCW-ISAR)成像系统中,目标在扫描周期内的高速运动导致目标一维距离像的畸变及二维成像的模糊。为了获得高质量的ISAR目标成像结果,需对高速目标进行速度估计及补偿。该文针对FMCW-ISAR系统信号模型,提出了一种基于迭代RadonWigner变换对高速非合作目标进行速度估计和速度补偿的方法。仿真结果表明:该方法能够对高速非合作目标的速度进行高精度估计,距离向和方位向速度补偿后可获得理想的ISAR成像结果。     

高超声速平台随机跳频雷达目标一维距离成像

针对随机跳频合成宽带雷达体制以及高超声速应用背景,分析了大尺度多卜勒展宽效应、随机/非线性距离-多卜勒耦合效应及其对目标一维距离成像的影响,提出了基于多卜勒前置处理的实时递归记忆成像方法.该方法利用当前帧以及过去若干帧的回波数据得到当前帧的多速度通道一维距离像,在目标所处的速度通道附近进行前置的多卜勒波束锐化处理,抑制高动态/随机跳频合成宽带情况下的上述特殊效应所造成的目标一维距离像的发散;采用递归方式,每一帧的距离像都可以在前一帧距离像的基础上通过增加少量运算得到;引入记忆因子,进一步降低了存储及计算开销.理论分析及仿真结果表明:提出的成像方法可以有效改善成像质量,并且更容易满足高超声速应用情况下的高数据率实时成像需求.     

双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度无模糊估计方法

在传统的相控阵雷达中,由于受到脉冲重复周期(PRF)的限制,距离估计精度和速度估计精度往往难以同时得到提高.该文将频控阵(FDA)和双基地多输入多输出(MIMO)雷达相结合,提出了一种基于双基地FDA-MIMO雷达的角度、距离及速度联合估计方法.文章首先利用FDA技术,使得雷达的发射矢量中包含目标的角度、距离甚至速度信息.然后提出了基于子阵的波形设计和解耦合算法以对发射矢量中距离-速度进行解耦合处理,并利用传统的子空间类算法对目标的发射角(DOD)、接收角(DOA)、距离和速度进行估计,最后文章提出了基于FDA的解模糊方法以解决距离和速度模糊问题.另外,该文推导了该方法下参数估计的克拉美罗界(CRB)并分析了其性能.仿真结果验证了所提出方法的能够对目标的角度、距离和速度进行无模糊的联合估计.     

双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度联合估计方法

在传统的相控阵雷达中,由于受到脉冲重复周期(PRF)的限制,距离估计精度和速度估计精度往往难以同时得到提高。该文将频控阵(FDA)和双基地多输入多输出(MIMO)雷达相结合,提出了一种基于双基地FDA-MIMO雷达的角度、距离及速度联合估计方法。由于采用了FDA技术,雷达的发射矢量中包含了目标的角度、距离甚至速度信息。考虑到发射矢量中距离-速度的耦合现象,该文提出了基于子阵的波形设计和相应的解耦合方法。然后利用ESPRIT算法和基于FDA的解模糊方法,对目标的发射角(DOD)、接收角(DOA)、距离和速度进行无模糊估计。另外,该文推导了该方法下参数估计的克拉美罗界(CRB)并分析了其性能。最后,仿真结果验证了所提出方法的能够对目标的角度、距离和速度进行无模糊的联合估计。     

基于信号拟合和目标跟踪的正侧视雷达无模糊径向速度估计

最小可检测速度和最大无模糊速度之间的矛盾是空时自适应处理（STAP）、沿航迹干涉（ATI）等传统处理方法不能完全解决的问题。文中研究机载多通道正侧视雷达在不具备波束扫描能力情况下的运动目标无模糊速度估计问题。通过测量运动目标在方位子驻留间的距离变化实现无模糊的径向速度粗估计,然后在修正的单次快拍信号模型基础上利用运动目标导向搜索提高估计精度。仿真分析和实测数据处理表明该算法能有效解决测速模糊问题和对运动目标进行正确定位．     

