SAR原始回波信号生成算法的性能比较研究 被引量：18

1

作者 韦立登 李绍恩 +1 位作者 吴一戎 向茂生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期262-265,共4页

该文介绍了距离时域脉冲相干法、距离频域脉冲相干法和二维频域快速傅氏变换法3种SAR原始回波信号生成算法的基本原理和计算步骤,重点从误差分析、时间估计以及空间估计等3个方面对这3种算法进行了深入量化的比较研究,并利用X波段SAR系... 该文介绍了距离时域脉冲相干法、距离频域脉冲相干法和二维频域快速傅氏变换法3种SAR原始回波信号生成算法的基本原理和计算步骤,重点从误差分析、时间估计以及空间估计等3个方面对这3种算法进行了深入量化的比较研究,并利用X波段SAR系统参数实现了3种算法的仿真实验。理论分析及实验结果均表明,第3种算法不仅算法描述简明高效,可实现性强,而且所得的结果数据精度也较高,是一种较为实用的SAR原始回波信号生成算法。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 原始回波信号生成 多普勒相位函数 脉冲相干 快速傅氏变换

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地球同步轨道圆迹SAR研究 被引量：12

2

作者 洪文 林赟 +2 位作者 谭维贤 王彦平 向茂生 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2015年第3期241-253,共13页

该文介绍了地球同步轨道圆迹合成孔径雷达(Geosynchronous Circular SAR,Geo-CSAR)的概念,通过设计同步轨道的轨道参数,可以形成近圆的卫星相对地球轨迹,使SAR载荷的凝视成像模式成为可能,实现对地的大面积定点连续观测以及真3维信息获... 该文介绍了地球同步轨道圆迹合成孔径雷达(Geosynchronous Circular SAR,Geo-CSAR)的概念,通过设计同步轨道的轨道参数,可以形成近圆的卫星相对地球轨迹,使SAR载荷的凝视成像模式成为可能,实现对地的大面积定点连续观测以及真3维信息获取;研究分析了Geo-CSAR的成像能力,指出其在瞬时覆盖度、连续观测范围及3维精确定位方面,具有现有低轨星载SAR无法比拟的优势,是实现全球不间断覆盖的有效途径之一,在军事侦察、灾害监测方面具有重要的应用前景。 展开更多

关键词 对地观测 地球同步轨道 合成孔径雷达 圆迹SAR 大面积定点连续观测 3维成像

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无源雷达多普勒谱分析实现动目标检测的方法 被引量：19

3

作者 赵耀东 吕晓德 +1 位作者 李纪传 向茂生 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2013年第2期247-256,共10页

该文提出了基于多普勒谱分析的无源相干雷达(PCR)运动目标检测的方法,将雷达系统接收到的外辐射源连续波信号分段并等效成脉冲串信号,利用脉冲压缩和多普勒处理技术对目标进行检测及定位。该方法以脉冲多普勒(PD)雷达的理论为基础,说明... 该文提出了基于多普勒谱分析的无源相干雷达(PCR)运动目标检测的方法,将雷达系统接收到的外辐射源连续波信号分段并等效成脉冲串信号,利用脉冲压缩和多普勒处理技术对目标进行检测及定位。该方法以脉冲多普勒(PD)雷达的理论为基础,说明了匹配滤波时连续波信号可以划分成脉冲串信号等效处理,对应给出了无源雷达信号分段及多普勒谱分析的具体方法。文中还详细推导了该方法与传统的计算互模糊函数(CAF)方法之间的数学联系,确立了分段参数的设置准则,在几乎不影响目标积累增益的前提下,计算效率可提升310～510倍。仿真数据和实测数据分别验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 无源雷达 动目标检测 匹配滤波 多普勒谱分析

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机载双天线干涉SAR非线性近似自配准成像算法 被引量：9

4

作者 陈立福 韦立登 +1 位作者 向茂生 韩松涛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期2208-2214,共7页

