一种抑制严重非均匀杂波的机载MIMO-STAP方法

在机载MIMO雷达体制下,针对严重非均匀环境(包括斜视阵和前视阵近程段),提出了一种新的基于时域平滑的两级级联降维STAP方法,先后对杂波和孤立干扰进行抑制.第一级对少量独立同分布(IID)辅助样本进行平滑,用得到的所有样本估计杂波特性并用先时后空自适应级联处理器(称为mDT-SAP)中的3DT-SAP(简称3DT)方...     

基于前向阵雷达的三通道地面快速动目标检测与成像方法

针对3通道前向阵雷达SAR-地面运动目标检测(SAR-GMTI)体制,该文提出一种易实现的地面快速动目标检测与定位新方法。该方法针对快速运动目标距离散焦严重问题及多普勒谱折叠带来的处理过程繁琐等问题,在杂波抑制后对快速动目标进行重聚焦从而实现对快速目标的检测,并在重聚焦过程中先充分压缩多普勒带宽再进行距离走动校正,有效避免了多普勒谱折叠。仿真结果验证了该文方法的有效性。     

机载雷达杂波特性及工程中的目标检测技术

针对机载雷达地杂波谱的分布特性,讨论了机载PD和相控阵两种体制雷达的工程可实现的地面目标检测方法,重点研究了空时二维处理技术在机载相控阵雷达杂波抑制中的应用,仿真结果证明3DT-SAP方法能有效改善杂波抑制性能,具有良好的工程应用价值.     

复合高斯杂波下距离扩展目标的OM-GLRT

广义似然比检测(Generalized Likelihood Ratio Test,GLRT)是解决复合高斯杂波下距离扩展目标检测问题的一种有效方法,而当目标速度未知时,对于毫米波等高频雷达而言,速度估计误差将造成方向矢量(steering vector)失配,从而导致GLRT性能的严重下降.此时,如何设计最佳的GLRT检测器就成为一个优化问题.本文在分析方向矢量失配对GL-RT影响的基础上提出了一种最优匹配GLRT(Optimum Matched GLRT,OM-GLRT)方法.仿真结果表明,OM-GLRT能有效地实现对速度未知目标的检测.     

基于机载前向阵雷达的三通道斜视SAR-GMTI技术研究

现有的基于前向阵雷达的SAR-GMTI方法主要是空时自适应处理(STAP),而STAP在实际工程中难以实现。针对这一情况,该文提出了一种基于机载前向阵雷达的斜视SAR-GMTI新方法。文中建立了基于前向阵雷达的三通道斜视SAR-GMTI体制下的运动目标回波信号模型,利用等效分析建立了该模型与传统三通道相位中心偏置天线(DPCA)模型的联系。通过改进的DPCA技术,实现该体制下的动目标检测、测速和定位。最后仿真结果验证了改进的DPCA技术的有效性。     

一种有效的机载火控雷达地面动目标检测方法

研究机载火控雷达检测地面慢速目标的方法。由于机载火控雷达采用前向阵,脉冲重复频率低,使得杂波多普勒频率多重模糊。分析了机载火控雷达检测地面慢速目标的特点,提出了一种非自适应的干涉对消法与自适应的AMTI方法相结合的检测方法。分析结果表明,这种方法对雷达平台运动参数的估计精度要求较低,工程上易于实现。     

复合高斯杂波下基于GLRT的扩展目标检测

广义似然比检测(Generalized Likelihood Ratio Test,GLRT)是解决复合高斯杂波下扩展目标检测问题的一种有效方法,而当目标速度未知时,经典的GLRT失效。该文针对目标速度未知的情形,提出了一种基于广义特征值分解的扩展目标多普勒频率估计算法,可有效估计多普勒频率,并以此为基础设计了一种R-GLRT(Robust GLRT)检测器。仿真结果表明了这种检测器的有效性。     

非均匀杂波背景下双基地MIMO雷达距离扩展目标的GLRT检测

利用球不变随机矢量(Spherically Invariant Random Vector, SIRV)描述非均匀杂波, 建立了双基地多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Qutput, MIMO)雷达距离扩展目标的信号检测模型, 提出了距离扩展目标的两步广义似然比检测(Generalized Likelihood Ratio Test, GLRT)算法.首先, 根据目标散射系数的两种假设模型, 分别推导确定型目标、高斯型目标GLRT检测器的解析表达式, 然后利用固定点迭代算法估计杂波协方差矩阵, 获得自适应GLRT(AD-GLRT和AG-GLRT)检测器.仿真实验表明:AD-GLRT和AG-GLRT检测器的检测性能均优于非均匀杂波背景、高斯杂波背景下点目标的检测性能, 且两者的检测性能相当, 并且虚拟阵元数、目标分布的距离单元数, 以及信杂比越大, 两者的检测性能越好.     

