二维FFT算法在LFMOW雷达信号处理中的应用及其性能分析

LFMCW在动目标检测上存在一定难度，利用二维FFT处理技术对目标回波信号相位信息进行提取，可有效地抑制固定杂波，对动目标进行检测，该文就LFMCW的差频相位进行了分析和仿真，对二维FFT的具体应用约束和算法的复杂度作了分析。     

基于FPGA的二维FFT算法在LFMCW雷达信号处理中的应用

线性调频连续波( LFMCW)检测运动目标存在一定难度,利用二维FFT处理技术对目标回波信号相位信息进行提取,可有效抑制固定杂波,实现对运动目标的检测。介绍了线性调频连续波( LFMCW)雷达信号进行多普勒处理的原理以及利用单片FPGA实现多普勒测速雷达信号处理的过程,详细说明了数据的缓存、实数序列FFT的快速算法以及希尔伯特变换等步骤的FPGA实现,最后测试结果表明二维FFT算法能很好的提取出目标的距离和速度。     

LFMCW雷达运动目标高精度检测方法

LFMCW雷达检测运动目标，可以采用对称三角LFMCW信号，通过频域配对实现动目标距离、速度的去耦合。但是在实现时，如果只采用传统的FFT作为核心算法就会引起较大的测距、测速误差。本文采用FFT-CZT两级处理方法，从而在运算量增加不多的情况下，显著提高LFMCW雷达的动目标测距、测速精度。仿真结果表明，本方法适用于各种带宽的LFMCW雷达，具有通用性。     

基于直接相位差分的LFMCW雷达加速运动目标参数估计

针对LFMCW雷达中加速运动目标在跨距离单元走动情况下的参数估计问题,提出一种直接相位差分方法.该方法通过对二维差拍信号沿慢时间维进行直接相位差分,在消除了快、慢时间线性耦合项的同时实现了慢时间维相位的降阶处理.对差分后的信号进行二维FFT运算,根据其二维谱峰位置即可获得目标加速度的估计,同时还可以获取目标速度的粗略估计.根据估计值构造补偿函数分别对上、下调频差拍信号进行补偿,通过解耦合处理即可获得目标初始距离和初始速度的精确估计.详细分析了方法的性能,包括加速度分辨率、最大不模糊加速度以及信噪比改善因子,分析结果表明该方法较二次混频-DPT处理具有更低的信噪比门限.仿真结果验证了方法的有效性.     

LFMCW雷达运动目标距离与速度超分辨估计

超分辨谱估计算法能得到比传统周期图法高得多的分辨率,针对LFMCW雷达动目标检测问题,本文提出一种基于状态矢量空间方法的LFMCW雷达距离与速度超分辨估计方法。文中介绍了状态矢量空间方法的基本原理并分析了三角LFMCW雷达上、下扫频段差频信号的特点,使用基于状态矢量空间方法估计差频信号频谱,同时给出了相应的运动目标距离与速度的估计算法。该算法解决了LFMCW雷达动目标去耦问题,与传统FFT方法相比提高了运动目标距离与速度的分辨率和估计精度。仿真结果证明了该算法的有效性。      

基于双DDS的LFMCW雷达主动测距技术

线性调频连续波(LFMCW)雷达回波的差拍中频信号包含探测目标的距离信息和多普勒信息,它们可以通过对差拍中频信号进行二维快速傅里叶变换分别得到.但是二维FFT处理距离副瓣高,距离分辨率差,不能有效地消除不同距离单元之间距离副瓣的相互影响.文中提出一种LFMCW雷达的主动测距技术,可以有效隔离距离副瓣,提高雷达的距离分辨率,实现主动方式测距.最后给出了实现方法和实验结果.     

半盲二维自聚焦SAR运动目标成像方法

在SAR对动目标成像时，由于目标运动的不确定性，针对静止目标的成像算法处理不能完全补偿由于目标运动引入的额外距离徙动（RCM）和方位相位误差（APE），因此，在SAR图像中，运动目标会出现二维散焦。已有方法都是针对残留距离徙动和方位相位误差分别进行估计和补偿，其补偿精度和计算效率还有待进一步改进。通过分析运动目标在SAR图像中的残留相位误差结构，提出一种针对运动目标散焦的二维自聚焦算法。新方法只需直接估计方位一维相位误差，然后利用先验的二维相位误差内部结构信息，将一维相位误差映射得到二维相位误差，从而实现精确的二维相位补偿。通过仿真实验验证了该方法在计算效率和估计精度上具有更明显的优势。     