为了提高机载双天线干涉SAR系统的干涉处理速度而又不损失配准精度,该文提出了非线性距离向ECS自配准成像算法。该算法通过对两天线视角不同引起的路径差的非线性近似,在成像处理阶段实现了干涉图像对在距离向的高精度自配准。该算法在... 为了提高机载双天线干涉SAR系统的干涉处理速度而又不损失配准精度,该文提出了非线性距离向ECS自配准成像算法。该算法通过对两天线视角不同引起的路径差的非线性近似,在成像处理阶段实现了干涉图像对在距离向的高精度自配准。该算法在产生干涉相位时较传统算法在保持较高配准精度的情况下显著提高了运算速度。本文通过对仿真数据、实际数据的处理以及系统参数对算法配准精度影响的仿真分析,证明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 干涉合成孔径雷达 成像算法 ECS 配准 非线性

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一种基于阵列接收信号重排的单快拍DOA估计方法 被引量：17

5

作者 蒋柏峰 吕晓德 向茂生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1334-1339,共6页

针对单快拍情况下大多数空间谱估计方法失效的问题,该文提出一种直接利用阵列接收信号重排构造伪协方差矩阵的模型。理论分析表明,该模型更加灵活且更具一般性,已有的伪协方差矩阵构造方法可以统一在该模型下。在此基础上结合波束形成... 针对单快拍情况下大多数空间谱估计方法失效的问题,该文提出一种直接利用阵列接收信号重排构造伪协方差矩阵的模型。理论分析表明,该模型更加灵活且更具一般性,已有的伪协方差矩阵构造方法可以统一在该模型下。在此基础上结合波束形成的思想,进一步提出一种基于阵列接收信号加权求和的伪协方差矩阵构造方法,该方法综合考虑了信噪比及阵列自由度两方面因素的影响,可在一定程度上提升估计性能。理论分析和仿真验证说明了该方法及模型的正确性和有效性。 展开更多

关键词 阵列信号处理 DOA估计 单快拍 伪协方差矩阵

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一种基于DTTB信号的无源相干雷达模糊函数快速算法 被引量：8

6

作者 蒋柏峰 吕晓德 +1 位作者 赵耀东 向茂生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期589-594,共6页

(基于无源相干定位技术的外辐射源雷达通过计算参考信号和回波信号的互模糊函数实现目标距离和速度的检测。然而互模糊函数直接计算时的计算量很大,难以满足实时性要求。针对这一问题,该文基于中国国家标准DTTB(Digital Television Terr... (基于无源相干定位技术的外辐射源雷达通过计算参考信号和回波信号的互模糊函数实现目标距离和速度的检测。然而互模糊函数直接计算时的计算量很大,难以满足实时性要求。针对这一问题,该文基于中国国家标准DTTB(Digital Television Terrestrial Broadcasting)信号,从互模糊函数时延遍历和多普勒频率遍历两类快速计算方法出发,提出首级使用矩形窗作为抽取滤波器的多级抽取方法。与直接计算和不进行抽取滤波的快速方法相比,该文方法计算量可分别降低3个数量级和1个数量级以上。该文进一步对比分析了信号长度不同时两类快速方法的计算量,为实际应用中计算方法的选择提供参考。 展开更多

关键词 外辐射源雷达 无源相干定位 互模糊函数 多级抽取

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一种机载干涉SAR区域网平面定位算法 被引量：10

7

作者 毛永飞 向茂生 韦立登 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期166-171,共6页

平面定位就是获取SAR图像中每个像素点的地理坐标。在平面定位时,需要对相关参数进行定标,以保证精度。该文从平面定位的几何关系出发,通过线性化平面位置误差,提出了基于敏感度方程的平面定标算法。在此算法基础上,又提出了多场景联合... 平面定位就是获取SAR图像中每个像素点的地理坐标。在平面定位时,需要对相关参数进行定标,以保证精度。该文从平面定位的几何关系出发,通过线性化平面位置误差,提出了基于敏感度方程的平面定标算法。在此算法基础上,又提出了多场景联合平面定标算法,该算法利用相邻场景之间的同名点信息,能够实现稀少控制点条件下的大区域平面定位。实测数据处理结果表明,在少量控制点情况下,该文算法的平面定位精度优于传统的多项式模型和距离多普勒模型。 展开更多