一种机载前视阵雷达近程杂波谱补偿方法

机载前视阵雷达近程杂波谱在方位-多普勒域随距离变化剧烈,功率谱不重合并严重展宽,直接进行空时自适应处理（STAP）不能在待检测单元形成窄而深的凹口,致使地面动目标检测（GMTI）性能下降。文中提出一种导向矢量矩阵最小二乘拟合方法,该方法利用训练单元和近程待检测单元导向矢量拟合矩阵对杂波数据进行变换,使训练单元的杂波子空间逼近于待检测距离单元,从而实现了机载前视阵雷达近程杂波谱重合。仿真实验表明该方法能够对近程杂波非均匀性进行有效补偿,减轻杂波谱随距离变化对空时自适应处理性能的影响。     

干扰背景下机载雷达广义似然比检测方法

针对干扰背景下机载雷达多通道检测问题,提出了一步广义似然比检测器(1S-GLRT)和两步GLRT(2S-GLRT)。分析了两种检测器的物理意义,证明了二者均具有恒虚警(CFAR)特性,并给出了检测器的工作流程。在性能评估阶段,通过计算机仿真验证了两种检测器均能有效的抑制干扰并实现目标检测。并且通过不同的参数设置分析了两种检测器的性能差别。结果表明:在低信杂噪比下,1S-GLRT的检测概率比2S-GLRT的略高,当SCNR较高时,二者的检测概率基本相同。但2S-GLRT的计算复杂度要低。     

An approach to suppress short-range clutter for non-side looking airborne radar

When the Airborne Early Warning (AEW) radar transmits medial or high Pulse Repetitive Frequency (PRF) signal, the range ambiguity occurs. The clutter of short-range clutter has serious range dependence problem for non-Side Looking Airborne Radar (non-SLAR). As a result, the clutter plus noise covariance matrix can not be estimated correctly, and the performance of clutter suppression obtained by Space-Time Adaptive Processing (STAP) degrades greatly. The uniform linear array has not elevation degrees; therefore, the short-range clutter can not be suppressed directly. A short-range clutter suppression method is proposed. The method first estimate the elevation angles of the am-biguous short-range gate, then eliminates short-range clutter by space time interpolation and adds moving target protection in the procedure. This method can suppress the short-range clutter well. Simulation results show the validity of the method.     

Fast reduced-rank STAP algorithm based on Gram–Schmidt orthogonalisation for airborne radar

In the reduced-rank space-time adaptive processing (STAP) methods, especially the principal component (PC) analysis STAP method, a set of dominant eigenvectors must be obtained by singular value decomposition of the space-time covariance matrix. Therefore, it is very difficult to be applied in practical system due to the intense computational complexity. In order to reduce the computational burden, a fast reduced-rank STAP algorithm based on Gram–Schmidt (GS) orthogonalisation is proposed in this article. In the proposed GS-PC STAP method, the clutter subspace is reconstructed by the GS orthogonalisation of training samples. Then, the STAP adaptive weight vector is calculated by orthogonally projecting the quiescent weight vector into clutter subspace, which can hold fast convergence measure of effectiveness (MOE) and require less computational complexity by compared with the conventional PC method. Based on the simulated data and multichannel airborne radar measurements data, the corresponding convergence MOE and the clutter suppression performances are verified in the article.     

集中式O FDM-MIMO雷达自适应检测算法

针对频率分集条件下，集中式OFDM-MIMO雷达在未知杂波环境中的目标检测问题，首先分析了OFDM-MIMO雷达回波数据模型，由于OFDM-MIMO雷达的频率分集特性，不同频率通道回波数据相互独立，在此基础上，分别基于一步和两步广义最大似然比准则，给出了集中式OFDM-MIMO雷达GLRT和OFDM-MIMO雷达AMF两种检测器，并分析了这两种检测器的恒虚警特性。两种检测器有效利用集中式OFDM-MIMO雷达频率分集特性，提升目标检测性能，同时降低了矩阵求逆维数，以及参考单元数目的要求，并且具有恒虚警性能。计算机仿真验证了算法的有效性。     

