雷达信号处理

摘要： 不同体制雷达系统的信号及数据处理在共性功能模拟和特性功能刻画之间存在矛盾问题。基于组件化设计思想,将雷达信号处理及数据处理仿真划分为天线模拟、目标回波功率计算、脉冲压缩、参数测量、航迹起始、跟踪滤波、调度策略等28个组件。通过参数选择实现不同体制雷达特性功能模拟组件的设置,并对共性功能组件复用,实现了相控阵、机扫、无源探测等多种雷达体制的功能级仿真。对各组件进行功能测试,验证了组件化设计方法的可行性。

摘要： 雷达目标探测一直是雷达信号处理的难点和热点问题,针对应用广泛的导航、监视、搜索等岸基、船载和机载雷达,为及时、集中地反映雷达信号与数据处理技术研究和应用最新进展,《电子技术应用》拟在2022年第8期出版“雷达信号/数据处理、实现与性能评估”专栏,欢迎雷达目标探测领域的专家学者、科研人员踊跃投稿!

摘要： 雷达目标探测一直是雷达信号处理的难点和热点问题,针对应用广泛的导航、监视、搜索等岸基、船载和机载雷达,为及时、集中地反映雷达信号与数据处理技术研究和应用最新进展,《电子技术应用》拟在2022年第8期出版“雷达信号/数据处理、实现与性能评估”专栏,欢迎雷达目标探测领域的专家学者、科研人员踊跃投稿!

摘要： 为了解决FMCW雷达信号处理中速度模糊严重、抗噪声性能差的问题,结合压缩感知理论和Keystone变换提出了一种多载频、调频间隔随机抖动的FMCW信号合成处理方法。该方法根据信号波形的随机特性,采用Keystone变换实现多载频信号的合成;根据雷达应用场景的稀疏性,采用稀疏重构CoSaMP算法实现多普勒维处理,并利用互相关补偿相位的方法提升目标检测精度。仿真结果表明,所提方法有效解决了速度模糊问题,并且具有较高的目标检测精度和较好的抗噪声性能。

摘要： 随着数学优化技术与计算水平的不断提高,优化技术在提升雷达性能方面发挥着越来越重要的作用。通过雷达接收端滤波器优化、发射端波形优化和收发联合优化等,可进一步发挥雷达在探测、感知与识别等方面的巨大潜力。然而由于场景的复杂性、性能指标的多样性与数据信息的不确定性,雷达性能优化问题复杂度激增。近年来,随着交替方向乘子法.

摘要： 优化技术在雷达信号处理中发挥着重要作用。例如,通过雷达接收端滤波器优化、发射端波形优化和收发联合优化等,可进一步发挥雷达在探测、感知与识别等方面的巨大潜力。然而由于场景的复杂性、性能指标的多样性与数据信息的不确定性,雷达性能优化问题复杂度激增。近年来,随着优化技术的蓬勃发展,雷达信号处理出现新的进展并得到快速发展,研究人员陆续取得一系列有意义的成果。

摘要： 针对传统雷达信号调制识别方法中存在样本数少,卷积神经网络难训练,导致调制识别率低的问题,本文提出一种基于混合滤波器优化的雷达信号调制识别算法。本文算法依据矩阵映射理论,设计混合滤波器,构建特征值映射网络模型,提取雷达信号特征,融合差分进化思想与柯西变异机制,提出混合蝴蝶优化算法,寻优支持向量机组合控制参数,实现雷达信号调制识别。仿真结果表明:类样本数仅为60的训练条件下,在0 dB下比传统算法识别率高5%左右,说明本文所提算法在低信噪比下能有效区分9种雷达信号的调制方式,具备良好分类和抗噪声性能,为电子对抗提供新思路。

摘要： 随着雷达技术的不断发展,雷达自动目标识别算法不断普及,算法识别性能的各项影响因素不能忽略。本文通过对飞机的变化结构、电磁散射模型、回波仿真的分析,简要解释了目标外形变化对雷达自动目标识别算法的性能影响。

摘要： 随着科技的发展,车联网(IoV)和6G对通信雷达一体化(RadCom)技术的需求逐渐增加。基于连续波和波形共用体制的正交频分复用(OFDM)RadCom系统有两种距离处理方式:基于周期自相关函数(PACF)与基于频域元素级除法。在距离处理中,这两种方式对接收噪声有不同的影响,导致其雷达性能出现差异。通过对基于PACF方式和基于频域元素级除法方式的等效噪声幅度放大因子和相关旁瓣分析,给出了两种距离处理方式的临界信噪比计算方法。最后,在IoV场景中对雷达探测性能进行了仿真评估,验证了该临界信噪比计算方法的有效性。

