多输入多输出雷达恒模稳健波形联合优化算法

针对目标冲激响应及杂波冲激响应分布特性先验知识不准确导致的多输入多输出雷达检测性能下降的问题,提出恒模稳健波形与接收机滤波器联合优化算法。将目标冲激响应及杂波冲激响应分布特性先验知识不准确时的优化问题建模为一个极大极小化问题。运用迭代优化算法将联合优化问题分解为两个子优化步骤:将波形固定时的接收机滤波器权值优化问题建模为广义瑞利商模型,求解得到相应的接收机滤波器权值矢量;利用半正定松弛技术对权值固定时的波形优化问题进行求解,获得对应的波形矩阵,并根据得到的波形矩阵,通过高斯随机化的方法获得所需的恒模波形。对所提算法的收敛性进行了证明,仿真结果表明所提算法有效。     

干扰条件下基于MMSE准则的弹载雷达认知波形优化

针对杂波、噪声和干扰环境中弹载雷达扩展目标检测识别问题,结合认知理论,在频域基于最小均方误差(minimum mean-square error,MMSE)准则提出一种新的雷达发射波形优化算法,用以抑制杂波和对抗干扰。建立雷达信号时频模型,通过目标参数贝叶斯估计构造以均方误差为代价的功率受限目标函数,利用拉格朗日乘子法得出最小代价发射信号频域能量最优波形表达式。仿真结果表明,算法能够针对目标频率响应和杂波、干扰的相对强度合理分配发射信号的频域能量,提高目标估计精确度,优化雷达检测识别性能;仿真条件下,最小均方误差准则优化波形目标识别性能优于互信息量准则。     

发射波束域MIMO-STAP雷达发射接收联合设计方法

研究了信号相关杂波背景下机载多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题,建立了机载MIMO雷达发射波束域空时自适应处理(space-time adaptive processing, STAP)信号模型。为了提升杂波环境下目标的检测性能,通过最大化输出信干噪比构建了发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题;然后,设计了一种新的基于优化最小化(majorization-minimization,MM)框架的迭代优化算法来解决联合设计问题。该算法通过合理寻找目标函数的下界可以有效提升算法的收敛速度并降低算法的运行时间。此外,与传统的相控阵雷达和MIMO雷达相比,优化后的发射波束形成和接收滤波器可以显著提升输出信干噪比,仿真实验验证了所提方法的有效性。     

无源雷达杂波抑制与相干检测的联合优化处理

杂波抑制和相干检测是外辐射源雷达信号处理的两个关键环节,针对扩展相消批处理杂波对消算法和基于分段的多普勒谱分析的运动目标相干检测方法存在重复分块和冗余计算的问题,提出了扩展相消批处理算法与基于分段的多普勒谱分析方法的联合优化算法,推导了它们的数学原理,给出了分段数及滤波器阶数的设置方法。仿真结果表明,该方法在取得较好杂波抑制效果的同时,降低了系统整体的运算量。     

杂波和干扰条件下基于强化学习的机载雷达波形设计

针对复杂电磁环境机载雷达智能抗干扰问题,提出一种基于马尔可夫决策过程（markov decision processes,MDP）的机载雷达波形设计方法。为实现最优决策,建立雷达和干扰MDP博弈模型,融合利用目标、杂波、噪声、雷达和干扰信号等多维度电磁信息,设置信号和干扰噪声比为奖励函数;基于贝尔曼方程和策略迭代法计算信号频域最优策略,通过迭代变换法设计时域最优波形,并采用目标检测概率衡量算法性能。仿真结果表明,和线性调频信号、跳频信号相比,该方法设计波形具有更好的环境适应性和抗干扰能力,在此基础上提高了机载雷达目标检测概率。     

FFT-MTD滤波器组优化设计与仿真

介绍了用FFT算法实现雷达信号动目标检测(MTD)的方法,为提升MTD在强杂波环境下的检测性能,对加权FFT优化MTD时窗函数的选取进行了讨论,比较了6种窗函数加权时FFT等效多普勒滤波器组的幅频特性和改善因子,得出了适合于MTD的最佳窗函数,并针对某型雷达信号体制进行了仿真分析和验证,结果表明优化方法增强了MTD在杂波背景下的检测性能.     

