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基于多普勒与微多普勒联合利用的弱小目标检测与估计方法

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电子与信息学报 2023年第11期45卷 4083-4091页

作者：宋志勇许云涛国防科技大学电子科学学院长沙410073

近年来,无人机(UAVs)等低慢小目标对现有低空空域管理带来了巨大挑战。这类目标由于其飞行高度低、飞行速度慢及雷达散射截面(RCS)面积小,导致其回波信噪比(SNR)低,传统基于目标多普勒信息的检测估计方法检测概率低,参数估计不准确。对... 详细信息

近年来,无人机(UAVs)等低慢小目标对现有低空空域管理带来了巨大挑战。这类目标由于其飞行高度低、飞行速度慢及雷达散射截面(RCS)面积小,导致其回波信噪比(SNR)低,传统基于目标多普勒信息的检测估计方法检测概率低,参数估计不准确。对于无人机类低慢小目标的检测估计,除了可以利用目标径向运动产生的多普勒信息外,还可以利用目标微动部件产生的微多普勒信息,通过有效聚集因微动而分散在多个多普勒单元格内的能量,可望实现目标信噪比的提升。该文针对旋翼类低慢小目标,充分挖掘目标回波中蕴含的多普勒信息和微多普勒信息,在随机集框架下对旋翼无人机目标的多普勒和微多普勒信息进行联合建模,提出一种基于(CBMeMBer)滤波器的多普勒和微多普勒联合检测估计方法,利用贝叶斯估计实现了目标多普勒信息和微多普勒信息的有效积累和融合利用,可以提高雷达低慢小目标的检测估计性能。仿真试验表明,该方法可实现对旋翼无人机目标的稳定检测与状态估计,相比于仅利用目标多普勒信息的传统检测方法,检测灵敏度提高了2 dB。

关键词：信号检测微多普勒参数估计 CBMeMBer滤波器

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自旋尾翼弹头的双基地微多普勒研究

电子与信息学报 2012年第9期34卷 2122-2127页

作者：邹小海艾小锋李永祯赵锋肖顺平国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。针对基于自旋尾翼弹头的双基地微多普勒的自旋和结构参数估计问题,该文首先建立了自旋尾翼弹头双基地散射中心的微多普勒模型,然后利用FEKO计算了尾翼弹头的双基地散射系数,通过对散射... 详细信息

微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。针对基于自旋尾翼弹头的双基地微多普勒的自旋和结构参数估计问题,该文首先建立了自旋尾翼弹头双基地散射中心的微多普勒模型,然后利用FEKO计算了尾翼弹头的双基地散射系数,通过对散射系数序列的时频分析,验证了模型的正确性,同时总结了自旋尾翼弹头的双基地微多普勒特性,再分析了估计自旋和结构参数的可行性,最后,由于闪烁效应导致Hough变换已不能有效估计参数,该文提出了利用闪烁效应估计参数的新思路。

关键词：双基地雷达尾翼弹头散射中心微多普勒时频分析

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弹道中段多目标微多普勒分离方法

北京航空航天大学学报 2017年第1期43卷 113-120页

作者：王义哲冯存前李靖卿孟凡杰空军工程大学防空反导学院西安710051 信息感知技术协同创新中心西安710077

针对窄带雷达获取的多目标回波中微多普勒信息相互交叠、难以分离与提取的问题,提出了一种基于拍卖算法和小波分析相结合的多目标微多普勒分离方法。在滑动散射模型的基础上,首先通过对回波信号进行预处理得到时频骨架,再根据弹道目标... 详细信息

针对窄带雷达获取的多目标回波中微多普勒信息相互交叠、难以分离与提取的问题,提出了一种基于拍卖算法和小波分析相结合的多目标微多普勒分离方法。在滑动散射模型的基础上,首先通过对回波信号进行预处理得到时频骨架,再根据弹道目标多普勒的变化规律及估计的进动周期定义路径长度,利用拍卖算法提取出多条多普勒曲线对应的最短路径,最后采用小波分析法消除多普勒曲线中的剩余平动分量,实现了多目标微多普勒的分离。仿真结果表明,该方法能够较好地解决交叉区域的路径选择问题,且抗噪性较好,适用于多种微动形式。

关键词：多目标分离弹道目标微多普勒拍卖算法小波分析

强杂波下含旋转部件的目标成像及微多普勒提取

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系统工程与电子技术 2009年第2期31卷 261-264页

作者：罗迎张群封同安金亚秋空军工程大学电讯工程学院陕西西安710077 复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室上海200433

目标结构中的旋转部件引起的雷达回波信号的附加频率调制称为微多普勒现象,其反映了目标独一无二的结构特征,同时也给目标主体的成像带来了污染。提出了一种强地杂波背景下含旋转部件目标成像及微多普勒信号提取的方法。在对目标回波解... 详细信息

目标结构中的旋转部件引起的雷达回波信号的附加频率调制称为微多普勒现象,其反映了目标独一无二的结构特征,同时也给目标主体的成像带来了污染。提出了一种强地杂波背景下含旋转部件目标成像及微多普勒信号提取的方法。在对目标回波解线调时,采用一次相消技术剔除地杂波,获得清晰的目标谱图;再对谱图进行处理,分离目标主体信息和微多普勒信息,实现目标主体的清晰成像;对微多普勒信息进行分析还可以获取目标的一些微动特征。最后的仿真实验验证了该方法的有效性。

