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基于稀疏恢复的双基地机载雷达杂波抑制方法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 517-525页

作者：王安安谢文冲王永良空军预警学院雷达兵器运用工程重点实验室湖北武汉430019

基于杂波谱稀疏恢复(sparse recovery,SR)的空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)技术对训练样本个数要求低,适用于杂波非均匀环境。然而在双基地配置下,杂波脊不落在均匀网格点上,这将造成网格失配,严重影响SR-STAP方... 详细信息

基于杂波谱稀疏恢复(sparse recovery,SR)的空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)技术对训练样本个数要求低,适用于杂波非均匀环境。然而在双基地配置下,杂波脊不落在均匀网格点上,这将造成网格失配,严重影响SR-STAP方法性能。针对双基地机载雷达杂波的网格失配问题,提出了一种利用杂波脊先验信息划分非均匀网格的SR-STAP方法,所提方法首先由导航系统或参数估计方法获得待检测单元的杂波空时轨迹,然后根据杂波空时轨迹和均匀划分的空间频率确定初始归一化多普勒频率集合,接着根据可调参数更新归一化多普勒频率集合,最后构造对应的非均匀字典。所提方法可适用于任意双基地配置情况。仿真结果表明,应用非均匀字典的SR-STAP方法的杂波抑制性能较传统均匀字典有较大提升,并能在非理想条件下表现稳健。

关键词：双基地机载雷达杂波抑制稀疏恢复网格失配

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基于稀疏恢复谱相似度的自适应样本筛选算法

系统工程与电子技术 2018年第5期40卷 976-981页

作者：王晓明李军张圣鹋卢燕张永杰电子科技大学电子工程学院四川成都611731 毫米波遥感技术重点实验室北京100854

非均匀环境下的空时自适应处理算法需对参考单元样本进行筛选。针对小系统自由度下,已有的基于傅里叶谱相似度(Fourier spectral similarity,FSPS)的筛选算法在污染样本剔除以及相似样本选择环节都存在分辨率不足的问题,提出一种基于稀... 详细信息

非均匀环境下的空时自适应处理算法需对参考单元样本进行筛选。针对小系统自由度下,已有的基于傅里叶谱相似度(Fourier spectral similarity,FSPS)的筛选算法在污染样本剔除以及相似样本选择环节都存在分辨率不足的问题,提出一种基于稀疏恢复技术的自适应样本筛选算法。该方法利用参考单元样本及待检测单元(cell under test,CUT)样本的高精度稀疏恢复谱筛选出与CUT杂波特征相近的样本,保留了FSPS算法在非均匀杂波环境下的鲁棒性,同时提升对非均匀样本的分辨精度。仿真结果表明,所提算法在小系统自由度情况下具有优于FSPS算法的样本筛选效果及系统输出性能。

关键词：空时自适应处理稀疏恢复样本筛选协方差矩阵估计

基于张量稀疏恢复的MIMO雷达杂波抑制方法

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系统工程与电子技术 2017年第12期39卷 2677-2682页

作者：郭一帆李军廖桂生贺雄鹏西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达发射波形的自相关和互相关旁瓣会严重影响动目标检测性能。针对这一问题,文中分析了波形自相关和互相关在杂波抑制过程中对动目标检测的影响,提出了一种基于张量稀疏恢复的杂波... 详细信息

多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达发射波形的自相关和互相关旁瓣会严重影响动目标检测性能。针对这一问题,文中分析了波形自相关和互相关在杂波抑制过程中对动目标检测的影响,提出了一种基于张量稀疏恢复的杂波抑制方法。通过对杂波谱重构,有效消除波形非正交对MIMO雷达杂波抑制产生的影响。进一步利用雷达参数和环境动态数据库,计算杂波脊的先验位置。在杂波谱重构中加入先验杂波位置约束,有效地减少由压缩感知算法产生的杂波伪峰。仿真分析表明该方法在小样本情况下能有效抑制杂波,且计算复杂度低。

关键词：多输入多输出雷达张量稀疏恢复杂波抑制

降维STAP中稀疏恢复的角度多普勒通道选择方法

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电子科技大学学报 2022年第4期51卷 506-513页

