基于STFT和Hough变换的高频雷达机动目标检测

高频雷达回波中存在强大的地海杂波及各种高频干扰,一般通过空、时、频三维处理实现目标的检测。对于机动目标,该方法在两方面存在缺陷。其一,机动目标回波在相干积累时间内相位呈非线性变化,导致多普勒频谱展宽、检测性能下降。其二,上述处理过程不能获得目标的加速度。本文针对上述缺陷提出了基于STFT和Hough变换的高频雷达机动目标检测方法。其中,STFT用于获得目标回波的时频谱,而Hough变换通过对目标的时频"谱脊"进行非相干积累实现目标的检测并估计其速度和加速度。理论分析和数据处理结果均表明该方法在高频雷达机动目标检测方面性能良好。     

基于时频二维图像的高频雷达低速目标检测

海面低速目标的非均匀运动和射频瞬态干扰引起的多普勒谱展宽影响高频地波雷达检测目标的准确性.利用时频分析方法将相干积累时间内由于目标非均匀运动和射频干扰引起的信号能量变化显示于时间-频率二维图像上,并根据目标信号对应时频图像上非线性曲线的特点提出一种基于二值形态学的方法用于区分目标和干扰信号.现场数据的分析结果证明该方法可以从展宽的多普勒谱中准确地检测出目标.     

多频外辐射源雷达无人机探测实验研究

外辐射源雷达作为一种新兴的无人机监视手段近年来得到了广泛关注。常规的单频外辐射源雷达容易受无人机飞行姿态、观测角度等因素影响,在探测稳定性和跟踪连续性上表现不足。多频探测对缓解目标RCS起伏,提高雷达探测性能具有重要的意义,是外辐射源雷达的发展方向之一。本文从目标散射特性的角度论述了多频探测的重要性,首先分析并仿真了照射源频率对无人机RCS的影响,然后提出了针对数字电视外辐射源雷达无人机探测的多频检测方法。仿真与实测结果表明,使用不同频率照射源探测时无人机的RCS和信噪比有明显差异,多频联合处理能使目标信噪比更加平稳。研究成果为外辐射源雷达向多频融合发展提供了参考依据。     

基于MIMO噪声雷达的高速运动目标检测

针对传统体制雷达对高速运动目标不能进行长时间有效相参积累检测问题,该文提出了一种基于MIMO噪声雷达的高速运动目标检测方法。该方法利用MIMO噪声雷达在短时间内输出的多路回波数据进行相参并行处理来取代回波数据的长时间相参积累检测,以避免距离走动,径向速度变化以及反射截面积(RCS)快起伏等非平稳因素对目标检测的影响,有效实现了多个高速运动目标的无模糊检测。仿真结果验证了MIMO噪声雷达在高速运动目标检测方面的优越性。     

高频地波雷达电离层干扰抑制研究

高频地波雷达探测海洋状况和跟踪移动目标时,电离层干扰严重影响了雷达的工作性能.阐述了电离层干扰的来源,分析了电离层干扰的时间和空间特性,指出其在雷达相干积累时间之内在空间上具有稳定性,结合高频地波雷达OSMAR系统的阵列结构,采用分段自适应旁瓣对消的处理方法来抑制电离层干扰.对实测数据处理的结果表明该方法能够有效地抑制电离层干扰,改善海洋回波一阶峰的信噪比,从而提高了雷达对海洋的探测性能.     

雷达目标检测概率简化算法及应用分析

介绍了典型雷达目标的RCS起伏模型,阐述了由雷达目标起伏造成的信噪比损失,分析了雷达发现概率、虚警概率和信噪比之间的关系,绘制了仿真曲线。对非起伏目标和起伏目标之间在相同检测概率下的所需信噪比的不同,给出了一种等效算法,并针对非起伏目标的检测概率复杂度大的问题,给出了一种简化模型,并对简化后的误差进行了分析,最后对模型在雷达检飞试验中的应用进行了简要分析。     

基于分形特征的高频雷达目标检测技术

在现代化战争中,高频雷达起着越来越重要的作用,同时由于各种强杂波的干扰,对高频雷达目标(小目标)的检测需要寻找更好的算法.针对传统相干积累算法对高频雷达舰船目标检测的不足,文中提出了一种基于分形特征的高频雷达目标检测的新方法,利用合维数法计算分形维数,给出了自适应检测门限.在实测数据基础上对分形算法进行验证,实验结果表...     

