高速运动雷达目标一维成像新方法

针对频率步进体制雷达对高速运动雷达目标一维距离成像时所存在的问题,提出一种基于分数阶傅里叶变换的运动参数估计方法。利用估计得到的速度参数进行运动补偿后,通过改进的"循环移位"拼接算法,得到距离门内运动目标的全景一维距离像。仿真结果表明,该方法能够在较低信噪比、高速运动条件下得到高质量的一维距离像,且运算量较小,具有较高的实用价值。     

基于距离和差值序列的复杂运动目标微动特征提取

针对由平动和摆动构成的复杂运动目标微动特征提取,提出一种基于距离和差值序列的微动特征提取新方法.该方法首先从复杂运动目标一维距离像估计距离和差值,再利用时间-距离像的距离和差值序列提取目标不同散射点的摆动幅度、摆动周期等微动参数并准确估计出目标平动距离.分析了算法适用条件,开展了仿真实验,仿真结果验证了理论分析的正确性和算法的有效性.该特征提取方法可推广应用于一般平动与旋转等其他周期性运动构成的复杂运动目标微动特征提取.     

基于时间-距离像的弹道目标进动特征提取新方法

进动是弹道目标最常见的微动形式,进动特征的差异为雷达识别真实弹头和诱饵提供了一种新的途径。针对弹道目标的进动特性,推导了弹道目标上任意一散射点的进动径向距离变化数学模型。通过分析散射点一维距离像随时间变化的规律,提出了一种基于时间-距离像的弹道目标进动特征提取新方法。该方法首先从弹道目标时间-距离像信号中准确提取出所有强散射点径向距离变化的线性和信号,进而通过分析这一信号的频谱特性,估计出了弹道目标的自旋、锥旋频率及进动角。计算机仿真结果表明:该方法具有很高的估计精度和良好的抗噪性。      

基于FRFT的一维距离像高速运动补偿

为提高高速运动目标的雷达识别性能,需要分析高速运动目标的回波模型,研究高速运动目标参数估计和一维距离像补偿方法.针对目标高速运动引起的回波脉冲压缩展宽,从而严重影响目标一维距离像成像质量的问题,建立了宽带线性调频信号的目标高速运动回波模型,分析了目标高速运动对高分辨一堆距离像的影响,提出了基于分数阶傅里叶变换参数估计的校正方法,消除目标高速运动对一维距离像的影响.通过引入逐级逼近搜索寻优算法,保证参数估计精度的同时提高计算的速度.仿真结果表明,文中提出的方法快速有效,且对噪声具有较好的鲁棒性.     

高分辨雷达的一种新的波形设计

频率步进合成高分辨雷达体制受目标径向运动速度的影响极大,为了获取目标准确的高分辨距离像,需要做运动补偿。目标运动速度的估计精度直接决定速度补偿效果。首先分析了顺序跳频和随机跳频两种高分辨信号的特点,然后概述了相参合成处理实现高分辨的方法,最后研究了目标运动对这两种信号合成一维距离像的影响,并在此基础上提出了一种新波形的设计方法,从而大大提高了目标速度的估计精度。     

弹道中段不同平动多目标的平动参数估计方法

弹道中段多目标具有不同的平动参数,以往针对单目标和同一平动参数的群目标的平动补偿方法不再适用.针对此问题,该文提出了基于高阶模糊函数、延迟共轭相乘及时频分布处理相结合的多目标平动参数和微动周期估计方法.首先,该方法利用高阶模糊函数估计出平动2阶加速度和微动周期;然后,通过对1次补偿后的回波进行延迟共轭相乘估计出平动1阶加速度;最后,利用2次补偿后目标回波时频图的差异,对时间轴进行加权累加估计出剩余平动速度.仿真结果验证了所提算法对于多目标不同平动参数估计的有效性.     

