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。     

GSM无源探测中基于空域宽零陷的DPI抑制新算法

强直达波干扰（DPI）抑制是GSM无源探测系统中的首要问题。根 据系统中DPI与目标回波的特征差异,提出了一种新的宽零陷空域DPI抑制算法。该算法基于 干扰和回波的DOA信息,采用改进的最小约束最小方差准则来实现特定方位上的空域滤波, 能够在对目标回波进行波束赋形的同时有效抑制DPI。仿真结果表明,该算法能获得不低于5 5 dB的抑制增益。     

基于组合滤波的压缩感知穿墙雷达杂波抑制

针对压缩感知穿墙雷达成像过程中受壁杂波污染严重等问题,提出了一种组合滤波的杂波抑制算法。该算法利用小波预处理、统计信号滤波法相结合的方式对回波信号进行处理,通过动态阈值分段弱正交匹配追踪进行稀疏迭代求解。在强壁杂波存在的情况下,组合滤波法能够有效地消除杂波检测出墙后目标。实验结果表明,该算法与传统单一主成分分析、奇异值分解和经验模态分解滤波相比,所成雷达像的子杂波比分别提高了1.57、1.52、1.26倍。     

基于多测量向量模型的极化探地雷达成像算法

针对极化探地雷达(GPR)工作过程中目标成像空间的联合稀疏性，提出了一种基于多测量向量模型的极化探地雷达成像算法。在建立极化探地雷达回波信号模型的基础上，利用各极化通道测量数据的联合稀疏性将各个极化通道的测量数据等效成多测量向量（MMV），通过多任务贝叶斯压缩感知（MT-BCS）算法对各个极化通道的测量数据进行联合处理从而实现各个极化通道对应的探测场景反射率的重建。基于时域有限差分（FDTD）法的仿真数据处理结果表明所提成像算法在目标位置重建的准确性和背景杂波抑制能力上均优于单测量向量（SMV）模型的极化探地雷达成像算法。     

机载战场侦察MTD雷达运动补偿技术评述

本文叙述战场侦察雷达装载于直升机平台上工作时，雷达杂波回波的特点。并对杂波抑制以及补偿平台运动影响的几种技术进行综述。     

一种指数形式时变加权的机载双基雷达STAP算法

针对机载双基雷达杂波距离向分布非平稳,统计型空时自适应处理技术杂波抑制性能急剧下降问题,提出一种基于指数形式时变加权算法。该方法引入距离的非线性函数表示杂波的变化特性,通过对样本数据进行指数形式扩展,实现杂波非平稳分布的补偿。理论分析和仿真实验表明,所提方法能有效抑制来自不同距离的双基杂波,在急剧变化的杂波环境下性能优于时变加权法和局域处理法。     

距离-速度同步干扰环境下的目标检测

针对距离-速度同步干扰,首先基于多普勒滤波器组和恒虚警率（CFAR）检测技术得 到目标检测决策,并结合目标检测决策建立雷达回波的速度-时间数据矩阵。随后分析了目 标和干扰的特征差异,基于超快霍夫变换（VFHT）提取雷达回波的目标特征霍夫空间。最后根 据该霍夫空间采用CFAR检测技术对目标检测,从而形成基于距离-速度同步干扰抑制的目标 检测方法。与常规快速霍夫变换（FHT）相比,提出的VFHT具有更高的计算效率。同时 ,该方法由于在雷达数据处理层面进行目标检测,不需要改变雷达系统的信号处理结构,大 大降低了雷达装备成本。理论仿真表明在同样的目标检测性能前提下,基于VHFT的目标检测 算法所需的信噪比要求放宽了10 dB以上,为弱目标回波信号环境中的应用奠定了基础 。     

一种网格概率多目标数据关联算法

针对多目标跟踪中数据关联问题,提出了一种基于网格概率的数据关联算法。该算法 首先计算出关联门内全部回波的关联系数,然后利用网格概率的思想将关联系数小的有效回 波的系数值配权给其它有效回波,同时对于两跟踪波门交叉区域内的有效回波也使用配权 法分别分配给两个跟踪波门内的其它邻近回波,最后通过概率加权进行数据关联。仿真结果 表明,该算法能够有效解决多目标跟踪中的数据关联问题,并且有较高的关联正确率,而且 CPU占用时间较短。     