近程杂波的非均匀分段处理法

非正侧面阵、近距离地面目标检测时,由于地杂波散射体高低角随距离变化,杂波分布呈现非平稳性,在距离多普勒图上表现为曲线随距离变化。由此导致协方差矩阵难以估计,传统空时二维方法的杂波抑制作用不大。根据杂波性质,确定出杂波支撑区间曲线、强近程杂波上下界曲线,并依照此边界非均匀划分每一个多普勒通道,以保证每一段内杂波的平稳性,减小协方差矩阵估计误差。通过与其他方法的试验对比,说明非均匀分段下,空时二维杂波抑制性能有所改善。     

高频地波雷达空时自适应目标检测

针对高频地波雷达接收到的海杂波数据在落入Bragg峰区域时目标会被海杂波所遮盖的特点,通过对海杂波的空时耦合特性的分析,将空时自适应信号处理运用到超视距雷达中,提出抑制海杂波的同时检测被海杂波所遮盖的舰船的新方法.实测数据的处理结果证明了所提出利用空时自适应处理抑制海杂波的有效性和实用性.     

机载雷达的预滤波直接数据域算法

空时自适应处理(STAP)作为一种地杂波环境下机载雷达自适应检测小目标的方法已得到广泛研究,干扰非一致性是当前的一个重要方面。由杂波脊外的强干扰(或目标)引起的分立非一致性是市区和尖峰状杂波环境下STAP性能下降的主要原因。利用级联算法得到的自适应权可用于STAP干扰的分立非一致性问题。该方法由一个直接数据域算法和一个统计自适应算法级联构成。该文提出一种带杂波衰减预滤波器的直接数据域算法来增强算法对分立非一致干扰的抑制,从而提高了STAP对付分立非一致干扰的性能。     

机载火控雷达近距离地面慢速目标检测

机载火控雷达对近距离地面慢速目标进行检测时,由于地杂波散射体俯仰角随距离变化,引起杂波的空时二维分布随距离变化,呈现出严重的非平稳性.在这种杂波环境中,常规处理和空时二维处理都难以得到好的性能.本文提出一种杂波频移补偿的方法,对不同距离的杂波数据施加不同的频移变换,有效减弱了杂波的非平稳性,使杂波能量在二维平面内集中,杂波分布面积大大减小.仿真结果表明,在检测近距离地面慢速目标时,用频移补偿作为空时二维处理的预处理可以取得好的效果,大大提高了系统的改善因子,而且具有实现简单,运算量小,便于工程应用的优点.     

机载相控阵雷达近程杂波抑制的俯仰向空域自适应算法

该文针对机载平面阵列相控阵雷达的动目标检测提出了一种俯仰向空域自适应的近程杂波抑制算法。该方法利用平面阵列天线在俯仰向的自由度,在近程杂波的支撑区域内沿着多普勒单元选取训练样本估计协方差矩阵,计算俯仰向空域最优权。在存在距离模糊的情况下,该方法可以自适应地滤除近程杂波,保留远程杂波,从而增强了杂波的距离均匀性,有利于提高后续的方位空域和时域STAP的性能。     

对运动目标约束的机载前视阵雷达杂波谱补偿方法

在机载前视阵雷达中,由于地面杂波存在距离依赖性,使得杂波协方差矩阵估计不准确,进而导致空时自适应处理(STAP)的杂波抑制性能严重下降。基于配准的杂波补偿方法(RBC)能够有效地对地面杂波的距离依赖性进行补偿,但当杂波数据中含有运动目标时,使用该方法对杂波补偿后,包含在杂波中的运动目标信息会在空时平面散开,导致其无法被检测。针对上述问题,提出一种运动目标约束的杂波补偿方法,即在基于配准的方法中,根据运动目标与杂波的多普勒频率不同来添加运动目标约束保护。计算机仿真结果表明:该方法不仅能够降低杂波距离依赖性,而且可以有效地对运动目标信息进行保护。     

分布式目标的子空间双门限GLRT CFAR检测

 研究了分布式目标在球不变随机变量杂波中的检测问题,提出了一种具有恒虚警特性的双门限广义似然比检测器。分布式目标建模为子空间信号,在距离维和多普勒频率维同时扩展.第一门限的作用是筛选信杂比高的待检测距离单元.将选出的距离单元进行能量积累并与第二门限进行比较做出判决.假设杂波协方差矩阵已知,构造了双门限检测器,并通过推导检测器虚警概率说明其具有恒虚警特性.将基于辅助通道数据的杂波协方差矩阵的估计值替换假设已知的杂波协方差矩阵,得到一个自适应检测器.通过Monte Carlo仿真进行性能分析,说明检测器的有效性和鲁棒性.