MIMO雷达信号检测前跟踪算法及性能

针对雷达目标检测中,弱小目标雷达截面积小,目标角闪烁以及目标受噪声和杂波影响比较大,基于序列检测的检测前跟踪算法是在MIMO雷达信号一般似然比检测的基础上提出来的,它能够克服强杂波噪声对信号检测的影响,在低信号杂波比的情况下滤除杂波点,实现了对弱小目标的检测。仿真实验证明,在虚警概率相同的条件下,算法的性能优于似然比检测方法。     

干扰条件下基于空频域二次优化的MIMO雷达波形设计方法

针对干扰条件下多输入多输出雷达发射方向图优化问题,提出一种基于空频域二次优化的多输入多输出雷达波形设计方法。该方法将空域上方向图优化问题转化为关于空时发射序列协方差矩阵的优化问题,利用多输入多输出雷达发射方向图仅与阵元之间波形相关性有关的特性,进一步降低空域波形设计复杂度,并通过p阶导数约束展宽零陷;针对优化得到的协方差矩阵,利用随机向量法通过最小二乘准则逼近最优发射方向图来合成具体恒包络波形;在基于空域优化得到的发射波形基础上,根据改变不同时刻信号序列的初始相位雷达发射方向图不变的特性,通过拟功率方法优化相位变化矩阵,实现雷达波形在频域上的二次优化以抑制频域上的干扰。仿真实验证明了所提方法在方向图匹配和干扰抑制方面的有效性。     

最大化信干噪比的双基地MIMO雷达波形设计

为提高双基地MIMO雷达在信号相关干扰条件下对区域目标的探测能力,同时兼顾降低接收端回波信号处理的难度,以雷达输出信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR)最大化为准则,提出了一种信号相关干扰条件下的双基地MIMO雷达发射波形设计方法。首先,基于基波束思想将发射波形的设计转换为对发射加权矩阵的设计,然后采用循环优化方法对发射加权矩阵和接收机权值进行联合优化,通过广义Rayleigh商、半正定松弛技术及Charnes-Cooper变换求解问题,并利用高斯随机生成法得到最优发射加权矩阵向量解,最终通过矩阵化操作得到最优发射加权矩阵。实验仿真验证了所提方法的有效性。     

一种新的球载雷达气象杂波抑制方法

针对无人机慢速目标运动速度与气象杂波中心频率接近导致无人机在气象杂波中难以被检测到的问题,提出了基于卡尔马斯(Kalmus)滤波器的球载雷达无人机目标检测方法。该方法首先对雷达回波进行脉冲压缩和PD处理,再使用经过速度校正的Kalmus滤波器滤除气象杂波,最后利用二维恒虚警进行检测。仿真结果表明,在合适的气象条件和目标速度下,该方法能很好地抑制气象杂波,提高球载雷达无人机目标的检测性能。     

高重频频率步进雷达强杂波抑制

针对高重频频率步进雷达,提出了抑制强杂波的有效处理流程.在接收机前端控制中频带通滤波器的通带范围以减少进入后续处理的折叠杂波,在信号处理机中针对目标运动速度的不同提出了两种方法:通过波形参数设计及高分辨处理消除杂波对高速目标的影响;利用两幅高分辨距离像(HRRP)进行杂波相消以抑制杂波对低速目标的干扰.该处理不需要改变基本的频率步进波形,具有简单易行的优点.仿真和试验结果验证了所提方法的有效性.     

同时收发认知抗干扰系统的改进能量检测算法

为增强复杂电磁环境中同时收发认知抗干扰通信系统的性能,研究了基于该系统的改进能量检测算法,推导出瑞利衰落信道中系统的检测概率、虚警概率及中断概率的理论表达式。该改进方法思想是将自干扰信道容量与接收机所需传输速率进行比较,通过比较结果确定能量检测门限值。仿真结果表明,改进能量检测算法能够有效地降低自干扰信号对同时收发认知抗干扰接收机的不利影响,提升系统的中断性能。     

STFT数字信道化的雷达脉冲参数测量改进算法

数字信道化技术是现代雷达侦测系统的重要组成部分,短时傅里叶变换(STFT)算法是实现数字信道化常用的一种算法。该算法所构建的数字滤波器组具有滤波特性一致、运算量少的优点,通过测量滤波器组的输出可以确定输入脉冲信号的参数,然而该算法对于接收机截取的脉冲信号与实际脉冲信号不匹配所测量的参数误差较大。为改善参数测量精度,提出了一种基于STFT信道化的雷达脉冲参数测量的改进算法,该方法在信道化基础上引进Haar小波变换对脉冲到达时间精确提取,通过相关累加对脉冲信号幅度精确测量。通过仿真分析验证了算法的有效性。     

