基于反向传播神经网络的海杂波参数估计

研究分析海杂波、评估弹载导引头在不同海况下的打击精度具有重大意义。针对传统统计方法的海杂波参数估计易存在脱离实况海杂波物理特征的问题,提出基于反向传播（BP）神经网络的参数估计法。利用海杂波幅度分布特性和时间相关性,建立基于K分布的时间与空间相关海杂波模型;重点分析形状参数、尺度参数、杂波速度均方根、平均多普勒频移4个模型参数对海杂波混沌特性、分形特性的影响,总结出模型参数与物理特征之间的定性关系;利用BP神经网络充分挖掘参数与物理特征间的定量关系,并对混沌特性、分形特性进行预测,决定系数为0.985、0.952. 以实测海杂波数据为例,比较BP神经网络、最大似然估计和矩估计法的模型参数,验证了该方法可以较好地贴近真实海杂波的物理特征。     

基于BP-频谱扩展的多基星载SAR高分辨二维成像

首先建立了多基星载合成孔径雷达的回波信号模型,并针对多基星载SAR的特殊构型提出了基于后向投影(BP)频谱扩展的高分辨二维成像方法。这种方法充分利用了BP成像算法的自配准特性,并结合多基星载SAR空间基线三维分布的特点,在二维成像时分别对距离向和方位向的频谱宽度进行扩展,实现多基星载SAR高分辨联合二维成像。实验结果表明:该方法突破了单站星载SAR成像分辨率的限制,充分利用多基星载SAR几何构型的优势,提升了星载SAR二维成像的分辨率。     

基于K分布雷达海杂波建模与仿真

海杂波的仿真对杂波环境下弹载雷达检测性能的研究具有重要意义。文章首先建立了海杂波回波模型,其次分别对海杂波后向散射系数、复散射截面积以及起伏调制函数进行了建模分析,最后结合海杂波幅度分布特性和时间相关特性,利用零记忆非线性法对海杂波进行了仿真。结果表明,该方法可以有效地模拟雷达海杂波,从而为雷达信号处理器的设计奠定了基础。     

基于实测数据的海杂波建模方法

为解决海杂波模型过于简单、逼真度不高及杂波模拟缺乏针对性等问题,提出一种基于实测数据的海杂 波建模方法。在分析经典海杂波统计模型基础上,利用导引头采集不同海况下的实测数据,采用拟合度检验及参数 估计的方法,结合SIRP 法模拟生成仿真杂波数据,通过对经典统计模型进行修正,得到实用的海杂模型。仿真结果 表明,该方法对于提高射频仿真系统中海杂波模型逼真度及置信度具有参考价值。     

基于组合分形特征的海杂波中目标检测方法

仅利用一种分形特征检测海杂波中目标时,在低信杂比时往往难以有效区分。为此,提出一种基于组合分形特征的海杂波中目标检测方法,将检测流程划分为粗检测和精检测两个阶段。当检测单元分形谱维数特征明显时,在粗检测阶段即判决目标存在;当分形谱维数特征不明显时,则以分形模型拟合误差和分维尺度变化量为特征量,利用综合模糊隶属度进行判决,实现目标精检测。经X波段雷达实测数据验证表明,所提检测方法可以较大幅度提升海杂波中弱小目标的检测准确度。     

蒸发波导下海杂波对雷达探测的影响分析

为了分析蒸发波导下海杂波对雷达探测的影响,以K-分布模型作为研究对象,采用基于球不变随机过程(SIRP)法对其进行仿真;通过分析仿真结果确定了K-分布海杂波形状参数、蒸发波导高度和雷达探测距离之间的关系。结果表明,蒸发波导高度越高,海杂波降低雷达的探测性能越明显。相关结果可以为新型雷达系统的设计及实际应用起到指导性作用。     

末制导雷达目标检测概率的仿真计算

应用Nrad修正的海面回波反射强度GIT模型,对不同海况级数和不同海面风向角条件下的海面回波反射强度进行了计算,在此基础之上根据瑞利海杂波分布背景下雷达目标检测概率的计算模型,给出某型末制导雷达目标检测概率与海浪级数、风向角以及目标雷达截面积之间的变化关系曲线.     

弹载宽带相控阵雷达前视真实孔径成像方法研究

针对弹载步进频率宽带相控阵雷达的前视真实孔径成像以及地、海杂波背景中的目标探测应用,提出了基于方位向非均速扫描和最小二乘参数估计的距离-方位二维成像方法以及成像过程中的运动补偿方法。该方法运算量少且适合于扫描过程中的流水线并行处理,在高重频情况下的高速弹载应用中可以实现远小于波束宽度的方位分辨力。理论分析和仿真实验证实了方法的有效性。     

空空导弹弹载SAR回波信号模拟

雷达成像制导是空空导弹雷达制导的重要发展方向,根据空空导弹末制导中导弹与目标的特点和机理,讨论了空空导弹弹载SAR的回波信号数学模型,建立了空空导弹弹载SAR仿真系统的回波信号构成原理和仿真系统,为空空导弹弹载SAR工程化研究提供了理想的原始回波信号数据.     

