基于小波影响锥的天波雷达瞬态干扰抑制方法

针对瞬态干扰严重影响天波超视距雷达(OTHR)目标检测性能的问题,提出了一种基于小波影响锥的瞬态干扰抑制方法。该方法利用一维离散平稳小波变换确定信号的奇异点(瞬态干扰),然后将每一奇异点对应的影响锥内的小波细节系数置零,最后通过一维逆离散平稳小波变换重构数据。该方法避免了杂波抑制和插值重构,运算量小,实用性强。对天波雷达实测数据的处理实验表明:提出的方法是有效的。     

基于TLS-ESPRIT算法的OTHR瞬态干扰抑制

天波超视距雷达(OTHR)工作于高频波段,电波传播环境复杂,极易受到流星余迹回波等瞬态干扰的影响。目前提出的针对瞬态干扰的抑制方法大多需要预先抑制海、地杂波,复杂度较高,实用性不强。提出了将含瞬态干扰回波数据的频域视为复合正弦信号,使用高分辨算法(TLS-ESPRIT算法等)可以检测出干扰发生位置,再去掉被干扰数据段,并通过加权线性预测恢复有效数据,达到抑制干扰的目的。该方法的优点是干扰检测前无需预先抑制海杂波,实用性较强。仿真结果表明该方法的有效性。     

天波超视距雷达瞬态干扰抑制

天波超视距雷达(OTHR)电波通过电离层折射作下视探测,具有观察距离远,观察范围广的特点.但由于采用HF频段,且电波传播环境复杂,不仅海(地)杂波强,而且有很强的干扰,如电台干扰、工业干扰、冲击噪声、闪电冲击和流星余迹回波等.干扰分长时间干扰和瞬态干扰,瞬态干扰持续时间短、强度大.本文首先讨论OTHR接收到的瞬态干扰的特点;然后讨论了瞬态干扰的滤除方法,即采用特征分解方法滤除海杂波,或在频域直接滤除地杂波,检测出瞬态干扰的位置后,在原始信号中挖除存在瞬态干扰的回波点,并用预测内插的方法,消除瞬态干扰谱对目标掩盖作用,使目标特别是舰船目标能被检测出来;最后通过实测数据的检验.     

基于压缩感知的天波雷达瞬态干扰抑制

瞬态干扰是天波超视距雷达中一种常见的干扰,经常抬高雷达的距离-多普勒二维检测背景,造成目标检测困难,因此需要加以抑制。提出了基于压缩感知的天波雷达瞬态干扰抑制方法。该方法首先确定瞬态干扰的位置,然后利用压缩感知来重构该位置上的杂波和目标信号,从而实现瞬态干扰抑制。为了避免瞬态干扰对信号重构的影响,从单位矩阵中抽取若干行构成压缩感知的观测矩阵。实测数据处理表明,该方法可以有效地抑制瞬态干扰,显著改善雷达的探测性能。     

高频地波雷达抑制瞬态干扰研究

高频地波雷达探测海洋状况和跟踪移动目标时,由于所处的高频段电磁环境极其恶劣,各种瞬态干扰会严重影响雷达的探测效果.对线性调频体制下雷达回波信号的处理进行了分析,讨论了抑制瞬态干扰的方法.构造了Hankel矩阵进行SVD分解[7]来抑制海杂波的影响,利用小波变换在距离时间序列上检测出瞬态干扰,在此基础上,使用基于最小二乘格形(LSL)自适应算法来恢复多普勒信号,抑制了瞬态干扰对雷达的影响.实测数据表明,它可有效地提高了高频地波雷达抗瞬态干扰的能力.     