线性调频连续波雷达对低小慢目标检测及性能分析

线性调频连续波（LFMCW）雷达是探测近程低小慢目标的常用传感器。本文针对LFMCW雷达，基于距离维和速度维的二维傅立叶变换(2D-FFT)技术，研究了密集地物杂波条件下其对低小慢目标的检测性能。首先对LFMCW雷达的差频信号进行了时域和频域分析，研究了影响目标测速性能的关键因素；其次研究了临近地物杂波对目标测速、测距的影响机理；最后进行了典型场景多次蒙特卡罗(Monte-Carlo)仿真，研究了雷达相关参数（调频率、带宽、是否MTI等）、目标相关参数（速度、RCS等）和杂波相关参数（强度、谱宽等）对于检测性能的影响机理。研究表明，对于强杂波背景下的低小慢目标检测，速度维的检测至关重要，雷达宜采用大带宽、长时间积累技术，才能有效区分杂波和目标，保证目标顺利检测。      

采用二阶Keystone变换的机动目标ISAR成像算法

针对具有复杂运动的机动目标在相干成像时间内产生的一阶距离徙动和二阶距离徙动的问题,本文提出了基于二阶keystone变换的二维ISAR成像算法。文章首先结合去调频接收机技术,建立并分析了机动目标的回波信号模型,并对回波信号使用二阶keystone变换以去除二阶距离徙动。然后,采用分数阶傅里叶变换（FrFT）估计二阶keystone变换后新生成的二次相位项的调频斜率,并依此补偿该二次相位项。对补偿后的回波信号再次使用二阶keystone变换去除一阶距离徙动。最后,对回波信号使用2D FFT获取机动目标的高分辨2D ISAR图像。数值仿真和实测数据成像结果验证了本算法的有效性。      

距离—速度二维波形分析跟踪

提出一种用于MTD体制雷达的速度－距离跟踪技术；距离－速度二维波形分析数字动目标跟踪技术。它是在距离波形分析数字动目标跟踪技术的基础上发展出来的。距离－速度二维波形分析数字动目标跟踪是通过高速采样存储N次雷达脉冲回波信号，在MTD处理（如FFT）后，分析回波波形信息获取目标的距离和速度误差而进行自动跟踪的。距离－速度二维波形分析数字动目标跟踪技术和距离波形分析数字动目标跟踪技术相比，利用的回波信息更全面，因而效果更好。     

广域监视动目标检测模式下动目标快速定位误差分析

广域监视动目标检测(WAS-GMTI)模式作为机载监视雷达的一种重要工作模式,可以在较短时间内对大范围区域进行动目标监视,并进而对检测到的动目标进行快速定位,但在实际工程实现中,动目标的定位受到诸多因素的影响,直接使用理想公式对动目标进行定位存在较大误差。从战场或者交通监测的需求出发,广域监视动目标检测模式下需要对检测到的动目标进行快速定位。该文根据机载广域监视动目标检测模式下可以获得的动目标信息的特点,采用一种快速定位方法实现动目标的定位。同时对实际存在的导致动目标定位误差的这些因素进行了分析,并在考虑这些因素之后对动目标进行了重新定位。仿真和实测数据验证了该文对动目标定位误差的分析的合理性。      

一种改进的DPCA运动目标检测方法

本文分析了多孔径SAR动目标检测和成像的特点,改进了传统的移位相位中心天线(DPCA)运动目标检测方法.采用两孔径检测时,通过图像的插值和配准,在图像域实现动目标检测,消除了传统DPCA方法必须满足的限制条件;增加孔径数目,不仅能够检测动目标,还能够估计出动目标参数,对动目标聚焦成像,并且消除盲速.文章最后通过计算机仿真数据验证了本文算法的正确性和有效性.     