关键词 干涉合成孔径雷达 平面定位 联合平面定标 敏感度方程 同名点

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机载重轨干涉合成孔径雷达的发展 被引量：9

8

作者 钟雪莲 向茂生 +1 位作者 郭华东 陈仁元 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2013年第3期367-381,共15页

机载重轨干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)以其系统的灵活性、机动性以及测量的高精度在很大程度上克服了星载重轨干涉SAR重访周期长、分辨率低的问题,在滑坡、火山、地震等地表活动的监测中具有不可... 机载重轨干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)以其系统的灵活性、机动性以及测量的高精度在很大程度上克服了星载重轨干涉SAR重访周期长、分辨率低的问题,在滑坡、火山、地震等地表活动的监测中具有不可替代的作用。该文首先详细回顾了机载重轨干涉SAR技术在国内外的发展历史和现状。然后在对机载重轨干涉SAR精度分析的基础上,对该技术在实际应用中存在的关键性问题进行了深入的分析,全面介绍了该领域相关的研究成果,并对机载重轨干涉SAR的应用前景和发展方向进行了展望。最后指出为提高参数反演的精确性还需要解决的问题。 展开更多

关键词 机载 重轨 INSAR DINSAR

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一种改进的基于DEM的机载重轨干涉SAR运动补偿算法 被引量：7

9

作者 唐晓青 向茂生 吴一戎 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期1090-1094,共5页

该文研究了基于DEM(Digital Elevation Model)的高精度重轨干涉SAR运动补偿算法。分析了平地假设及波束中心近似造成的残余运动误差的影响,表明对重轨干涉SAR系统进行基于DEM的高精度运动补偿的必要性。分析了对外部DEM数据精度要求,指... 该文研究了基于DEM(Digital Elevation Model)的高精度重轨干涉SAR运动补偿算法。分析了平地假设及波束中心近似造成的残余运动误差的影响,表明对重轨干涉SAR系统进行基于DEM的高精度运动补偿的必要性。分析了对外部DEM数据精度要求,指出利用低精度DEM数据进行精确运动补偿获取高精度DEM数据的可行性。针对现有基于DEM运动补偿算法的不足提出改进算法。该算法根据载机轨迹偏移和地形起伏自动调节参数,可实现精确且高效的运动补偿。对X波段重轨干涉SAR数据进行运动补偿处理,验证了该算法的有效性及其在精度和效率两方面相比于现有算法的优势。 展开更多

关键词 干涉SAR 机载重轨干涉测量 运动补偿 DEM 残余运动误差 波束中心近似

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一种评价光学卫星辐射特性及图像质量的噪声分析方法 被引量：4

10

作者 唐海蓉 向茂生 +2 位作者 吴一戎 朱敏慧 金伟其 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期370-374,共5页

该文通过分析光学卫星图像的辐射和噪声特性,引进了三维噪声分析方法,将图像噪声按时间、 空间水平和垂直三维空间划分为7个噪声项,并分析了各噪声因子的含义。通过对实际图像加以验证和分 析,为评估图像质量和评价图像质量改善方法提... 该文通过分析光学卫星图像的辐射和噪声特性,引进了三维噪声分析方法,将图像噪声按时间、 空间水平和垂直三维空间划分为7个噪声项,并分析了各噪声因子的含义。通过对实际图像加以验证和分 析,为评估图像质量和评价图像质量改善方法提供了一种可行的方法。 展开更多