高频雷达射频干扰自适应对消

针对高频雷达中存在的射频干扰空间结构非平稳特性,Fabrizio提出了一种干扰抑制方法.然而,该方法忽视了对目标信号相干积累的影响.本文分析了这种影响,在此基础上提出了一种新型的天线方向图综合算法,并进一步将其应用到射频干扰自适应对消中.仿真结果表明本文的方法较大地改善了高频雷达的工作性能.     

起伏目标相干检测性能分析

隐身飞机等起伏目标极大降低了雷达的检测概率。传统雷达采用非相干检测,但其检测性能已不足以对抗这类起伏目标。针对上述问题,将相干检测应用于起伏目标以提高雷达检测概率。基于重积分方程,以Swerling型起伏目标为例,推导了Swerling Ⅰ、Ⅲ型起伏目标相干检测的检测概率计算公式。仿真结果验证了理论推导公式的准确性,并对比非相干检测,分析了虚警概率和脉冲积累数与检测概率的关系,计算了两种检测方式对于起伏目标的起伏损失。采用相干检测,根据目标的起伏特性,选择最合适的起伏模型和脉冲积累数,可提高雷达检测概率。      

滑窗检测在宽带雷达信号处理中的应用研究

对宽带雷达信号的目标回波特性进行了研究,分析了用窗内全部能量积累的方法进行滑窗检测时,窗口长度的变化对检测性能的影响。比较了脉间相干和非相干积累在宽带雷达中的性能。利用模拟的理想数据和实测数据进行仿真研究表明,幅度直接相加的脉间非相干积累方法性能稳定、运算量小,能够有效地提高输入信噪比。     

一种基于相参积累的检测前跟踪算法

现有的TBD方法基本思想通过对多帧数据作非相参积累改善检测性能来检测弱小目标,但是非相参积累存在固有的积累损失.文中提出了基于相参积累的TBD方法,将若干帧数据中可能航迹上的点作相参积累,有效利用了回波信号的相位信息,克服了非相参积累的固有积累损失.仿真结果表明该方法与非相参积累的TBD方法相比,在检测概率为0.9条件下信噪比有1.5 dB以上的改善.     

高机动雷达目标快速长时间混合积累算法

长时间积累是提高雷达微弱目标检测性能的有效方法,但高速高机动目标的跨距离单元和跨多普勒单元现象严重限制了积累性能。为此,本文提出了一种长时间混合积累的新方法,将积累时间划分为若干个子孔径,在子孔径内同一个距离单元相参积累,在子孔径间实现高效的跨距离单元非相参积累。该方法中采用启发式搜索策略,有效地解决了遍历搜索中运动模型阶数增长带来的运算量爆炸问题。同时,其可通过高阶包络补偿有效降低信噪比损失。数值实验表明,新方法较现有混合积累方法可显著改善检测性能和降低运算量。      

基于多组重频相参积累的多普勒解模糊方法

脉冲多普勒体制雷达一般需要对多组不同脉冲重复频率(PRF)的脉冲组分别进行处理和检测,该文研究了多组PRF相参积累的方法,将不同PRF的脉冲组作为一组进行处理,使各PRF脉冲组回波能够相参积累,只需要对一帧数据进行检测即可解模糊,改善了传统方法由于分别检测造成低信噪比时检测性能较差的问题。分析了各参数对检测结果的影响并以处理结果的主副瓣比作为适应度评价值,通过遗传算法快速搜索满足需要的参数组合,减少了搜索数目。仿真实例说明了使用遗传算法可有效获得具有优良性能的参数组合,不仅检测性能得到有效提升,还较大幅度地降低了成功解模糊所需的信噪比。     

一种新的超声速弱目标长时间相参积累算法

由于超声速弱目标的高速、小雷达散射截面特性,常规雷达难以对其进行有效检测与跟踪。针对该问题,文中提出了一种新的超声速弱目标长时间相参积累检测与估计算法。首先,给出了超声速弱目标回波信号模型,并分析了距离走动特性,同时通过构造线性频率相位因子,补偿了距离走动的影响;然后,进行匹配滤波和相参积累,来提高目标的检测性能,同时完成目标的参数估计;最后,通过仿真实验分析了该算法的检测和参数估计性能。理论推导和仿真结果表明,该算法的信噪比积累增益为脉压比和相参积累脉冲数的乘积。     