典型复杂微动目标的建模和检测

针对战场典型复杂微动目标的检测问题,提出了一种基于能量聚焦的微动目标检测方法。首先对3种复杂微动目标雷达回波的微多普勒特性进行了建模和仿真,分析了回波多普勒的频域和时频域特性,提取了雷达回波多普勒时频分析数据的能量聚焦特性,并提出了一种基于能量聚焦的广义似然比微动目标检测器。数值仿真表明,在不同的信噪比和虚警概率条件下,该检测器均可实现对3种复杂微动目标的有效检测。     

基于回波数据压缩的MIMO-SAR成像方法

针对多发多收合成孔径雷达（MIMO-SAR）高分辨成像的回波数据量过大问题,提出了一种基于数据压缩的MIMO-SAR成像方法。通过对MIMO-SAR回波数据的分析,补偿了由于MIMO雷达收发分置导致的相位误差;其次利用距离徙动算法(RMA)对回波数据进行预处理并分析了其稀疏性;然后针对预处理后的回波数据进行压缩传输,在接收端利用压缩感知重构算法获得回波数据在距离多普勒域的稀疏表示并进行成像处理。仿真结果表明,所提方法可以在大幅压缩MIMO-SAR回波数据的基础上实现准确成像。     

全卷积神经网络应用于SAR目标检测

在合成孔径雷达（SAR）图像目标检测中,由于场景杂波的复杂多变,对背景杂波统计模型估计难度增加,从而导致多数检测器容易受到背景杂波的干扰。针对如何避免场景杂波对目标检测干扰的问题,提出了一种基于全卷积神经网络的SAR目标检测模型。该模型将目标检测任务转化为像素分类问题,利用卷积神经网络对数据集中目标像素特征和背景杂波像素的先验信息进行自主学习,有效减少了虚警目标的数量;通过对目标及其阴影区域的联合检测,提高了目标的检测概率。对多个不同场景图像进行测试,实验结果表明提出的检测模型具有良好的检测性能和鲁棒性能,与传统恒虚警检测算法相比,在无需考虑背景杂波统计模型前提下有效降低了虚警概率。     

一种改进的数字同频直放站自适应反馈干扰抑制算法

基于数字地面电视广播(Digital Terrestrial Televisi on Broa dcasting,DTTB)同频直放站的回波干扰抑制,提出了一种变步长块LMS(Variable Step-siz e Block Normalized Least Mean Square,VSSBNLMS)自适应算法。此算法的目的是为了提 高传统回波干扰抑制的自适应算法的收敛速度和降低计算复杂度。其将输入信号分为长度相 等的块,在每一个数据块内,权值向量只更新一次,有效地降低了计算复杂度。〖JP2〗另 外,该算 法通过输出误差控制更新步长的变化,与传统的归一化LMS (NLMS)和块LMS (BLMS)算法相比 ,提高了收敛速度。仿真结果表明,该算法具有良好的收敛速度和回波干扰抑制性能。     

基于GRNN和时间窗方差滤波的海杂波抑制

为实现对海杂波的抑制,根据海杂波混沌动态特性,利用广义回归神经网络(GRNN)进行海杂波预测再对消,最后引入时间窗方差滤波。分析对McMaster大学IPIX雷达含目标实测数据的处理结果,原始数据信杂比小于等于0 dB,只采用GRNN预测对消后信杂比提高但仍有短时海杂波尖峰的影响,经过方差滤波后短时尖峰基本消失,最终信杂比提高到约11.67 dB。故所提方法对海杂波有很好的抑制效果,能够检测出湮没在海杂波中的小目标。     

一种基于重叠变换域的抗窄带干扰算法

为了增强扩频系统的窄带干扰抑制能力,针对重叠域中值滤波(MF)算法会给信号带来失真的缺点,提出一种基于重叠变换域窄带干扰抑制算法.该算法基于直接序列扩频信号在重叠变换域的特点,利用阈值滤波、中值滤波、估计门限进行综合判决.仿真表明:该算法能有效降低信号干扰能量,同时减少中值滤波算法对信号造成的失真,增强了系统性能和鲁棒性.     