提高多普勒雷达测速估计精度的方法

针对连续波多普勒雷达外弹道测速的特点,为了解决频率分辨率与采样频率影响多普勒雷达速度测量精度的问题,提出应用快速傅里叶变换的频谱分析法.该方法基于目标弹道升、降规律对估计频率进行线性调整,能有效提高多普勒雷达的作用距离、测试精度和抗干扰能力,避免由于频率分辨率不够而出现连续相同的速度值.利用信号相邻两次截断后的频谱相位信息能提高频率估计精度.仿真结果和外场试验表明该方法在较低信噪比下,仍可以得到很高的频率估计精度.     

基于Keystone变换的多帧步进频信号处理

针对运动目标在步进帧间跨高分辨距离单元走动的问题,提出了基于Keystone变换的解决方案来补偿运动目标帧间距离走动造成的影响,并分析了利用多帧步进频信号实现运动目标距离-速度二维高分辨检测的信号处理方法及算法性能.理论分析和仿真结果表明,只要参数设计合理,该方法可以在不需要任何先验速度信息的情况下,实现运动目标的帧间相参积累,获得目标的高分辨速度和距离信息.同时,由于多帧处理有效地提高了相参积累时间,更加有利于微弱目标的检测.     

远程高速目标高分辨距离成像新方法

文中提出了一种基于步进频率信号的高分辨距离成像方法,能够同时获得远程高速目标的无模糊距离和无模糊速度,并实现其高分辨距离成像。根据步进频率信号的运动目标回波模型呈现多分量LFM信号的特点,采用时域解线性调频算法对回波进行多普勒处理,以在很大的测量范围内获得无模糊的速度。对回波信号进行运动补偿,从而获得远程高速目标的一维高分辨距离像。     

基于互相关分析与ZFFT的目标运动参数估计

针对频率步进雷达多个相邻脉组回波进行互相关分析,得到目标运动参数的一种估计方法.对该方法进一步分析发现,加速度估计误差将导致速度估计产生较大的偏移,为此提出一种复调制细化分析(ZFFT)的简化算法,以较小的运算量实现了加速度估计精度的明显提升,降低了速度估计误差.计算机仿真结果表明,通过互相关分析与ZFFT算法,可准确估计目标的径向加速度和速度,对原始信号进行有效补偿,从而获得高质量的高分辨力一维距离像.     

地面运动目标不模糊径向速度估计的方法

针对在多通道合成孔径雷达地面运动目标检测系统中采用常规测速方法估计运动目标径向速度时产生模糊的问题,提出了一种联合斜距历程和干涉相位的不模糊速度估计方法(JRHIP).首先利用多重信号分类算法对目标的距离频域数据进行超分辨处理,然后对目标与雷达之间的斜距历程进行多项式拟合,利用斜距历程多项式一次项系数与目标径向速度的对应关系得到不模糊、精度略低的径向速度,再求解干涉相位的2π模糊次数,然后通过解模糊后的目标干涉相位得出正确的径向速度.JRHIP方法充分利用了斜距历程测速的不模糊性和干涉相位测速的高灵敏性,且没有增加系统硬件的复杂度.实测数据处理结果表明,在目标径向速度较大导致干涉相位产生模糊时,JRHIP方法仍然能够得到准确的径向速度,进而完成对目标的正确定位.     

脉冲步进频率雷达的一种运动补偿新方法

分析了目标径向运动对脉冲步进频率雷达一维距离成像的影响，提出了基于脉组相位差分的目标运动参数估计方法，解决了运动参数估计中的快速搜索问题．仿真结果表明，该方法估计精度高，抗噪性能好，运算量较小，便于实时处理．     

基于一维高分辨距离像的相关测速补偿算法

在分析运动目标对频率步进信号成像影响的基础上,阐述和推导了基于一维高分辨距离像的相关测速算法,给出了该算法的测速性能和实现流程.对是否利用IFFT结果的相位信息,提出了距离像实包络相关和复包络相关两种处理模式.针对空间高速运动目标.仿真和分析了各因素对测速精度的影晌.结果表明,该算法测速精度高,计算量小,抗噪性能较好,为宽带雷达实时自测速补偿提供可能.     