摘要： 根据无人机蜂群构型自组织调整位置和权向量能够实现波束指向特定方向的任务需求,该文提出了一种新颖的任务驱动的自组织蜂群柔性阵列波束赋形算法。首先,建立以无人机蜂群距离为约束、以无人机机载天线坐标位置及权向量为优化变量的波束赋形数学模型。接着,应用Lawson准则简化目标函数,将天线坐标位置及权向量的两类变量优化问题简化为天线坐标位置的单类变量优化,解决了波束赋形模型优化变量耦合带来的求解难题。同时,引入辅助变量,进行约束和复杂目标函数的分离,并通过交替方向乘子法进行求解,降低了包含约束的高度非线性优化问题的求解难度。此外,该文将上述算法扩展至目标方向不精确的应用场景。仿真结果表明,该方法可有效降低波束赋形峰值旁边电平。

摘要： 结合嵌入式雷达信号处理软件的特点,论述信号处理软件的配置项测试技术.介绍了配置项测试的类型、配置项测试过程.研究了嵌入式雷达信号处理软件配置项测试的核心内容,包括:测试类型的选取、不同测试类型的测试用例设计方法及要点等.

摘要： 雷达信号处理的主要任务就是从雷达的接收信号中分辨出有用的目标信号,排除杂波和噪声干扰等无用信号.目标的恒虚警率检测是从混杂的信号当中分离出目标回波的重要技术手段之一.迅速发展的DSP芯片能够为快速实现雷达信号处理提供良好的硬件支持.本文使用TMS320C6678多核DSP处理器,提出几种快速实现恒虚警率检测的方法,并对这几种算法的时间、空间复杂度和检测结果进行了对比分析,可以看出,通过合理的任务划分,有效的利用DSP的处理性能,可以在较小的空间复杂度下快速实现恒虚警检测算法.

摘要： 恒虚警检测是雷达信号处理的重要组成部分,在自动检测中,恒虚警率(CFAR)处理可使终端计算机不致因干扰太强而过载,从而保证雷达的正常工作.本文通过对恒虚警检测原理以及性能指标的深入学习,并结合具体的工程背景,在Altera的大规模FPGA上实现了针对瑞利杂波的单元平均恒虚警检测模块,该模块采用verilog语言编写,参数可设,资源占用量不大,移植性好,性能经过实测满足设计指标,可作为雷达信号处理的通用模块并为雷达信处算法的工程化提供参考.

摘要： 广义Radon-Fourier变换(GRFT)通过多维参数联合搜索实现长时间相参积累,能有效提升机动小目标的雷达检测性能.但其参数遍历搜索过程的运算量过大,且会跟随搜索精度的细化和搜索维度的增加而倍增.将GRFT变换转化为参数寻优问题,采用粒子群优化算法实现能够大幅减少搜索参数对,进而提升检测速度,但在性能上有较大损失.为此,通过改进算法中的关键参数及边界粒子的处理策略,提出了一种改进的基于粒子群优化的快速GRFT检测算法.在仿真实验中分析并验证了该算法的有效性.

摘要： 广义Radon-Fourier变换(GRFT)通过多维参数联合搜索实现长时间相参积累,能有效提升机动小目标的雷达检测性能.但其参数遍历搜索过程的运算量过大,且会跟随搜索精度的细化和搜索维度的增加而倍增.将GRFT变换转化为参数寻优问题,采用粒子群优化算法实现能够大幅减少搜索参数对,进而提升检测速度,但在性能上有较大损失.为此,通过改进算法中的关键参数及边界粒子的处理策略,提出了一种改进的基于粒子群优化的快速GRFT检测算法.在仿真实验中分析并验证了该算法的有效性.

摘要： 广义Radon-Fourier变换(GRFT)通过多维参数联合搜索实现长时间相参积累,能有效提升机动小目标的雷达检测性能.但其参数遍历搜索过程的运算量过大,且会跟随搜索精度的细化和搜索维度的增加而倍增.将GRFT变换转化为参数寻优问题,采用粒子群优化算法实现能够大幅减少搜索参数对,进而提升检测速度,但在性能上有较大损失.为此,通过改进算法中的关键参数及边界粒子的处理策略,提出了一种改进的基于粒子群优化的快速GRFT检测算法.在仿真实验中分析并验证了该算法的有效性.

摘要： 广义Radon-Fourier变换(GRFT)通过多维参数联合搜索实现长时间相参积累,能有效提升机动小目标的雷达检测性能.但其参数遍历搜索过程的运算量过大,且会跟随搜索精度的细化和搜索维度的增加而倍增.将GRFT变换转化为参数寻优问题,采用粒子群优化算法实现能够大幅减少搜索参数对,进而提升检测速度,但在性能上有较大损失.为此,通过改进算法中的关键参数及边界粒子的处理策略,提出了一种改进的基于粒子群优化的快速GRFT检测算法.在仿真实验中分析并验证了该算法的有效性.