高分辨雷达目标回波信号模拟与分析

对高频区复杂目标的散射特性进行分析,建立了基于多散射中心的高分辨雷达目标回波模型,在此基础上对线性调频信号进行模拟,生成目标的回波数据,同时给出了脉冲体制雷达数据采集和存储方法的模型。为验证回波模型的有效性,对仿真的回波数据分别进行脉冲压缩和多普勒处理,处理结果正确反映出目标特征,表明模型可行有效。研究结果可为目标特征提取、目标识别提供技术基础。     

基于地形融合分类的分区二维恒虚警检测器

在非均匀杂波背景下,由于恒虚警(CFAR)检测器与杂波背景幅度分布不匹配,导致检测器性能出现剧烈下降。针对此问题,提出了一种基于地形融合分类的分区二维CFAR检测器。首先提出一种基于拟合优度(GoF)的地形融合分类算法来对非均匀杂波背景下的地形进行分类编号,同时记录各地形的幅度分布及幅度分布参数;再根据地形编号及记录的幅度分布选择相匹配的CFAR处理窗实现分区二维CFAR;最后利用实测数据验证了该地形融合分类算法的有效性,并用半实测、实测数据对所提出CFAR检测器性能进行了仿真验证,结果表明相比传统二维CFAR检测器,所提出的CFAR检测器在非均匀背景下性能有明显提高。     

一种基于二重特征分解的稳健波束形成方法

针对强干扰背景下的弱目标被动探测与定位问题,提出了一种基于特征分解的稳健波束形成方法。首先搭建了一个由信号子空间与干扰方向导向矢量组合的特殊矩阵,理论推导了该矩阵特征向量与信号导向矢量间的内在关系,并证明这种数学关系仅与信号间相对方位有关,与信号能量无关;接着利用该关系,构造了能够抑制训练数据中期望信号并保证其余信号功率不变的预处理矩阵;最后对预处理后的训练数据,结合对角加载方法,获得最终波束形成方法的权向量。仿真实验证明,在干扰区间已知时,该算法在保证波束形成的稳健性同时,具有更强的干扰抑制能力。     

改进的分形检测海面漂浮小目标方法

为了提高海杂波中漂浮小目标的检测概率,提出了一种改进的分形检测海面漂浮小目标方法。首先,利用去趋势波动分析方法计算海杂波的分形维数;其次,利用计算过程中的“副产品”——截距组成二维判决空间;最后,通过聚类分析,检测出海杂波中的漂浮小目标。在实测数据基础上对改进算法进行了验证,结果表明：海杂波和小目标在判决空间存在明显的差异性;与Hurst指数法、神经网络集成预测法等方法比较,改进算法提高了目标检测概率;交叉极化方式（HV、VH）的检测效果优于同极化方式(HH、VV)的检测效果。     

基于数学形态学预处理的Canny边缘检测算法

为了更好地提取图像边缘信息并且抑制噪声,结合Canny算法及数学形态学在图像边缘检测中的应用,文章设计了一种基于数学形态学预处理的Canny边缘检测算法。通过将该算法与一般边缘检测算法以及Canny算法的仿真结果进行比较,可以发现该算法在边缘检测及消除噪声方面具有更优的性能。     

8 mm脉冲磁控管测云雷达测速多普勒化

8 mm磁控管发射样本中频信号的起始相位随机分布,脉间频率抖动范围为±2 MHz ,脉内频率变化为500 kHz。为了克服这些问题,提出了一种适合于国内第一套毫米波 脉冲 磁控管测云雷达的测速多普勒化算法,幅度信息从回波数字下变频经低通滤波器后直接提取 , 相位信息由零中频回波IQ信号与发射样本IQ信号进行复卷积提取,并算法仿真结果表明多 普 勒频率误差不超过4 Hz。基于FPGA技术实现了测速多普勒化算法,利用高速缓存的设计 思想 实现了复卷器的优化,利用CORDIC算法实现了幅度与相位的高精度提取,并完成了算法在实 际 雷达系统中的测试,雷达的脉冲重复频率为1 000 Hz,多普勒频率在-496～500 H z范围内,雷 达终端显示的速度值与理论值一致;回波信号幅度值为-76～6 dBm,得到的速度值 与理论值 一致。经过该算法处理的地物杂波回波的多普勒速度在零值附近分布,云体目标的回波速度 图清晰可见。该算法已经成功应用于8 mm脉冲磁控管测云雷达系统。