基于矩阵补全的天波雷达瞬态干扰抑制算法

瞬态干扰持续时间短、强度大,严重影响天波超视距雷达的性能。传统的瞬态干扰抑制方法需要预先抑制海杂波,且只能抑制强瞬态干扰,不能抑制弱瞬态干扰和噪声,该文提出一种基于矩阵补全的瞬态干扰抑制算法,该方法首先利用Teager-Kaiser算子进行瞬态干扰检测,然后将干扰数据剔除,最后利用海杂波和目标回波构成的Hankel矩阵的低秩性,通过改进的低秩矩阵补全算法进行数据恢复。该算法不仅能够抑制强瞬态干扰,而且能同时抑制弱瞬态干扰和噪声,提高了回波信号的信噪比。实测和仿真数据处理结果证明了算法的有效性。     

一种基于S变换的高频地波雷达瞬态干扰抑制方法

针对高频地波雷达中出现的瞬态干扰问题,提出了基于S变换(Stockwell transforms)的瞬态干扰抑制方法.首先分析了两次FFT信号处理机制下瞬态干扰的时频特征;然后应用S变换对雷达信号进行时频分析,利用瞬态干扰在时频维扩展性不同的特点,实现瞬态干扰的检测;最后应用三层BP(Back Propagation)神经网络对海洋回波信号进行预测和恢复.该方法避免了海杂波抑制的步骤,具有计算量小、信号损失小的优点.现场实测数据分析表明,该方法能够有效抑制瞬态干扰,使回波多普勒谱信噪比提高达10dB,有效提高了雷达的抗干扰能力.     

基于矩阵奇异值分解的高频雷达瞬态干扰抑制

雷电等瞬态干扰严重影响了高频雷达的工作性能,必须加以抑制。该文提出了基于矩阵奇异值分解的高频雷达瞬态干扰抑制方法。该方法将高频雷达回波信号分段构造成矩阵并进行奇异值分解,首先根据矩阵有效秩的大小判断雷达回波中是否存在瞬态干扰,然后利用奇异值分解的正交性实现雷达回波的正交分解,使瞬态干扰分离出来,以利于检测,最后通过建立线性预测的全极点自回归模型对瞬态干扰位置处的回波信号予以恢复。实测数据处理结果表明该方法是有效的。     

基于矩阵奇异值分解的高频雷达瞬态干扰抑制

雷电等瞬态干扰严重影响了高频雷达的工作性能,必须加以抑制。本文提出了基于矩阵奇异值分解的高频雷达瞬态干扰抑制方法。该方法将高频雷达回波信号分段构造成矩阵并进行奇异值分解,首先根据矩阵有效秩的大小判断雷达回波中是否存在瞬态干扰,然后利用奇异值分解的正交性实现雷达回波的正交分解,使瞬态干扰分离出来,以利于检测,最后通过建立线性预测的全极点AR模型对瞬态干扰位置处的回波信号予以恢复。实测数据处理结果表明本文方法是有效的。     

基于关联维数的高频雷达瞬态干扰检测

高频雷达极易受到闪电等强瞬态干扰的影响,需要加以抑制。由于瞬态干扰与海、地杂波的关联维数差异较大,可将其作为识别标志。本文首先提出了对距离-扫频矩阵中过渡过程和边界效应的处理方法,然后提出一种基于关联维数检测瞬态干扰的方法,其优点是能够有效抑制过渡过程和边界效应,且在干扰检测前无需进行海、地杂波抑制,实用性较强。仿真结果表明该方法能有效检测出瞬态干扰,甚至可以检测出海岸线。     

天波雷达电离层污染校正与海杂波抑制

在天波超视距雷达（OTHR）中,舰船目标的多普勒频率与海杂波谱接近,电离层污染会导致海杂波频谱展宽,从而淹没邻近的舰船目标信号。考虑到电离层污染会导致OTHR回波信号的相位缓慢变化,提出了采用相位梯度法对回波信号进行电离层污染校正;利用污染校正后的海杂波可以近似为两个单频信号之和这一特点,提出了应用奇异值分解来实现对海杂波的抑制。仿真结果表明,文中算法可以有效地校正电离层污染,抑制海杂波,显著提高信杂比,从而有效解决强海杂波对舰船目标的遮蔽问题。与现有的HRR—SVD算法相比,文中算法可以适用于相干积累时间较长和电离层污染较大的情况,防止残留的海杂波形成虚警,提高了OTHR对海杂波附近舰船目标的检测能力。     

Transient interference excision in over-the-horizon radar using adaptive time-frequency analysis