作者：史靖希程子扬何子述张伟陆晓莹电子科技大学信息与通信工程学院成都611731

在机载雷达信号处理中,高强度的地杂波严重影响信号检测性能,而空时自适应处理(STAP)是一种有效抑制杂波的技术。实际处理中,由于杂波的非均匀性,空时自适应处理往往面临着可用有效样本数较少的问题,同时机载雷达处理的信号维度极为庞... 详细信息

在机载雷达信号处理中,高强度的地杂波严重影响信号检测性能,而空时自适应处理(STAP)是一种有效抑制杂波的技术。实际处理中,由于杂波的非均匀性,空时自适应处理往往面临着可用有效样本数较少的问题,同时机载雷达处理的信号维度极为庞大。为了解决这些问题,提出了一种基于稀疏恢复的降维STAP通道选择方法。利用少量样本通过稀疏恢复的方法估计出全维度的杂波协方差矩阵(CCM),并以此为依据评估各个通道的重要性,选择合适的通道构造出降维后的杂波协方差矩阵并进行STAP处理,解决了有效样本较少的问题,同时保证了降维算法的性能。数值仿真验证了算法有效且比典型的稀疏STAP算法效果更好,讨论了在不同样本数下,输出性能与通道数的关系,结论具有工程应用意义。

关键词：机载雷达通道选择空时自适应处理稀疏恢复

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基于先验信息稀疏恢复的非均匀样本检测方法

兵工学报 2018年第2期39卷 331-337页

作者：李志汇张永顺刘汉伟王强刘洋空军工程大学防空反导学院陕西西安710051 信息感知技术协同创新中心陕西西安710077

针对训练样本被干扰目标污染导致空时自适应处理(STAP)目标检测性能下降的问题,提出了一种基于先验信息稀疏恢复的非均匀样本检测方法。该方法首先采用欠定系统局灶算法恢复待检测单元的稀疏表示系数,然后利用机载雷达系统参数等先验信... 详细信息

针对训练样本被干扰目标污染导致空时自适应处理(STAP)目标检测性能下降的问题,提出了一种基于先验信息稀疏恢复的非均匀样本检测方法。该方法首先采用欠定系统局灶算法恢复待检测单元的稀疏表示系数,然后利用机载雷达系统参数等先验信息离线设计"稀疏滤波器",并采用其滤除稀疏表示系数中的目标及"伪点"的影响,进而估计杂波协方差矩阵,最后与广义内积(GIP)方法结合,根据新的检测统计量来剔除被污染的样本。仿真分析表明,与传统GIP方法相比,该方法能够有效地检测出被干扰目标污染的训练样本,提升了STAP在非均匀环境下的目标检测性能。

关键词：机载雷达空时自适应处理先验信息稀疏恢复非均匀样本检测

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一种稀疏恢复的稳健配准补偿方法

西安电子科技大学学报 2017年第5期44卷 165-170,183页

作者：刘洋张永顺刘汉伟郭艺夺龙振国空军工程大学防空反导学院空军95100部队

常规基于配准补偿方法因子孔径损失和先验信息失配问题,导致杂波距离依赖性和补偿性能下降.为解决上述问题,将稀疏恢复算法引入到杂波距离依赖性补偿当中,并对常规基于配准补偿方法中各距离单元回波数据预处理过程加以改进,提出了一种... 详细信息

常规基于配准补偿方法因子孔径损失和先验信息失配问题,导致杂波距离依赖性和补偿性能下降.为解决上述问题,将稀疏恢复算法引入到杂波距离依赖性补偿当中,并对常规基于配准补偿方法中各距离单元回波数据预处理过程加以改进,提出了一种基于稀疏恢复的稳健距离配准补偿方法——SRBC方法.该方法与常规基于配准补偿方法相比,无需子孔径平滑,不依赖于先验知识,直接利用稀疏恢复得到超分辨的杂波空时谱,计算得出过渡协方差矩阵,再通过Capon谱重构出杂波协方差矩阵.经仿真验证,SRBC方法不受先验信息失配影响,不仅能够实现杂波距离依赖性的自适应补偿,在存在阵元误差时的杂波抑制性能同样较为稳定.