关键词 光学卫星图像 三维噪声 图像质量 辐射特性

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基于混合域的SAR回波快速算法 被引量：10

11

作者 汪丙南 张帆 向茂生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期690-695,共6页

该文提出了一种基于混合域的SAR回波快速算法。该算法利用空变的系统传递函数参与计算,沿距离时域积分计算回波信号2维频谱,从而实现了回波信号的精确仿真。复杂度和性能分析表明,该算法不仅能够在保证较高相位精度情况下有效提高回波... 该文提出了一种基于混合域的SAR回波快速算法。该算法利用空变的系统传递函数参与计算,沿距离时域积分计算回波信号2维频谱,从而实现了回波信号的精确仿真。复杂度和性能分析表明,该算法不仅能够在保证较高相位精度情况下有效提高回波仿真速度,而且在2维时域内易于添加运动误差模型。最后针对点阵和面目标进行了仿真,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR) 混合域 回波仿真

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基于广义MUSIC算法的低仰角估计新方法 被引量：9

12

作者 蒋柏峰 吕晓德 向茂生 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2013年第4期422-429,共8页

由于多径信号的存在,米波雷达对低仰角目标的估计性能受到严重影响。针对这一问题,该文首先介绍了广义MUSIC算法及两种改进算法,理论分析表明这些算法有效性的实质是对基本谱峰搜索方式进行加权,抑制了小角度产生的大谱值。在此基础上,... 由于多径信号的存在,米波雷达对低仰角目标的估计性能受到严重影响。针对这一问题,该文首先介绍了广义MUSIC算法及两种改进算法,理论分析表明这些算法有效性的实质是对基本谱峰搜索方式进行加权,抑制了小角度产生的大谱值。在此基础上,该文提出了基于广义MUSIC算法的低仰角估计方法模型,并给出一种新的低仰角估计方法。该方法利用了更加合理的权值,与已有方法相比,估计的成功概率更高,性能更优。仿真试验验证了该方法及模型的有效性和正确性。 展开更多

关键词 阵列信号处理 多径 DOA估计 广义MUSIC

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一种基于特征点权重的机载InSAR系统区域网干涉参数定标方法 被引量：14

13

作者 韩松涛 向茂生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期1244-1247,共4页

干涉参数外定标可以获取干涉相位偏置,并对干涉系统基线参数进行修正,提高干涉系统3维定位的精度。该文提出了一种新的区域网干涉参数定标算法,该方法采用特征点提取、最优相关匹配技术实现对交互连接的数据块同名点提取;利用加权联合... 干涉参数外定标可以获取干涉相位偏置,并对干涉系统基线参数进行修正,提高干涉系统3维定位的精度。该文提出了一种新的区域网干涉参数定标算法,该方法采用特征点提取、最优相关匹配技术实现对交互连接的数据块同名点提取;利用加权联合定标技术实现少量控制点条件下干涉数据的参数定标,并对定标结果进行了理论分析。通过对具有不同地貌特征的实测机载数据的处理,验证了处理算法的有效性。 展开更多

关键词 干涉合成孔径雷达 干涉参数定标 特征点提取 同名点 加权联合定标

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基于加权最优化模型的机载InSAR联合定标算法 被引量：12

14

作者 毛永飞 向茂生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2819-2824,共6页

多个相邻场景同时进行干涉参数外定标的过程称为联合定标,联合定标能够保证相邻场景的高程衔接性,能够实现无控制点场景的干涉定标。该文提出了一种适用于机载InSAR系统的联合定标算法,该算法利用控制点和同名点信息,建立了关于待定标... 多个相邻场景同时进行干涉参数外定标的过程称为联合定标,联合定标能够保证相邻场景的高程衔接性,能够实现无控制点场景的干涉定标。该文提出了一种适用于机载InSAR系统的联合定标算法,该算法利用控制点和同名点信息,建立了关于待定标参数的约束方程组,并通过最优化的方法对其进行求解。同时依据各控制点和同名点处的相干系数、位置分布的不同,对各约束方程进行了加权,从而顾及到了不同质量和分布的控制点、同名点在联合定标中的权重差异。实测数据处理结果表明,该文算法优于传统的基于敏感度方程模型的联合定标算法。 展开更多