弹道中段不同平动多目标的平动参数估计方法

弹道中段多目标具有不同的平动参数，以往针对单目标和同一平动参数的群目标的平动补偿方法不再适用。针对此问题，该文提出了基于高阶模糊函数、延迟共轭相乘及时频分布处理相结合的多目标平动参数和微动周期估计方法。首先，该方法利用高阶模糊函数估计出平动2阶加速度和微动周期；然后，通过对1次补偿后的回波进行延迟共轭相乘估计出平动1阶加速度；最后，利用2次补偿后目标回波时频图的差异，对时间轴进行加权累加估计出剩余平动速度。仿真结果验证了所提算法对于多目标不同平动参数估计的有效性。     

一种改进的步进频率雷达信号的运动补偿研究

为解决步进频率雷达一维距离像失真和运动补偿的问题,提出了一种精确的速度估计方法。文中首先阐述了步进频率信号的改进原理及其处理方法,该方法先使用互相关FFT测速法对目标速度进行粗估计,然后再以最大脉组乘积求和为准则搜索精确速度,最后实现对运动目标的速度补偿从而得到精确的一维距离像。仿真结果表明,在信噪比为-4dB的时候仍能得到准确的结果,改进后的信号性能有了很明显的改善,一维距离像不会随目标的运动而产生失真,该运动补偿方法具有估计精度高、抗噪性能好的优点。     

弹道中段目标平动径向速度估计的状态空间方法

为了分析弹道中段飞行目标的微动分量,需要对雷达回波中的高速平动分量进行准确估计和补偿.该文建立了目标高速平动和微动共同作用下的超宽带信号模型,提出了一种基于状态空间处理的平动径向速度高精度估计方法,该方法可以有效抑制微动分量对平动径向速度估计的影响,估计精度优于传统方法.同时包含高速平动分量和微动分量的超宽带信号模型,也可直接用于后续的微动参数提取处理.仿真结果验证了文中信号模型与径向速度估计方法的有效性.     

调频步进雷达ISAR成像方法

针对调频步进雷达的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)成像问题,提出了一维距离像和ISAR成像的分步补偿方法.通过优化雷达系统参数,在保证抽取损失和伪峰幅度在容许范围内的同时最大化了一维距离像的速度补偿误差容限.一维距离像运动补偿参数通过拟合子脉冲包络对齐的平移量获得,当拟合脉冲数足够多时,估计精度在一维距离像的速度补偿误差容限以下;对目标一维距离像进行包络对齐和相位聚焦完成ISAR成像的运动补偿.最后,通过仿真分析验证了算法的可行性.     

基于延迟共轭相乘的弹道目标平动补偿

弹道目标微动叠加在弹道高速平动基础上,为了获得目标的微多普勒信息,需要对平动进行补偿。该文提出了一种基于延迟共轭相乘的平动参数估计方法,该方法通过延迟共轭相乘保留平动信息而消除微动的影响,并将平动参数估计问题转换为多项式相位信号参数估计问题,实现了平动参数的估计。仿真结果表明,所提算法能够在较低信噪比下实现平动参数的高精度补偿。      

基于分布式组网雷达的弹道目标三维进动特征提取

弹道目标微动特征提取是当前研究的一个热点,但在单基雷达中,由于视角限制,仅能提取目标在雷达视线方向上的微动分量,难以获得目标的真实三维微动参数.本文基于分布式组网雷达,利用组网雷达的多视角特性,提出了有翼弹道目标三维进动特征提取方法.首先基于目标锥顶散射点的微多普勒特征参数实现了目标空间三维锥旋矢量的重构,在此基础上,通过分析锥底边缘散射点的进动特征与微多普勒曲线的关系,提取了目标的进动周期、自旋周期、进动角、锥底半径、自旋轴与锥旋轴的交点位置等特征,并实现了目标长度的估计.仿真实验验证了算法的有效性,并进一步利用仿真实验分析了算法的鲁棒性.     

利用一维距离像序列提取导弹目标微动特征

弹道导弹目标的微动特征是中段真假弹头识别的重要依据之一。文中研究了基于宽带雷达目标一维距离像序列的微动特征提取方法。首先分析了弹头微动过程中目标相对雷达视线的姿态角呈周期性变化,进而引起一维距离像变化的周期性。在此基础上,提出了通过计算距离像序列最大滑动相关系数变化的周期提取目标微动周期的方法。仿真试验验证了所提算法的有效性。     

基于多视角一维距离像序列的进动目标特征提取

该文研究了利用多视角观测1维距离像序列联合提取弹道目标进动角和真实长度的方法。以锥形弹头为例,详细分析了目标进动条件下1维距离像长度随视角的变化规律,指出该规律通常情况下可近似为正弦曲线;基于此建立了多视角雷达目标观测模型,提出了基于多视角1维距离像序列目标进动角和真实长度的联合提取新方法,并分析了雷达布站对特征提取精度的影响。最后通过计算机仿真证明了算法的有效性和适应性。     