The performance of over-the-horizon radars (OTHRs) degrades significantly due to transient interferences such as lightning, meteor echoes, and man-made impulse bursts. The conventional techniques used to suppress these transient interferences generally follow a simple time-domain procedure which first localizes the transient, sets the corrupted time samples to zero, and follows by data reconstruction via interpolations. However, for an OTHR operation with a short coherent integration time (CIT) of a few seconds, the transient interference may corrupt a significant portion of the received data such that data interpolation can become erroneous. In this paper, a new transient interference excision technique is proposed. It utilizes the adaptive time-frequency analysis technique to parameterize the radar signal. The transient interference can then be identified and subsequently removed via their characteristic parameters. No data interpolation is needed. The performance of the proposed technique is illustrated by simulated and experimental OTHR data.     

一种天波雷达瞬态干扰抑制方法

瞬态干扰是天波超视距雷达中一类常见的干扰,会降低雷达目标的可检测性,需要加以抑制。文中分析了雷达接收回波的多普勒频率稀疏性,建立了由潜在回波信号构成的过完备字典,使得雷达接收回波在该字典下有稀疏表示形式,同时提出了基于压缩感知的天波雷达瞬态干扰抑制方法。该方法利用压缩感知重构雷达接收回波,由其代替瞬态干扰位置上的原始信号,从而实现瞬态干扰抑制。实测数据处理证明了该文方法的有效性。     

一种改进的基于峰值信噪比-高阶奇异值分解的天波超视距雷达自适应海杂波抑制算法

天波超视距雷达(OTHR)舰船目标的检测性能受目标区海杂波的影响严重,准确且自适应的海杂波抑制效能对改善低可探测舰船目标的检测性能意义重大。该文针对基于高阶奇异值分解(HOSVD)的海杂波抑制算法非自适应机制的不足,通过引入峰值信噪比(PSNR),提出一种改进的基于PSNR-HOSVD的自适应算法。该算法仅利用第3等效模式展开矩阵的左奇异向量构造一个投影矩阵,相比于HOSVD算法,该文算法可有效降低计算复杂度,同时由于海杂波仅在第3等效模式展开矩阵的列空间中具有聚集特性,因此该文算法具有比HOSVD算法更好的海杂波抑制性能。实测数据处理结果表明,在电离层状态理想和非理想的情况下,该文PSNR-HOSVD自适应算法的性能均优于EVD自适应算法和HOSVD非自适应算法。     

基于自适应局域变换的离散干扰抑制算法

在非均匀杂波环境中,针对待检测距离单元的离散干扰严重影响统计空时自适应处理(STAP)杂波抑制性能的问题,提出了基于自适应局域变换的离散干扰抑制算法。该方法利用自适应局域变换矩阵具有局域变换和自适应滤波的双重特性,在较低计算复杂度条件下有效消除离散干扰对统计STAP方法的影响。仿真数据和MCARM实测数据分析表明,该方法能有效抑制待检测距离单元中的离散干扰和均匀杂波,显著改善STAP在非均匀杂波中的性能。     

天波超视距雷达海杂波的混沌动态特性分析

利用替代数据法对实测回波信号进行非线性检验,Cao方法进行相空间重构、Rosenstein小数据量法计算最大Lyapunov指数、改进的格拉斯伯格-庞加莱算法(GPA)计算Kolmogorov熵以及局部可预测性检验研究了高频天波雷达(OTHR)海杂波的混沌动态特性。仿真计算表明:实测的高频天波雷达海杂波吸收子具有稳定收敛的关联维数、正的最大Lyapunov指数和正的Kolmogorov熵以及具有局部可预测的特性,验证了高频雷达海杂波确实来自于一个低维混沌系统。利用方差分析初步讨论了电离层对回波混沌特性的影响,研究表明:电离层将对回波混沌特性产生显著的影响。这些结论对高频雷达目标探测和海杂波建模研究都具有重要意义。     

天波超视距雷达杂波属性差别方法研究

提出了一种基于天波超视距雷达地、海杂波频谱特性,采用空间单元杂波幅度峰值检测结果判别地、海及地海交界线杂波属性的方法,可判别出具有多普勒频率偏移的地海杂波,并利用某雷达实测数据对该方法进行了验证。采用该方法绘制出的某区域海岸线地海杂波分布图与地图形状基本吻合。