线性调频连续波雷达速度模糊消除新方法

为解决线性调频连续波雷达动目标的速度模糊问题,提出了多普勒频率串(DFS)算法.该算法可直接从模糊速度估计中恢复目标的真实速度,并结合基于目标均方误差的配对算法,实现了多个运动目标.仿真结果表明,DFS算法较中国余数理论对速度估计的性能有了明显的提高,表明了DFS算法的有效性.     

一种LFM信号波形下的序贯EKF算法

研究在LFM信号波形下把径向速度测量引入Kalman滤波的新方法,分析了LFM信号波形下距离和径向速度测量的统计特性.在分析位置测量更新后状态估计误差与径向速度测量噪声统计相关性的基础上,导出了等价的径向速度测量方程,其测量噪声与位置测量更新后的状态滤波误差统计不相关,由此而得到序贯处理的EKF算法.蒙特卡罗仿真结果表明,采用这一新算法引入径向速度测量,可以有效地消除距离-多普勒耦合引起的偏差,提高状态估计精度,而且其估计性能优于传统的EKF.     

基于Keystone变换的锥扫定位算法

针对距离高分辨圆锥扫描测角体制中,锥扫周期内目标回波距离像跨距离分辨单元走动使得锥扫测角失败的问题,提出一种基于Keystone变换的锥扫定位算法.在径向速度未知或未精确获知的情况下,通过Keystone变换对圆锥扫描周期内获得的多个距离像进行校正,可以正确提取锥扫幅度调制信息,使锥扫测角算法得以应用.计算机仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于限带参数模型的距离扩展目标检测

针对高距离分辨率雷达应用背景,提出了一种距离扩展目标检测的新方法.首先建立了基于目标最大最小径向长度约束的限带参数模型,然后提出了模型参数的最大似然估计方法,最后设计出了一种新的恒虚警检测器并对其性能进行了分析和比较.理论分析和仿真计算结果表明:在未知目标径向长度情况下,该检测器具有较好的检测性能,其稳健性优于现有的距离滑窗检测器.     

基于速度特征矢量提取运动目标的图像分割方法

研究基于速度特征矢量提取运动目标的图像分割方法,根据目标图像像素移动的一致性,在序列图像中利用块匹配法进行帧间图像配准,得到目标图像块的速度估计,将具有相同速度矢量的目标图像块聚类,即可分割出运动目标。仿真实验结果表明,该方法能有效地对复杂背景下的运动目标图像进行分割,并具有较好的抗噪能力。     

杂波下频率步进信号参数设计及处理算法研究

针对杂波环境下目标检测与成像问题,给出了频率步进信号参数设计的约束条件与优化准则,分析了帧间脉冲多普勒处理的测速性能,深入研究了在频域上进行杂波抑制、回波补偿及合成高分辨的处理方法. 基于实际的雷达系统参数进行了计算机仿真,结果表明该算法可有效提取杂波环境下的微弱运动目标信息,并合成了正确的一维高距离分辨像,且抗噪声性能好,运算量小,工程易实现.      

基于排队长度估计的网联车辆节能车速规划方法

针对网联车辆在动态车流环境中多信号灯道路的车速规划问题,文中提出了一种基于路口排队长度实时估计的车辆节能车速规划方法. 首先,构建并训练用于路口排队长度估计的径向基神经网络;然后,在最优控制问题的框架下,实现车流排队和信号灯的联合建模,构建参考车速曲线优化问题;最后,利用提出的车速规划解耦变换求解方法,高效地获得参考车速曲线. 仿真结果表明,相比于传统的未考虑路口车流排队的节能车速规划方法,文中提出的方法可以产生更平滑的实际车速曲线,同时降低40%以上的能量消耗.