关键词 干涉合成孔径雷达 干涉定标 联合定标 同名点 加权最优化

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一种改进的基于干涉相位的基线估计方法 被引量：6

15

作者 唐晓青 向茂生 吴一戎 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期2795-2799,共5页

该文研究了基于干涉相位的基线估计方法,对原有基于干涉相位傅里叶变换的算法从4个方面进行了改进。提出了精确计算干涉相位瞬时频率的方法;指出了干涉相位样本区域分布原则,能够有效改善采用最小二乘拟合方法时方程的病态性;提出了能... 该文研究了基于干涉相位的基线估计方法,对原有基于干涉相位傅里叶变换的算法从4个方面进行了改进。提出了精确计算干涉相位瞬时频率的方法;指出了干涉相位样本区域分布原则,能够有效改善采用最小二乘拟合方法时方程的病态性;提出了能够有效剔除干涉相位噪声较大及地形变化剧烈区域对估计精度影响的定量化样本区域选取准则;通过计算差分干涉相位迭代求解优化估计精度。利用改进算法对双天线干涉和重轨干涉数据进行了基线估计,结果表明该文算法相比原有算法鲁棒性和精度都大大提高,适合机载重轨干涉SAR的基线估计。 展开更多

关键词 干涉SAR 基线估计 干涉相位 机载重轨SAR干涉测量

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一种机载双天线InSAR基线动态测量方法 被引量：4

16

作者 王海亮 刘忠胜 +1 位作者 向茂生 韦立登 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期2825-2829,共5页

机载双天线InSAR系统两个天线非刚性连接时,为保证高程测量精度和成像质量,必须对干涉基线进行动态精密的测量。该文研究了一种基于单相机和激光测距仪组合的动态基线测量方法,通过分别测量两个天线的中心位置和姿态,得到干涉基线长度... 机载双天线InSAR系统两个天线非刚性连接时,为保证高程测量精度和成像质量,必须对干涉基线进行动态精密的测量。该文研究了一种基于单相机和激光测距仪组合的动态基线测量方法,通过分别测量两个天线的中心位置和姿态,得到干涉基线长度和基线角。论文对该方法进行了原理性研究和地面验证实验,实验通过可精确控制轨迹的运动平台模拟天线运动,实验结果表明该方法在8m摄影距离处位置测量精度优于0.2mm,姿态角精度优于70″,是动态测量干涉基线的有效方法。 展开更多

关键词 干涉合成孔径雷达 基线测量 近景摄影测量 单像空间后方交会

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基于DVB-S信号的外辐射源雷达的模糊函数及分辨特性分析 被引量：9

17

作者 金威 吕晓德 向茂生 《雷达学报（中英文）》 2012年第4期380-386,共7页

DVB-S信号作为星基外辐射源信号,在机载、舰载等远离地面辐射源的接收平台中具有较高的应用价值。该文对DVB-S外辐射源雷达的模糊函数和分辨特性与系统几何结构之间的关系进行了全面系统的分析。文中从DVB-S信号的特点出发,结合其作为... DVB-S信号作为星基外辐射源信号,在机载、舰载等远离地面辐射源的接收平台中具有较高的应用价值。该文对DVB-S外辐射源雷达的模糊函数和分辨特性与系统几何结构之间的关系进行了全面系统的分析。文中从DVB-S信号的特点出发,结合其作为外辐射源信号的无源雷达系统的几何结构,对信号的模糊函数进行了深入的分析,在此基础上,进一步推导了系统的分辨性能与双基地几何位置之间的关系,并提供了其作为外辐射源雷达系统的性能量化结果。理论分析和仿真结果表明DVB-S信号是一种比较理想的可以作为外辐射源的雷达信号。 展开更多

关键词 DVB-S信号 外辐射源雷达 模糊函数 距离分辨率 速度分辨率

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考虑基线抖动的双天线干涉SAR原始回波仿真 被引量：5

18

作者 唐晓青 向茂生 吴一戎 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1856-1861,共6页