摘要： 针对机动目标跟踪的应用需求,分析了多项式滤波算法的四种形式及它们之间的关系.结合增长记忆多项式(Expanding Memory Polynomial,EMP)滤波器的自初始化特性及衰减记忆多项式(Fading Memory Polynomial,FMP)滤波器的无限期跟踪特性,设计了复合EMP/FMP预滤波算法.该算法结合了两种滤波器的优势,在切换滤波器时不会出现瞬变现象.将复合EMP/FMP滤波器作为预滤波器与不敏卡尔曼滤波器相结合,仿真验证了预滤波算法能够优化量测数据,提升机动目标跟踪性能.

摘要： 针对机动目标跟踪的应用需求,分析了多项式滤波算法的四种形式及它们之间的关系.结合增长记忆多项式(Expanding Memory Polynomial,EMP)滤波器的自初始化特性及衰减记忆多项式(Fading Memory Polynomial,FMP)滤波器的无限期跟踪特性,设计了复合EMP/FMP预滤波算法.该算法结合了两种滤波器的优势,在切换滤波器时不会出现瞬变现象.将复合EMP/FMP滤波器作为预滤波器与不敏卡尔曼滤波器相结合,仿真验证了预滤波算法能够优化量测数据,提升机动目标跟踪性能.

摘要： 针对机动目标跟踪的应用需求,分析了多项式滤波算法的四种形式及它们之间的关系.结合增长记忆多项式(Expanding Memory Polynomial,EMP)滤波器的自初始化特性及衰减记忆多项式(Fading Memory Polynomial,FMP)滤波器的无限期跟踪特性,设计了复合EMP/FMP预滤波算法.该算法结合了两种滤波器的优势,在切换滤波器时不会出现瞬变现象.将复合EMP/FMP滤波器作为预滤波器与不敏卡尔曼滤波器相结合,仿真验证了预滤波算法能够优化量测数据,提升机动目标跟踪性能.

摘要： 碰撞判定部(404)在车辆(1000)与物体(1001)之间的多普勒速度分量变化了第1基准值为止时、或车辆(1000)移动至与第1基准值对应的距离(R)时，判定车辆(1000)是否相对于物体(1001)发生碰撞。

摘要： 本发明提供一种信号处理装置、雷达装置、信号处理方法及信号处理程序能够在降低对于干涉以外的回波的抑制的同时有效地除去干涉成分。检测出距离扫掠间的电平变化(例如差分值)，对照基准模式进行电平变化模式的输出。对于距离扫掠数据x(n)，将其分类成距离扫掠数据x(n+1)变大的模式(模式P)、距离扫掠数据x(n+1)变小的模式(模式N)、除此之外的模式(模式Z)。干涉检测部153根据电平变化模式中至少2个电平变化模式来进行干涉的判断。例如，距离扫掠数据x(n)与其前一个距离扫掠数据x(n-1)之间的变化模式为模式P、且与其后一个距离扫掠数据x(n+1)之间的变化模式为模式N时，被判定为干涉。

摘要： 提供一种通过信号处理来应对缺失的信号处理装置、雷达装置、信号处理方法及信号处理程序。检测距离扫掠间的电平变化(例如差分值)，与基准模式进行对照并输出电平变化模式。分类为：相对于距离扫掠数据x(n)，距离扫掠数据x(n+1)增大的模式(模式P)；相对于距离扫掠数据x(n)，距离扫掠数据x(n+1)减小的模式(模式N)；除此以外的模式(模式Z)。缺失判定部(153)基于电平变化模式中的至少两个电平变化模式，判定缺失。例如，在关注距离扫掠数据x(n)相对于前一个距离扫掠数据x(n-1)的变化模式为模式N、并且与后一个距离扫掠数据x(n+1)的变化模式为模式P的情况下，判定为是缺失。

摘要： 本发明提供一种防止物标的回波信号由于扫描相关而弱化的信号处理装置、雷达装置、信号处理方法及信号处理程序。信号处理部(17)对与物标检测部(16)检测到物标的地点相对应的扫描相关后的回波信号的电平进行调整。具体而言，以物标检测部(16)检测到物标的各地点为中心通过基于高斯函数的特性进行电平调整。在检测到物标的地点检测到强回波信号，所以通过对该地点的回波信号进行电平调整(强调)，即使高速移动的物标的回波信号由于扫描相关而弱化，也能够以高电平输出。此外，因为是以基于高斯函数的特性进行电平调整，所以能够防止仅在某个地点极端地强调回波信号。