改进混合积累的单通道机载SAR高径向速度目标检测方法

高径向速度目标会产生严重的距离走动并伴随方位失配,方位压缩会使其散焦并弥散在SAR图像中,不易被检测。该文针对高径向速度目标的检测问题,提出一种基于单通道机载SAR的检测方法。该方法通过抽取等效双通道,利用相干对消抑制杂波,并去除动目标的频谱分裂,再运用Dechirp处理和Hough变换积累目标在距离单元内和距离单元间的能量,以获得更大的积累增益。与传统的混合积累方法相比,该方法在抑制杂波的基础上,更好地积累高径向速度目标的能量,从而有效提高该类目标的检测性能。仿真数据和实测数据均验证了该方法的有效性和优越性。     

用于高分辨率宽测绘带SAR系统的SAR/GMTI处理方法研究

随着科技的不断发展,高分辨宽测绘(High-Resolution and Wide-Swath, HRWS)SAR成像已经越来越受到人们的关注,具有地面动目标指示(Ground Moving Target Indication, GMTI)功能的SAR成像系统因其具有对静止场景进行高分辨成像和动目标检测能力在很多军用和民用领域受到广泛运用。具有HRWS成像能力的沿方位多通道SAR系统,其可以有效地解决高分辨和低脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency, PRF)的矛盾,该矛盾在HRWS成像处理过程中经常遇到。由于方位空域自由度可以用来进行杂波抑制,因此多通道构型具有提供GMTI潜能。该文提出一种新的杂波抑制和动目标的成像方法,使得在低PRF的HRWS系统进行SAR成像的同时可以完成动目标的检测与成像处理,而不需要单独的高PRF系统操作模式。      

基于自聚焦方法的SAR动目标检测技术研究

研究通过自聚焦方法在合成孔径雷达图像中进行动目标检测的方法。在检测过程中，针对不同的场合与要求，分别使用两种不同的自聚焦方法进行检测研究，并将检测结果进行对比，因此为这种动目标检测方法提供了两种自聚焦途径。经过在实测数据中试验，证明这种方法可以较好地检测出具有方位向速度和距离向加速度的运动目标。     

一种稳健的视频SAR动目标阴影检测与跟踪处理方法

视频合成孔径雷达(VideoSAR)可获取观测场景高帧率图像序列,利用车辆等地面运动目标在图像序列中形成的阴影能够实现动目标状态感知,该方法具有定位精度高、检测概率高、无最小可检测速度限制等优点。针对视频SAR动目标阴影变化剧烈、信杂噪比低、多普勒模糊干扰等特有的图像特征,该文充分利用帧图像空间域和时间域信息,研究了视频SAR数据预处理、动目标阴影检测和视频SAR多目标跟踪方法。实测数据全流程处理结果验证了该文方法的有效性。     

REAL EXTENDED SCENE AND MOVING TARGET MULTI-CHANNEL SAR RAW SIGNAL SIMULATION

A real extended scene and moving targets multi-channel Synthetic Aperture Radar （SAR） raw signal simulator accounting for Inertial Navigation System （INS） errors and antenna patterns is presented in this paper. INS errors are obtained by solving INS error differential equations with Runge-Kutta method. A high resolution SAR image is used to estimate the complex reflectance of real extended scene. Extended scene and moving target are simulated separately and then are superposed in time domain. The simulated multi-channel SAR data can be used for development of multi-channel SAR Ground Moving Target Indication （SAR-GMTI） and also can be used for development of SAR motion compensation.     

基于子孔径分解的SAR动目标检测方法

 运动目标在合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)图像中的成像会出现模糊,散焦等现象,并且会在方位向出现明显的偏移,这些会导致运动目标的目标杂波比TCR(Target-to-clutter Ratio)降低.本文在子孔径分解技术的基础上提出一种从单通道SAR单视复图像SLC(Single Look Complex)中检测动目标的方法,该方法通过子孔径图像之间的相减操作来抑制杂波,从而提高TCR.通过对机载CV-580数据和星载Envisat ASAR 数据进行测试,证明了该方法的有效性.     

THE ANALYSIS OF COMPATIBLE SYSTEM OF AMTI AND SAR

Based on the analysis of Adaptive Moving Target Indication(AMTI) and the signal processing of Synthetic Aperture Radar(SAR), a complete compatible system of AMTI and SAR is put forward. The compatibility and effectiveness of this system is prcved in theory. The results of simulation show that this system not only has good ability in stationary targets imaging but also has ability in detecting moving targets under the background of strong clutter.     

AMTI与SAR兼容系统的研究

本文通过对AMTI和SAR信号处理算法的分析,提出了一个完整的AMTI与SAR兼容的雷达体制处理模型,并对该体制的可行性进行了深入的理论论证。计算机模拟结果表明,该系统不仅具有对静止目标的良好成像能力,而且能成功地检测出强地杂波背景下的运动目标。