关键词：距离依赖性基于配准补偿子孔径平滑稀疏恢复

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基于稀疏恢复的调频引信抗扫频干扰方法

兵工学报 2024年第6期45卷 2044-2053页

作者：杨瑾郝新红乔彩霞陈齐乐北京理工大学机电动态控制重点实验室北京100081 北京无线电计量测试研究所北京100081

针对连续波调频引信在扫频式干扰作用下的早炸或者瞎火问题,提出基于时域干扰剔除及信号稀疏重构的抗干扰方法。通过时域异常值检测定位干扰位置和持续时间,并剔除异常数据抑制干扰对引信的影响;进一步地针对干扰剔除引起的信号时域稀疏... 详细信息

针对连续波调频引信在扫频式干扰作用下的早炸或者瞎火问题,提出基于时域干扰剔除及信号稀疏重构的抗干扰方法。通过时域异常值检测定位干扰位置和持续时间,并剔除异常数据抑制干扰对引信的影响;进一步地针对干扰剔除引起的信号时域稀疏,建立基于稀疏正则项的差频信号重构优化方程,并提出基于交替方向乘子法的迭代重构算法;通过仿真和实测数据验证方法的性能。研究结果表明:该方法能够在信噪比-15 dB,置零样本率不高于70%的情况下,抑制扫频干扰的影响,准确实现目标距离-速度信息的获取,提高了调频引信抗扫频干扰能力。

关键词：稀疏恢复扫频干扰调频引信交替方向乘子法

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模型噪声中的稀疏恢复算法研究

电子与信息学报 2012年第8期34卷 1813-1818页

作者：韩学兵张颢空军空降兵学院桂林541003 清华大学电子工程系北京100084

针对观测和传感矩阵都存在噪声扰动的欠定线性系统的稀疏恢复问题,该文基于FOCUSS(FOCal Underdetermined System Solver)算法提出了一种改进算法——SD(Synchronous Descending)-FOCUSS。文中由MAP(最大后验)估计方法推导出系统模型的... 详细信息

针对观测和传感矩阵都存在噪声扰动的欠定线性系统的稀疏恢复问题,该文基于FOCUSS(FOCal Underdetermined System Solver)算法提出了一种改进算法——SD(Synchronous Descending)-FOCUSS。文中由MAP(最大后验)估计方法推导出系统模型的的目标函数,应用松弛迭代算法对其进行优化从而找到近似最优的稀疏解。SD-FOCUSS算法可应用于MMV(多观测向量)模型。可证明SD-FOCUSS是收敛算法;最后用仿真实验展示了与其他算法相比时,新算法在准确性、稳定性等方面的优越性。

关键词：信号处理稀疏恢复模型噪声 SD—FOCUSS 收敛性

短脉冲非相参雷达的逆合成孔径成像及其稀疏恢复成像技术

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电子与信息学报 2019年第11期41卷 2646-2653页

作者：汪海波黄文华巴涛姜悦西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室

短脉冲非相参雷达(NCSP)的辐射源输出微波脉冲持续时间短,针对于高速运动目标而言,其脉冲持续时间内的目标运动可忽略不计,对回波信号不需进行专门的脉冲内运动补偿。为了利用短脉冲非相参雷达信号进行逆合成孔径雷达成像,该文应用补偿... 详细信息

短脉冲非相参雷达(NCSP)的辐射源输出微波脉冲持续时间短,针对于高速运动目标而言,其脉冲持续时间内的目标运动可忽略不计,对回波信号不需进行专门的脉冲内运动补偿。为了利用短脉冲非相参雷达信号进行逆合成孔径雷达成像,该文应用补偿相参处理的方法,去除辐射信号包络时间不确定性和初始相位的不确定性影响,在常规方法进行包络对齐和初相补偿后可利用距离-多普勒(RD)方法进行逆合成孔径雷达成像,仿真验证了补偿后信号成像的可行性。然而,短脉冲非相参雷达的载频随机抖动的因素会导致距离-多普勒成像结果在多普勒维度产生随机调制的旁瓣,影响成像的质量。利用稀疏恢复技术,在成像空间中对目标的散射中心进行稀疏重构,利用正交匹配追踪(OMP)算法和稀疏贝叶斯学习(SBL)算法进行成像,从而实现了抑制非相参因素引起的成像旁瓣,改进了成像质量,通过仿真验证了方法可行性。

关键词：短脉冲非相参雷达逆合成孔径成像稀疏恢复