探地雷达地杂波抑制方法研究进展

下视探地雷达是检测地雷的一种有效手段.强烈的地表反射回波即地杂波会淹没浅层埋藏的非金属地雷的微弱回波,从而导致很高的检测虚警概率.如何尽可能完全抑制地杂波而又不损失回波中的目标信息成为探地雷达地雷检测的关键技术问题.本文以地雷检测为应用背景,对目前已有的主要的地杂波抑制方法进行了综述.     

探地雷达地杂波抑制方法研究进展

下视探地雷达是检测地雷的一种有效手段.强烈的地表反射回波即地杂波会淹没浅层埋藏的非金属地雷的微弱回波,从而导致很高的检测虚警概率.如何尽可能完全抑制地杂波而又不损失回波中的目标信息成为探地雷达地雷检测的关键技术问题.本文以地雷检测为应用背景,对目前已有的主要的地杂波抑制方法进行了综述.     

基于核ICA的探地雷达地杂波抑制

地雷及未爆武器给许多国家带来了巨大的经济和社会问题。近年来超宽带探地雷达被广泛用于浅层埋藏的塑性地雷的检测,其中滤除雷达回波信号中的地杂波是完成目标检测、成像与识别的关键。文中通过利用核ICA算法进行研究,给出了一种可以针对多目标数据区域且自动选取独立分量的探地雷达地杂波抑制方法,基于实测数据的实验结果表明了该方法的有效性。     

利用非线性拟合抑制前视探地雷达杂波

在前视探地雷达中,当点散射源位于照射区域与成像区域间时,其回波信号经合成孔径成像处理后将会在成像区域的边缘产生虚假的目标图像,增加雷达的虚警率,文中通过分析这类信号的特征,提出了一种抑制该类信号的杂波抑制方法。该方法利用顶点变化的抛物线Radon变换在参数空间获取杂波参数;利用非线性拟合方法重构杂波,实现杂波抑制。通过对实测数据进行处理,结果表明,所提杂波抑制方法很好地抑制了这类杂波,信杂比得到显著提高。     

基于双曲线特征的浅地层探地雷达杂波抑制与合成孔径成像研究

本文根据浅地层探地雷达图像的特点,提出了一种基于图像处理技术的杂波抑制方法。并在此基础上,进而提出了一种实现探地雷达合成孔径成像的快速方法。通过对实测数据进行处理,结果表明,所提杂波抑制方法取得了很好的效果,且通用性强;所提的快速合成孔径成像方法与普通合成孔径成像方法相比,所得图像的分辨力相当,且所提方法减少了杂波成分的影响,使处理速度得到了极大的提高,成像的效果更好。     

基于小波和脊波变换的探地雷达信号杂波抑制

针对如何有效去除探地雷达信号的干扰噪声问题,提出了一种基于小波和脊波变换的杂波抑制方法。小波能有效地描述图像的点奇异性,而脊波能有效地描述图像的线奇异性。首先结合小波和脊波的特点,对探地雷达回波信号进行自适应阈值去噪,然后利用脊波的方向敏感性在脊波域去除直达波信号,最终通过处理实际探底雷达数据,验证算法的有效性。     

基于熵的步进频率探地雷达距离旁瓣抑制

步进频率探地雷达因频谱截断和杂波干扰而产生严重的拖尾旁瓣,降低了系统分辨目标的能力。文中分析了熵表征的信号特征,从距离旁瓣产生的机理出发,提出用最大熵、最小熵谱外推技术对截断频谱外推,降低频谱截断产生的拖尾旁瓣。实验结果表明,最大熵可以有效地去除因频谱截断产生的Gibbs振荡,最小熵对峰值旁瓣电平抑制效果较好,两者都有效地提高了系统分辨率。     

基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法研究

针对传统主成分分析法在探地雷达杂波抑制方面的不足,该文基于2维小波变换的分时分频特点,提出了改进的主成分分析子空间投影法。进一步将改进的子空间投影法与自适应横向滤波方法相结合,保留了自适应滤波方法良好的目标回波信号保真度与学习适应能力等优点,提出了基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法,实现了小波变换、主成分分析法以及自适应滤波方法的优势互补。实验结果表明该方法在信杂比与目标图像清晰度方面具有良好的杂波抑制效果。      

基于背景估计的红外图像杂波抑制方法研究

背景估计是背景杂波抑制和图像增强的重要方法,在低信噪比红外目标检测技术研究中备受青睐。提出了一种改进的形态滤波背景估计新方法。首先通过图像局部熵计算和分析建立了结构元素尺度与局部熵的对应关系,在目标特征分析的基础上对结构元素形状进行优化,然后采用形态滤波估计图像背景,实现背景杂波抑制和图像增强。仿真实验结果表明了算法是有效的。     

雷达杂波自适应抑制技术

从杂波特性入手,讨论了对运动杂波进行自适应抑制的必要性。理论分析了杂波自适应抑制技术,并进行了仿真验证。针对工程实际中多普勒频率估计不够精确的情况,提出在杂波多普勒频率粗估计的基础上采用多个自适应滤波器,根据输出功率比较确定最佳杂波抑制滤波器,大大提高了系统性能,并且不需要很大的设备量。     