基于时频分析的多跳频信号盲检测

为了减小低信噪比下干扰和噪声对跳频信号检测的影响,提出一种基于时频分析的多跳频信号盲检测算法。针对跳频信号、定频信号、高斯白噪声具有的不同时频分布特点,该算法利用短时傅里叶变换得到的时频图构造时频对消比;理论分析得到各信号的时频对消比是不同的,因此将其作为检测统计量,实现高斯白噪声背景下跳频、定频信号的盲检测。仿真结果表明,本文算法具有抗噪声功率不确定性能;与改进型功率谱对消法相比,本文算法在低信噪比环境下,具有更高的跳频信号和定频信号检测概率。此方法也能实现存在定频信号、扫频信号和突发信号干扰的复杂电磁环境中跳频信号盲检测,当信干比为5 dB且跳频信号的检测概率达到100%时,本文算法比改进型功率谱对消法改善信噪比10 dB;在干噪比为0.05 dB时的虚警概率几乎为0。      

一种基于跟踪信息的多基雷达系统航迹起始算法

多基雷达系统(MSRS)可以大大提高目标定位性能,然而由于各个雷达站信噪比的差异,通常存在一些雷达站尚未建立目标航迹,从而不能最大程度地提高目标定位精度。因此,如何利用其它雷达站提供的目标跟踪信息,提高尚未建立目标航迹的雷达站的探测性能是一个值得研究的问题。为此,该文提出一种基于跟踪信息的航迹起始算法。首先将已经跟踪到目标的雷达站提供的目标跟踪信息,送至尚未建立目标航迹的雷达站;然后利用目标跟踪信息和目标运动模型,建立目标预测波门;最终在虚假航迹起始概率恒定的条件下,调整预测波门内的检测门限,完成目标检测和航迹起始过程。仿真实验表明,该算法可以大大提高目标检测概率和目标航迹起始概率。     

一种新的高速多目标快速参数化检测算法

针对线性调频脉冲压缩雷达参数化检测高速多目标时受到距离徙动、多普勒扩散和速度模糊的影响,该文首先采用联合频域变标脉冲压缩处理与吕方法(2011)实现目标信号的相参积累,然后在其基础上采用基于多普勒频率模糊数搜索的方法完成高速多目标的参数化检测.算法所提出的频域变标脉冲压缩处理可同步完成距离维的徙动补偿与多普勒维的模糊数补偿,降低了实现目标参数化检测的计算复杂度,且由于算法采用相参积累方式,在低信噪比下可以进行精确的目标检测和运动参数估计.相参积累算法运算量分析、计算机仿真以及实测数据处理结果验证了该文所提算法的有效性.     

距离扩展目标极化检测的比较研究

针对非起伏目标和瑞利起伏目标的单脉冲检测问题,建立了距离扩展目标的极化检测模型,导出了相应的极化检测器及其检测性能的解析表达式。在此基础上研究了雷达带宽、目标回波极化和目标径向尺度估计误差对检测性能的影响,并将本文的检测算法与二进制积累极化检测算法进行了比较研究。主要结论有:在特定的信噪比条件下,存在最佳带宽使得瑞利目标检测概率最大;窄带条件下确定极化和随机极化目标的检测性能差异较为显著,大带宽条件下二者检测性能相差约13dB;相对于过高估计目标径向尺度的情况,瑞利目标检测性能对目标径向尺度的过低估计更为敏感;二进制积累检测性能一般不及径向积累检测,但其性能差异较小。      

超声速弱目标二维频域检测与参数估计算法

超声速弱目标在长积累时间内会发生严重的距离走动,导致常规雷达检测性能急剧下降,针对该问题,本文提出了一种超声速弱目标二维频域检测与参数估计算法。首先给出了超声速弱目标回波信号模型,并分析了距离走动特性。在此基础上,推导了超声速弱目标回波二维频域表达式,得出了距离频域和方位频域存在线性关系的结论,并根据二维频域中的斜线进行积累,以此提高目标的检测性能,同时完成目标的参数估计。最后,通过仿真实验分析了该算法的检测和参数估计性能,理论推导和仿真结果表明该算法的信噪比积累增益为脉压比和相参积累脉冲数的乘积。