弹道目标平动补偿与微多普勒特征提取方法

针对传统逆合成孔径雷达(ISAR)成像中的平动补偿方法并不适用于弹道目标平动补偿的问题,该文提出了一种弹道目标平动补偿与微多普勒(m-D)特征提取方法。在分析有翼弹道目标未完成平动补偿时的m-D效应的基础上,首先采用形态学中的骨架提取方法抑制1维距离像旁瓣,再在快时间频率(距离)-慢时间平面上搜索分离各散射点的m-D特征曲线,然后对其进行经验模式分解(EMD)分解,利用分解结果中的趋势项分量完成目标回波的平动补偿,并通过分析EMD分解结果获得了目标的自旋频率、锥旋频率等特征信息。仿真实验验证了所提方法的有效性与鲁棒性。     

利用微动信息矩阵的弹道目标特征提取算法

为满足反导作战的现实需求及解决强噪声环境下弹道目标特征提取问题,提出了一种新的基于宽/窄带混合体制雷达的弹道目标特征提取算法。该算法分析了宽/窄带信号对应的微动特征,运用Viterbi算法分离并提取出各散射中心的微动曲线。在此基础上,根据宽/窄带微动特征的相关性,结合改进自相关法和最小二乘估计方法,构建并解算出目标最强散射中心对应的微动信息矩阵。最后利用散射中心关联和一致性匹配融合方法,构建多元方程组并求解,得到目标的微动特征和结构参数。仿真结果表明:当信噪比为0dB时,该算法估计得到的目标微动特征和结构参数的均方根误差的量级均为10-2。      

组网雷达中弹道目标微动特征提取与识别综述

针对组网雷达中弹道中段目标微动特征难以识别与分辨的问题,文中分析了弹道中段目标微动特征的差异,总结了基于低分辨雷达网和高分辨成像雷达网的雷达目标微动特征提取技术在反导预警探测中的应用与研究现状,并分析了此类识别手段的优缺点。在此基础上,探讨了今后低分辨雷达和高分辨成像雷达相结合的混合体制雷达网在弹道中段目标识别中的主要研究方向,为进一步推动组网雷达中弹道目标识别研究提供参考和基础。      

基于一维距离像序列的进动目标参数估计

高分辨一维距离像为识别弹道目标的重要方式,但单幅距离像并不能得到目标真实尺寸,也不能得到目标的进动参数。利用弹道目标的一维距离像尺寸序列的信号模型,提出一种估计弹道目标真实尺寸、进动周期和进动角的新方法。该方法先对尺寸序列采用四参数模型进行曲线拟合,估计出包括进动周期在内的信号参数,得到包括目标真实尺寸、进动角和目标姿态角三个未知数在内的二个方程;再利用弹道目标零攻角的再入特性,得到目标姿态角,从而解出目标真实尺寸和进动角。仿真结果表明该方法的有效性。     

HRRP代价函数优化方法的弹道导弹特征参数提取

摘要:进动角和进动周期是识别真假弹头的重要参数。为了提高进动参数的提取精度,提出了一种基于一维距离像的弹道导弹进动参数的提取方法。考虑到高速平动对HRRP的影响,建立了飞行中段弹头的进动模型。对一维距离像序列的最大互相关函数进行FFT变换,并对变换后的结果进行近似正弦波的频偏校正处理,得到精确的进动周期。同时基于一维距离像提取目标的径向长度,提出了对径向长度的目标函数优化的方法,提取进动角、进动周期、锥体高度、方位角、俯仰角等主要参数。通过仿真分析,与现有的几种提取方法比较,该方法进一步提高了提取精度。      

基于距离像长度特征辅助的雷达目标跟踪

传统雷达目标跟踪仅利用角度和距离数据,由于获取的测量信息较少,跟踪精度受限。本文利用现代雷达所具有的距离高分辨能力,提出了一种基于距离像长度特征辅助的跟踪模型,并结合先进的非线性滤波算法得到了一种高性能目标跟踪算法—FAT UKF。该算法将目标的运动状态与距离像长度信息联系起来,通过增加观测量的维数来提高雷达的跟踪能力。对典型实例的计算机仿真结果表明,基于特征辅助的跟踪算法不仅收敛速度快,且能有效突破传统跟踪算法的理论误差下限,大大提高了雷达跟踪系统的整体性能。