弹载SAR应用模式及关键技术探讨

总结了合成孔径雷达（SAR）成像制导与其它成像制导相比具有的优缺点,介绍了弹载SAR系统的发展现状和德国EADS公司弹载SAR样机的工作模式,重点介绍了弹载SAR在巡航导弹中制导、弹道导弹末制导、巡航导弹末制导、毁伤评估方面的应用模式,并详细指出了每种模式成功实现必须解决的关键技术。     

基于概率定义扩展样本的机载雷达空间和时间相关海杂波数据仿真方法

海杂波背景下的目标检测性能是机载预警雷达的重要指标之一。为了给机载雷达海杂波抑制方案的有效设计提供数据来源,需要仿真模拟出满足实际分布特性和相关性的海杂波。针对实测海杂波数据具有的显著时间相关性和空间相关性,提出了一种新的海杂波数据产生方法。该方法基于概率密度定义及相关性的本质,运用蒙特卡罗思想和Cholesky分解来产生空间和时间相关的海杂波。这种方法不仅简化了海杂波数据产生流程,同时提高了海杂波幅度和相关性吻合效果。分别利用实测和仿真数据验证了所提方法的有效性。     

弹载毫米波SAR多普勒调频率估计方法

针对空空导弹合成孔径雷达(SAR)成像运动误差补偿困难的问题,提出了一种多普勒调频率估计方法。该方法以图像偏置(MD)法为基础,在弹载SAR burst工作模式下,选取合适的方位向分块序列大小和相关运算移动量,以适应弹载条件较高的脉冲重复频率(PRF)和复杂运动环境。试验证明,该方法能从雷达回波数据中准确估计多普勒调频率,提高成像质量。     

重频捷变对雷达导引头检测性能的影响

分析了重频捷变电路对雷达导引头在杂波环境下目标检测性能的影响,提出了一种在时域设计滤波器引入杂波相关特性并动态更新滤波器的仿真方法。仿真结果表明:在重频捷变模式下,杂波幅度分布概率密度曲线变得尖锐,杂波相关性减弱。得出的结论:重频捷变可以提高导引头的目标检测性能。     

不同环境下海杂波特征仿真与试验研究

海杂波是影响雷达目标检测的主要因素,而海洋大气环境又通过影响电磁波传播路径而改变海杂波特征。分析了不同海洋大气环境下海杂波特征差异的成因,综合海面反射率经验模型,建立了基于“对等距离冶法的海杂波特征量计算方法,并对文献[9] 试验中1998 年4 月2 日观测的海杂波数据进行了仿真,经过4 个方向对比表明,仿真值与实测平均值比较吻合。结合模拟的不同环境条件和雷达参数,对标准大气、蒸发波导及表面波导等环境下的海杂波特征进行了仿真,结果表明:相比于标准大气环境,波导环境下海杂波功率特征呈现增强的趋势,而且在表面波导环境下的第一跳跃盲区内还会呈现弱杂波或无杂波特征。     

弹载相控阵雷达系统设计与信号处理问题

弹载相控阵雷达的系统设计与信号处理实现低空目标探测是下一代主动雷达导引头的一项关键技术。针对这些问题,本文从技术难点、工作模式等方面对导引头雷达动目标检测进行了分析。相比机载预警雷达,弹载雷达采用前视阵列且运动速度快、工作波长短,杂波存在距离、多普勒多重模糊问题,杂波特性严重非均匀,杂波抑制难度大。本文给出了笔者在弹载雷达系统设计及空时自适应处理方面所做的工作,同时指出了目前这一领域有待改善和研究的相关问题。     

不同入射余角情况下海面电波特性对雷达导引头的影响分析

介绍了影响海面后向散射系数和反射系数的各项因素，给出了雷达波束有效照射面积与入射余角、弹目距离、雷达脉宽和波束宽度在各种不同情况下的关系式，讨论了海杂波和多路径效应对雷达导引头工作性能的不良影响并提出了解决问题的若干对策．     

海杂波下小目标检测的修正莫利特分布方法

针对雷达在海杂波环境下小目标检测困难的问题,提出了基于修正莫利特( Morlet)分布的检测方法.对海杂波存在目标和没有目标两种情况下进行时频分析,其时频分布图表现出明显的特征差异,在没有目标时,时频分布图比较发散,存在目标时,时频分布图为较集中且与目标多普勒频移对应的最优曲线.修正Morlet分布检测方法通过邻域最大值查找算法得到该最优曲线,并取该最优曲线所有点的和值作为判断目标存在与否的依据.通过实测数据对固定目标、匀速运动目标和机动目标的仿真表明:与经典CFAR检测方法相比,该方法能够提高海杂波环境下固定目标和机动目标检测性能2～3 dB.