基于频移的DPCA机载雷达杂波抑制技术

该文采用杂波单元分解的方法分析了相位中心偏置天线(DPCA)对机载雷达主杂波的抑制性能,指出DPCA是一种简单的时-空二维滤波器,并分析了当主杂波中心频率不为零时DPCA杂波抑制能力下降的原因。该文还提出了一种基于主杂波中心频率频移的DPCA处理方法。理论分析和仿真结果均表明该方法具有较好的杂波抑制能力,同时该方法结构简单,便于工程实现。     

基于DEM数据机载气象雷达地杂波抑制方法

针对机载气象雷达工作于气象模式时地杂波的抑制问题,应用基于地形可视化的方法在时域对地杂波进行抑制的方法.首先分析机载气象雷达下视时气象目标和地杂波的分布特点,然后根据DEM（DigitalElevation Model）表达地形的特点,利用增量法对地形进行可视化判断.对于气象雷达扫描区域内的可视化点判断其所在的距离单元.将这些贡献地杂波的单元予以剔除.通过仿真实验验证了该方法的有效性.     

Adaptive clutter suppression based on iterative adaptive approach for airborne radar

To improve the performance of the recently developed weighted least-squares-based iterative adaptive approach (IAA) in space–time adaptive processing (STAP) for weak or slow targets detection, we propose a novel IAA scheme to adaptively suppress the ground clutter by using the secondary training data (STD). Especially, we use the IAA to estimate the clutter plus noise covariance matrix from a very small number of STD. The resulting clutter plus noise covariance matrix can be utilized to form the STAP filter and then suppress the clutter. To reduce the computational complexity of the IAA, we exploit the sparsity of large clutter components in the angle-Doppler image and develop a modified IAA algorithm employing a soft-thresholding to adaptively determine the entries of each iteration that should be updated. Simulation results show that our proposed scheme outperforms the conventional IAA scheme over weak or slow targets detection and the modified IAA algorithm exhibits a comparable or even a better performance than the IAA algorithm but a lower computational complexity.     

改进的非均匀频率采样配准双基杂波抑制方法

机载双基地雷达杂波的距离依赖性降低空时自适应处理(STAP)杂波抑制能力,频率非均匀采样配准(RB-NFS)技术通过数据域信号处理可缓解杂波的距离依赖性.对该技术在机载双基地杂波抑制中面临的问题进行深入分析并给出改进方法,针对频率非均匀采样配准中杂波空时导向矩阵构造复杂,且存在杂波抑制不充分现象,提出引入广义逆矩阵或采...     

基于过采样抽取子带处理的宽带雷达杂波抑制

针对宽带雷达目标回波在相参处理时间内存在越距离单元走动的问题,提出了一种基于过采样抽取子带处理的宽带雷达杂波抑制与目标回波相参积累的方法。通过过采样离散傅立叶变换（DFT）调制滤波器组将宽带雷达回波分为若干子带,每个子带内目标回波不存在越距离单元走动,从而可以通过对相参回波序列的加权处理实现杂波抑制和目标回波的相参积累,将各子带的处理结果通过综合滤波器组重构得到相参积累后的目标距离像。由于采用了过采样抽取滤波器组,子带加权处理所产生的剩余混叠失真很小,因此,与传统的基于2维快速傅立叶变换（FFT）的处理方法相比,可以获得更大的信杂比改善因子和更小的重构距离像失真。通过理论分析和仿真实验证明了该方法对宽带雷达杂波抑制和目标回波相参积累的有效性。     

相控阵AEW雷达杂波抑制的辅助通道方法研究

本文分析了相控阵机载预警(AEW)雷达杂波抑制的现有两种辅助通道降维技术(Klemm方法和简化方法)的性能，并提出了一种新的辅助通道方法。新方法的基本思想为：根据待处理距离段内各距离单元杂波能量在波束一多普勒域分布的统计特征自适应地选取辅助通道，使所选辅助通道实时地逼近杂波子空间，从而有效抑制杂波。本文方法不但可以用于非正侧视阵情况，而且误差鲁棒性好。计算机仿真结果证实了其有效性。     

降低船用连续波雷达虚警概率的海杂波抑制方法

为了解决海杂波引起的船用连续波雷达虚警概率增大,以及海杂波抑制算法工程应用难度大的问题,提出了一种工程实用的海杂波抑制方法。首先,通过双参数删除型CFAR检测算法和统计检测算法进行二次检测;然后,依据邻近帧之间目标回波相关性较强和片状海杂波相关性较弱的特点进行帧间处理。仿真和海上实验均表明,应用该方法的船用连续波雷达可以降低不同强度的海杂波背景下的虚警概率。     

伪随机序列编码脉冲信号在探地雷达中的应用研究

超宽带编码雷达探测地下介质时,回波信号不可避免地受到噪声影响,这会对数据解释带来一定困难. 频率-波数（f-k）滤波方法可以有效滤除部分噪声,但其对高频段的滤波效果欠佳. 针对此问题,本文提出一种改进的f-k滤波方法,即根据频率和波数的分布情况,设置不同的视速度阈值进行分段处理,提高高频段的视速度阈值,有效滤除了高频段的噪声. 实验结果表明,经本文方法处理后的图像熵较传统方法处理后的图像熵减小了6%,具有良好的噪声抑制效果.