关键词：雷达成像微多普勒一次相消地杂波

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宽带信号及其特征的微多普勒提取技术研究

系统工程与电子技术 2008年第11期30卷 2040-2044页

作者：孙照强鲁耀兵李宝柱彭军中国航天科工集团公司二院二十三所北京100854 空军工程大学导弹学院陕西三原713800

雷达目标的微多普勒特性正成为目标识别领域的一个研究热点,而宽带信号能够提供目标更多的精细结构信息和微动信息,因此宽带信号下微多普勒及其特征提取技术对目标识别来说是至关重要的。从宽带线性调频(LFM)信号成像理论出发,推导出了... 详细信息

雷达目标的微多普勒特性正成为目标识别领域的一个研究热点,而宽带信号能够提供目标更多的精细结构信息和微动信息,因此宽带信号下微多普勒及其特征提取技术对目标识别来说是至关重要的。从宽带线性调频(LFM)信号成像理论出发,推导出了宽带LFM信号微多普勒提取方法。首次提出了用时域自相关法和频域倒谱法来提取微多普勒变化周期,并用傅里叶变换法提取微多普勒的最大值。仿真结果证明了上述方法的正确性和有效性。

关键词：目标识别微多普勒线性调频自相关法倒谱法

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基于宽窄带微多普勒信息的进动目标特征提取

北京航空航天大学学报 2016年第10期42卷 2250-2257页

作者：赵双鲁卫红冯存前贺思三李靖卿空军工程大学防空反导学院西安710051

微动特征是弹道目标识别的重要特征之一。针对锥体目标模型,提出了一种基于宽窄带相结合的混合体制雷达网的微动参数提取方法。首先,在详细分析锥体目标等效散射中心微多普勒变化规律的基础上,利用微多普勒和差比实现了不同体制雷达回... 详细信息

微动特征是弹道目标识别的重要特征之一。针对锥体目标模型,提出了一种基于宽窄带相结合的混合体制雷达网的微动参数提取方法。首先,在详细分析锥体目标等效散射中心微多普勒变化规律的基础上,利用微多普勒和差比实现了不同体制雷达回波中散射中心的匹配关联。其次,构建宽窄带微多普勒信息联合方程组,提取出锥体目标的进动角、底面半径、锥体高度等参数,并进一步对目标参数估计精度随曲线参数提取误差变化的关系做了比较研究。最后,仿真结果表明,在曲线参数提取值存在一定误差时,目标参数估计精度仍然较高。

关键词：弹道目标进动特征微多普勒目标识别雷达组网

雷达部署对进动目标微多普勒频率的可测性分析

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国防科技大学学报 2011年第2期33卷 54-59页

作者：马梁王雪松李永祯王涛国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

以导弹攻防对抗中防御雷达对空间目标的微多普勒频率检测为背景,分析了雷达部署位置对进动目标微多普勒测量值的影响。理论上可证明,当目标的外形尺寸和进动参数确定后,微多普勒频率由进动轴和雷达视线的夹角(平均视线角)唯一决定。从... 详细信息

以导弹攻防对抗中防御雷达对空间目标的微多普勒频率检测为背景,分析了雷达部署位置对进动目标微多普勒测量值的影响。理论上可证明,当目标的外形尺寸和进动参数确定后,微多普勒频率由进动轴和雷达视线的夹角(平均视线角)唯一决定。从雷达部署在弹道平面内不同区域以及雷达距弹道平面不同距离两方面出发,分析了微多普勒调制带宽随雷达位置的变化规律,为导弹防御系统中的雷达布站提供了有效的参考依据,典型参数下的仿真结果验证了本文的分析和结论。

关键词：雷达位置进动目标微多普勒检测

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海面角反射器干扰微多普勒建模与仿真

系统工程与电子技术 2012年第9期34卷 1781-1787页

作者：黄孟俊陈建军赵宏钟付强国防科学技术大学电子科学与工程学院ATR重点实验室湖南长沙410073

研究了在波浪作用下,海面角反射器干扰的微动建模及其微多普勒特性仿真问题。以船搭载的角反射器干扰为具体研究对象,根据海上目标耐波性理论,结合海况等级和角反射器载体的水动力系数,建立了在各种海情条件下角反射器摇摆运动仿真模型... 详细信息

研究了在波浪作用下,海面角反射器干扰的微动建模及其微多普勒特性仿真问题。以船搭载的角反射器干扰为具体研究对象,根据海上目标耐波性理论,结合海况等级和角反射器载体的水动力系数,建立了在各种海情条件下角反射器摇摆运动仿真模型。根据设定的雷达参数,推导了角反射器随载体的横摇和垂荡运动产生的雷达微多普勒模型。最后,采用时频方法提取了角反射器回波的微多普勒特征,通过仿真实验验证了模型的正确性。

关键词：海面目标无源干扰角反射器微多普勒

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弹道目标中段平动补偿与微多普勒提取

宇航学报 2011年第10期32卷 2235-2241页

作者：杨有春童宁宁冯存前贺泽维贺思三空军工程大学导弹学院三原713800

弹道目标高速平动会使微多普勒产生平移、倾斜和折叠,必须进行补偿处理。针对弹道目标中段平动补偿问题,本文提出了一种基于多普勒极值点信息的平动参数提取和平动补偿方法。通过将平动近似为多项式描述,将微动等效为锥旋运动,推导了瞬... 详细信息

弹道目标高速平动会使微多普勒产生平移、倾斜和折叠,必须进行补偿处理。针对弹道目标中段平动补偿问题,本文提出了一种基于多普勒极值点信息的平动参数提取和平动补偿方法。通过将平动近似为多项式描述,将微动等效为锥旋运动,推导了瞬时多普勒极值点与多项式参数和微动参数的关系。在此基础上,利用最小二乘参数辨识方法估计了平动参数,实现了平动补偿和微多普勒的高精度实时提取。仿真实验验证了本文算法的有效性。

关键词：弹道目标微多普勒平动补偿时频分析最小二乘参数辨识