新一代机载火控LPI雷达回波模拟器设计与实现

低截获概率(LPI)雷达是未来空战的必然选择,其波形设计及有效性验证是LPI技术的核心内容。针对新一代机载火控LPI雷达,产生了几种典型的具有低截获性能的雷达波形,并对其回波信号进行计算机仿真,包括波形的产生、目标回波、环境杂波的建模与仿真等。该雷达回波模拟器可根据上位机的指令,灵活设置雷达回波的各种参数,满足不同背景下LPI雷达回波信号仿真建模与计算机模拟的需求,对于雷达波形的LPI性能评估具有实用性。     

基于特征值分析的雷达脉冲波形估计及性能分析

雷达侦察接收机往往侦收到多个受噪声污染的目标雷达脉冲,如何从噪声中提取雷达脉冲波形,是现代雷达侦察信号处理中的一个重要内容。提出了一种基于特征值分析的雷达脉冲波形估计算法,该算法通过对脉冲协方差矩阵的特征值分析,给出了一种利用特征向量估计脉冲波形的方法,并理论分析了其估计性能。算法适应于任意形式脉冲波形,且不受各脉冲初始相位的影响。理论分析和仿真结果说明算法能够在较低信噪比环境下恢复脉冲信号波形。     

基于ZMNL的雷达杂波仿真研究

为了研究杂波环境下的信号处理问题,借助ZMNL 法(零记忆非线性变换法) 设计了一套雷达杂波仿真系统,利用统计模型对雷达接收机可能遇到的气象杂波、地杂波、海杂波、箔条干扰等各种杂波类型进行了计算机模拟,并给出了有价值的仿真结果.仿真信号还可用于无源干扰信号抑制方法的研究.     

基于数字接收机脉压雷达信号截获技术研究

脉冲压缩(PC)雷达是典型的低截获概率(LPI)雷达,基于传统的雷达对抗侦察接收机与传统的检测手段很难有效截获。长期侦察表明:目前外军雷达信号形式多为脉压信号,这对我军现役的雷达对抗侦察接收机提出了严峻的挑战。数字接收机相对传统的模拟接收机有着突出的优势,基于数字接收机对PC雷达信号进行检测是根据PC雷达信号特点,充分发掘数字接收机优势的新的检测方法,有着现实的实际意义,值得深入研究。     

双树复数小波变换在杂波抑制处理中的应用

针对湮没在杂波环境下的目标检测,提出一种利用双树复数小波变换对回波信号进行分解,通过相关性滤波再进行信号重构,抑制海杂波,其后采用动目标检测的方法抑制地物杂波信号。只采用动目标检测的方法仍有海杂波的影响,在通过双树复数小波变换的杂波抑制方法后作动目标检测处理能有很好的抑制效果,能检测出湮没在杂波中的小目标。将其应用到某型雷达的信号处理系统中,仿真结果表明该方法能有效降低杂波的影响。     

运用压缩感知技术实现雷达侦察告警接收机改进

针对雷达侦察告警接收机前端信号采集效率要求越来越高,而高性能采样的量化精度和采样速率受AD自身硬件限制的突出问题,在压缩感知信号处理算法(CS算法)的基础上,根据数字雷达侦察告警接收机设计了一种改进型雷达侦察告警接收机方案。该方案首先用压缩感知技术直接采集压缩后的信号;然后再进行低速AD采样;最后用非线性迭代重构还原信号。压缩后的信号用低速AD即可完成信号的模数转换,极大地提高了AD的应用效率。仿真结果表明,该型雷达侦察告警接收机能很好地满足大瞬时带宽及动态范围信号采集要求,同时将复杂运算移交给后续的信号处理,极大地减轻了雷达侦察告警接收机前端的负荷,具有良好的可操作性和应用前景。     

随机共振理论在雷达信号截获中的应用

雷达侦察主要通过无源侦察接收设备对空域中敌方雷达辐射源信号进行检测,若要实现对敌辐射源信号的截获,基本条件就是敌雷达信号能量能够达到雷达信号侦收设备的截获灵敏度。然而现代战场中,电磁环境复杂多变,敌雷达信号往往被干扰信号、噪声等掩盖,导致侦收设备漏警概率提高。针对以上问题,提出基于随机共振原理的雷达信号截获判断的方法,增大了截获信号的输出信噪比,解决了由于噪声过大掩盖的雷达信号的侦收问题。将该方法应用于雷达告警接收机的前端截获部分,大大降低了截获系统的漏警概率,保证了整个截获系统的稳定性。仿真实验验证了该方法的有效性。