该文针对双天线干涉SAR系统基线抖动的特点提出了一种能够精确仿真基线抖动影响的改进二维频域原始回波生成算法。该算法通过Taylor展开近似将基线抖动造成的相位误差分解为随方位向时变和随距离向空变的两个一维函数,从而实现了精确仿... 该文针对双天线干涉SAR系统基线抖动的特点提出了一种能够精确仿真基线抖动影响的改进二维频域原始回波生成算法。该算法通过Taylor展开近似将基线抖动造成的相位误差分解为随方位向时变和随距离向空变的两个一维函数,从而实现了精确仿真。适用范围分析表明该算法能满足实际系统的仿真需求,是一种精确高效的算法,具有较大应用价值。 展开更多

关键词 双天线干涉SAR SAR原始回波仿真 基线抖动 二维频域算法

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等效凹槽滤波器及其在无源相关定位雷达中的应用(英文) 被引量：4

19

作者 李纪传 吕晓德 +1 位作者 向茂生 杨鹏程 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2014年第6期675-685,共11页

归一化最小均方误差(NLMS)算法被广泛应用于无源相干定位(PCL)雷达系统的直达波和多径干扰对消。该文提出NLMS干扰对消器与雷达模糊函数结合可以等效为凹槽滤波器,该滤波器在雷达模糊函数平面中的零多普勒处产生一个凹槽。分析显示凹槽... 归一化最小均方误差(NLMS)算法被广泛应用于无源相干定位(PCL)雷达系统的直达波和多径干扰对消。该文提出NLMS干扰对消器与雷达模糊函数结合可以等效为凹槽滤波器,该滤波器在雷达模糊函数平面中的零多普勒处产生一个凹槽。分析显示凹槽的宽度和深度与NLMS算法的步长密切相关。文章分析了凹槽对PCL雷达目标检测的影响,结果显示宽的凹槽会使PCL雷达系统的目标检测性能恶化。文章进一步提出了非均匀归一化最小均方误差(Non-uniform NLMS,NNLMS)算法,该算法能有效抑制具有多普勒频率的杂波,并且能有效降低雷达模糊函数的底噪。该算法引进了步长矩阵,利用该矩阵可以实现在不同的距离单元产生不同宽度的凹槽,每个距离门的凹槽宽度取决于杂波干扰的能量和多普勒频率。与传统NLMS相比,NNLMS算法可以实现更快的收敛速度,试验结果验证了该算法的有效性及优越性。 展开更多

关键词 归一化最小均方误差(NLMS) 凹槽滤波器 无源相干定位(PCL)雷达 步长矩阵

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基于联合时间维训练样本的非平稳杂波抑制方法 被引量：4

20

作者 赵耀东 吕晓德 向茂生 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1084-1090,共7页

针对机载雷达的杂波距离依赖性导致空时自适应处理(STAP)器性能下降的问题,提出一种基于回波快-慢时间二维训练样本的非平稳杂波抑制方法。利用脉冲雷达回波信号的时域平稳性以及杂波多普勒频率随距离缓变的特点,在STAP时域分段的降维... 针对机载雷达的杂波距离依赖性导致空时自适应处理(STAP)器性能下降的问题,提出一种基于回波快-慢时间二维训练样本的非平稳杂波抑制方法。利用脉冲雷达回波信号的时域平稳性以及杂波多普勒频率随距离缓变的特点,在STAP时域分段的降维处理中,利用慢时间和快时间维的数据样本联合估计协方差矩阵,达到减小距离向杂波非平稳的目的;对所有滤波器输出进行相干叠加,减小降维引起的孔径损失,提高输出信杂噪比。将该方法应用于非正侧视阵机载雷达杂波抑制中,仿真结果表明不仅能显著提高协方差矩阵的估计精度和主瓣杂波抑制性能,而且具有较高的稳健性。 展开更多

关键词 雷达工程 杂波抑制 距离依赖性 时间维 样本选取

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