摘要： 一种雷达信号处理方法和装置，方法包括：获取多路RX信号，对多路RX信号中的每一路RX信号进行距离维谱分析和多普勒维谱分析，得到RD图(S310)；根据目标跟踪先验信息，对每一路RX信号的RD图进行相干处理，对多路RX信号的相干处理后的RD图进行相干叠加(S320)；根据多路RX信号相干叠加后的RD图，进行目标检测(S330)；方法基于目标跟踪先验信息对多路RX信号的RD map进行相干处理进而进行相干叠加，可以提高RX信号的合并增益，即相干处理和相干叠加能够使得叠加的接收信号相位尽可能符合相干条件，使得叠加后接收信号的强度明显增强，从而能够改善RD map的目标检测性能，提高检测信噪比和检测精度。

摘要： 本发明提供雷达信号处理装置，该雷达信号处理装置即使反射部位随着目标的移动而发生变化，仍能够高精度地检测出目标的移动速度。在该装置中，时间序列相位数据生成单元(3)根据以距离库为单位表示来自目标的反射波的相位的距离像，生成关注距离库中的时间序列相位数据。相位旋转量时间序列数据生成单元(4)以规定的时间长度划分时间序列相位数据，并对划分后的时间长度内所产生的相位的旋转量进行计量，从而生成相位旋转量时间序列数据。模式匹配单元(6)对已生成的相位旋转量时间序列数据、和按照距离及移动速度所规定的相位旋转量时间序列数据的模板进行模式匹配。速度检测单元(7)根据模式匹配的结果来检测目标的移动速度。

摘要： 雷达信号处理装置(22)具备：距离速度计算部(23)，其反复取得具有频率随着时间的经过而变化的雷达信号的频率与由观测对象反射的雷达信号的反射波的频率之间的差分频率的差拍信号，使用取得的差拍信号反复计算雷达装置(1)与观测对象之间的距离和相对速度；角度计算部(24)，其使用取得的差拍信号、以及接收反射波的阵列天线(17)所包含的多个接收天线(17‑1)～(17‑N)的配置间隔，计算反射波向阵列天线(17)入射的入射角度；以及判定部(25)，其基于计算出的入射角度、多个距离以及多个相对速度，判定观测对象是检测对象还是起因于电磁噪声的非检测对象。

摘要： 雷达信号处理装置(40)包括：频率分析部(50)，其通过对数字接收信号执行第一至第三离散正交变换，从而与对应于到目标物体的距离的第一离散频率、对应于目标物体的相对速度的第二离散频率、以及对应于一系列的频率调制波的到达角度的第三离散频率相关的三维离散频谱；以及峰值检测部(55A)，其对于至少一个第一搜索频率的离散频率值，在第二搜索频率的方向上检测在三维离散频谱中出现的峰值的离散频率值；以及最大分布检测部(55B)。最大分布检测部(55B)着眼于包含峰值、且在第一搜索频率和所述第二搜索频率的方向上具有扩展的局部强度分布，对该局部强度分布在第一搜索频率的方向上是否形成最大分布进行判定。

摘要： 一种雷达信号处理方法和装置，方法包括：获取多路RX信号，对多路RX信号中的每一路RX信号进行距离维谱分析和多普勒维谱分析，得到RD图(S310)；根据目标跟踪先验信息，对每一路RX信号的RD图进行相干处理，对多路RX信号的相干处理后的RD图进行相干叠加(S320)；根据多路RX信号相干叠加后的RD图，进行目标检测(S330)；方法基于目标跟踪先验信息对多路RX信号的RD map进行相干处理进而进行相干叠加，可以提高RX信号的合并增益，即相干处理和相干叠加能够使得叠加的接收信号相位尽可能符合相干条件，使得叠加后接收信号的强度明显增强，从而能够改善RD map的目标检测性能，提高检测信噪比和检测精度。

摘要： 雷达信号处理装置包括：杂波探测区域确定单元，对以规定的间隔划分了根据雷达装置获取的雷达信号的发送方向和距雷达装置的距离规定的区域的每个单位区域，获取表示反射信号的接收功率的反射功率的分布信息，将分布信息中的区域设定为杂波探测区域；杂波特性计算单元，计算杂波探测区域中包含的杂波的反射功率的第1代表值和与第1代表值对应的第1距离；抑制滤波器确定单元，基于第1代表值和第1距离，计算杂波的反射功率和距雷达装置的距离之间的对应关系的参数；以及抑制处理单元，基于参数计算阈值，将分布信息中阈值以下的反射功率的区域判定为杂波的区域。