求解多尺度目标电磁散射的积分方程快速算法

建立了大尺度分层粗糙面散射物理模型, 基于Kirchhoff近似、几何光学和射线追踪方法, 推导给出粗糙面散射场的计算公式, 提出了一种快速模拟机载正下视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)探测冰川回波的数值仿真方法, 以帮助分析实测数据.对SAR系统设计、雷达回波信号处理算法研究都有很大帮助, 可以应用到星体地下结构探测回波的模拟.理论公式及数值仿真结果验证了此数值仿真方法的正确性.在不同的仿真场景和雷达系统参数下, 数值仿真模拟了冰川散射回波, 定量分析了冰层表面粗糙度、次表面粗糙度、山体倾斜度、雷达系统参数等对天底区域和非天底区域散射回波的影响.本文的仿真方法可以快速计算任意大尺度特定地形所对应的雷达探测仪回波数据.     

基于极化散射特性的空间锥体目标宽带回波对齐

包络对齐是宽带回波预处理中重要的一部分,然而对于空间锥体这类只有较少散射中心且目标存在微动的情况,现有的包络对齐方法并不能得到较好的对齐结果。对于一些利用宽带回波进行微动目标参数估计的算法,包络对齐是其算法的关键一步。该文提出一种基于极化散射特性进行包络对齐的算法,算法首先利用极化谱估计与幅相联合估计(P-CAPES)超分辨方法估计宽带极化回波中的散射中心的数目、位置和极化散射矩阵,然后计算前后时刻回波散射中心的极化相似性参数,最后利用得到相似性参数进行包络对齐。基于电磁计算数据的实验结果验证了算法的有效性。     

一种基于动目标聚焦的SAR-GMTI方法

由于输入信杂噪比(Signal to Clutter Noise Ratio, SCNR)较低,杂波抑制后超高频(Ultra-High Frequency, UHF)波段合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)图像中剩余静止目标杂波导致系统虚警概率较高。该文提出一种动目标筛选方法,能够判断恒虚警概率(Constant False Alarm Rate, CFAR)检测器检测到的目标是否为动目标。提出一种动目原始数据恢复方法,能够从整幅SAR图像中恢复任意孤立点的多普勒相位历史。采用距离多普勒处理对恢复的数据成像,然后采用方位自聚焦处理对所成子图像进行重新聚焦。如果子图像中目标为静止目标,则聚焦前后子图像不变,否则图像被重新聚集。通过检测图像的变化可以排除虚假动目标。仿真及实测数据处理结果说明了该方法的有效性。     

基于知识辅助的MIMO雷达波形设计方法

该文针对雷达系统受到天线主瓣和副瓣杂波以及强干扰影响时性能下降问题,提出基于距离扩展目标和杂波先验信息的MIMO雷达波形设计方法。首先建立了目标函数,综合考虑了波束主瓣增益、旁瓣杂波抑制能力以及目标输出SCNR的改善性能;然后在优化问题求解中对约束条件进行松弛,使得波形矩阵空域和时域2维解耦合,从而实现空域波束形成和时域波形设计独立优化求解;其次利用L-BFGS算法设计恒模的发射波形矩阵,形成低副瓣的波束方向图和较深的强杂波抑制凹口,并基于目标输出SCNR最大化准则,利用迭代算法分步求解优化的主瓣发射波形和接收滤波器;最后通过电磁仿真的距离扩展目标数据验证所提算法的有效性。     

基于单次快拍的双基地MIMO雷达多目标角度估计方法

该文提出了一种双基地MIMO雷达体制下,利用单次快拍的回波数据进行多目标2维发射角(DOD)和2维接收角(DOA)联合估计的新方法。首先对等效接收阵数据的自相关矩阵进行发射分集平滑实现接收角(DOA)的估计,然后对等效发射阵数据的自相关矩阵进行接收分集平滑实现发射角(DOD)的估计,最后通过最大似然法完成两种角度的配对。该算法仅用一个时域快拍的数据实现了多目标回波的解相干,对发射和接收阵型有着广泛的适应性,同时为高速机动目标的角度测量提供了一种新的思路,仿真实验表明了该算法的有效性。     

数字地面多媒体广播外辐射源雷达目标探测实验研究

数字地面多媒体广播(DTMB)是我国具有自主知识产权的数字地面电视广播标准,该文介绍了利用武汉大学研制的多通道外辐射源雷达实验平台开展DTMB外辐射源雷达研究的情况。论述了该体制雷达的工作原理、关键技术、探测设备和外场实验,给出了目标探测初步实验结果,从实验上证实了利用DTMB信号实现目标探测的技术可行性。     

一种机载相控阵雷达杂波抑制的空时块对消器设计方法

机载雷达的工作参数决定了地杂波在角度-多普勒空间的分布轨迹,该文首先在充分利用载机速度和雷达工作参数等先验信息的基础上,构建了机载相控阵雷达的杂波矩阵模型。然后基于空时等价性原理,提出了一种杂波空时块对消器的设计方法,该方法通过构造一个空时2维非自适应滤波器以对消杂波。仿真实验表明,该对消器可作为杂波预处理器,能有效改善常规MTI处理和降维STAP算法的杂波抑制性能。     

杂波环境下发射-接收联合优化的自适应滤波方法

为了提高杂波环境下起伏目标的幅度估计精度,该文提出一种基于最小均方误差准则的发射-接收联合优化自适应滤波方法。首先发射一组探测信号得到接收窗外散射中心的幅度估值,然后利用该信息自适应地优化相位调制信号以抑制接收窗外强散射中心的旁瓣干扰,最后根据各个散射中心的幅度统计信息对回波进行自适应滤波处理。该方法实现了接收机到发射机的闭环反馈,在多脉冲回波的处理上提高了估计精度并降低了运算复杂度。仿真结果证明了该方法的有效性。     

风电场对雷达设备的影响评估与干扰抑制技术研究现状与展望

作为清洁能源的一种形式,风力发电目前在全世界受到高度关注。研究表明风电场可能对航管监视、气象观测等雷达设备产生显著影响。该文在介绍风轮机雷达散射特性及其微动特征的基础上,从影响评估与干扰抑制两个方面系统分析了风电场对航管监视及气象观测等雷达设备的影响,对现有的影响评估方法与干扰抑制算法进行了梳理,提出了其中的关键技术和尚待解决的问题,给出了后续可能的发展方向与展望。     

基于多重频脉冲串信号解速度模糊的研究

针对双重频解速度模糊系统中,信号参数选择不合理导致解速度模糊存在量化误差的问题,推导了双重频解速度模糊的量化要求。为了增大最大不模糊速度,该文提出多层解模糊系统,提出了一种四重频脉冲串解速度模糊的模型,推导了四重频信号脉冲个数的下界,并简化为了三重频脉冲串信号模型。仿真验证了理论推导的正确性。