雷达微弱目标检测的有效方法[1]

机场场面监视雷达目标检测新方法陈建军;孙俊;李申;王涛;凌云;于立;张煜婕;李文娟【摘要】机场场面监视雷达可得到高分辨率实孔径图像,常规的雷达目标检测方法难以检测出其中的目标.本文首先分析了场面监视雷达目标检测中的问题,然后根据场面监视雷达回波信号的特点,提出了一种基于数字图像处理思想的目标检测新方法.给出了算法处理的基本流程和主要模块的具体实现方法.国内机场实测数据的处理结果表明本文算法可靠地检测出目标区域,目标团簇凝聚处理可有效消除孤立虚警点并填充目标区域内部漏警块.本文提出的方法对于场面监视雷达系统的研制有一定借鉴意义.【期刊名称】《数据采集与处理》【年(卷),期】2016(031)003【总页数】7页(P555-561)【关键词】目标检测;场面监视雷达;机场场面监视;高分辨实孔径图像;团簇凝聚【作者】陈建军;孙俊;李申;王涛;凌云;于立;张煜婕;李文娟【作者单位】南京电子技术研究所,南京,210039;中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039;中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039;中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039;中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039;中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室,南京,210039;南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京,210094【正文语种】中文【中图分类】TN957Novel Method for Radar Target Detection of Airport Surface Movement引言当前，全球航空运输业发展迅速，导致机场内飞机起降流量迅速增加。

雷达抗干扰技术的实现方法发布时间：2021-11-08T07:13:10.842Z 来源：《中国电业》2021年第17期作者：马征1 许保卫2 李文学3 [导读] 随着现代电子技术的发展，电磁环境日益复杂，灵巧的干扰样式对雷达的性能构成严重威胁马征1 许保卫2 李文学3西安电子工程研究所陕西西安 710100摘要随着现代电子技术的发展，电磁环境日益复杂，灵巧的干扰样式对雷达的性能构成严重威胁。

雷达抗干扰技术正在成为现代雷达设备领域的一个重要课题。

适应旁瓣相消技术和副瓣匿影技术在现代雷达系统中起着不可或缺的作用，是有效抑制干扰重要技术。

关键词:空域对抗；极化对抗；频率对抗在现代战争情况下，不抗干扰措施的雷达系统再也无法探测、控制敌方目标。

因此，改进和提高抗干扰控制已成为现代雷达系统的优先事项。

当抗干扰技术的有效性也是衡量作战推进系统性能的重要尺度时。

随着集成电路的发展，数字电子技术在雷达系统中的广泛应用，以及新型干扰方法、技术手段和技术系统的出现，雷达抗干扰技术得到了发展。

一、雷达的抗干扰对抗技术1.空域对抗技术。

雷达空域对抗是指尽量减少雷达被另一方探测到并干扰空间的可能性。

也可以说，雷达波束是低扰动空域的对抗方法。

根据相关研究，雷达空域的对抗由天线波束参数决定。

天线束的主波束越窄，旁瓣越低，雷达空域就越坚固。

雷达天线分为主和旁瓣。

主瓣比较窄，但旁瓣比较宽。

如果雷达天线受到严重干扰，接收到的对主瓣的干扰将对雷达产生不利影响，在目标检查时会影响天线的主瓣。

因此，雷达天线旁瓣必须具有良好的抗干扰能力。

事实上，较低的旁瓣可以避免干扰，但理论上可以减少雷达天线旁瓣降低，但实际上很难做到这一点。

如果我们设计低旁瓣天线，会有很多外部干扰，使得低旁瓣天线的设计变得困难。

因此，我们通常采用另一种方法，即消隐和对消技术旁瓣，以消除对旁瓣的干扰。

这些技术使用独立的通道。

此外，不同雷达天线的接收通道也不同。

主天线是主接收信道，次天线自然是次接收信道。

第 22 卷 第 2 期2024 年 2 月太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information TechnologyVol.22，No.2Feb.，2024基于DB-YOLO的双基地雷达弱运动目标检测方法陆源，宋杰，熊伟，陈小龙(海军航空大学信息融合研究所，山东烟台264001)摘要：非合作双基地雷达因其特殊的探测方式，致使回波中目标信噪比较低，特别是海上运动目标，在雷达扫描周期的帧与帧之间探测并不稳定，会对后续目标跟踪造成较大困难。

本文首先采用低门限恒虚警率(CFAR)检测器将雷达距离-多普勒维和距离-方位维的检测结果匹配，得到相应掩码图，筛选出潜在的运动目标；然后提出一种融合多维特征信息的双主干YOLO(DB-YOLO)，该网络采用双主干结构，同时提取动目标掩码图和其映射下相同尺度P显图的特征，并采用深度可分离卷积模块降低网络的模型参数。

将该模型与Faster RCNN、YOLOv5及其常见变种YOLOv5-ConvNeXt进行对比，实验表明，DB-YOLO有效提高了目标检测性能并保证了推理速度，为非合作双基地雷达的目标跟踪奠定了基础。

关键词：非合作双基地雷达；目标检测；双主干YOLO；特征融合中图分类号：TN914.42 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2023170Bistatic radar weak moving target detection method based on DB-YOLOLU Yuan，SONG Jie，XIONG Wei，CHEN Xiaolong(Research Institute of Information Fusion，Naval Aviation University，Yantai Shandong 264001，China) AbstractAbstract：：Non-cooperative bistatic radar has a low signal-to-noise ratio in the echo due to its special detection method. In particular, the detection between frames in the radar scanning cycle formaritime moving targets is not stable, which will bring great difficulties for subsequent target tracking.The low threshold Constant False Alarm Rate(CFAR) detector is employed to match the detection resultsof radar range-Doppler dimension and range-azimuth dimension to obtain the corresponding mask map,and the potential moving targets are found. Then, a Double Backbone-YOLO(DB-YOLO) that fusesmulti-dimensional feature information is proposed. The network adopts a dual-trunk structure, extractsthe features of the moving target mask map and the same-scale P-display map under its mapping, anduses a deep separable convolution module to reduce the model parameters of the network. Finally, thecomparison experiments with Faster RCNN, YOLOv5 and its common variant YOLOv5-ConvNeXt showthat DB-YOLO effectively improves the target detection performance and ensures the inference speed,which lays a foundation for target tracking of noncooperative bistatic radar.KeywordsKeywords：：non-cooperative bistatic radar；target detection；DB-YOLO；feature fusion 随着现代战场的电磁环境日益复杂，传统的有源雷达由于其主动发射电磁波，容易被敌方发现，人们开始研究新体制雷达，即非合作双基地雷达。

基于 Radon-分数阶傅里叶变换的雷达动目标检测方法陈小龙;刘宁波;王国庆;关键【摘要】长时间相参积累技术是提高雷达对微弱运动目标探测能力的重要手段之一，本文在分析动目标回波信号距离和多普勒徙动的基础上，提出基于Radon-分数阶傅里叶变换（RFRFT ）的长时间相参积累方法。

该方法根据预先设定的运动参数搜索范围，提取位于距离-慢时间二维平面中的目标观测值，然后在FRFT域进行匹配和积累，并通过构建的RFRFT域检测单元图实现对非匀速运动目标的检测。

该方法能够同时补偿距离和多普勒徙动，有效抑制背景杂波和噪声，提高积累增益。

仿真结果表明本文方法具有在强杂波中检测微弱动目标的能力。

%Long-time coherent integration technique is one of the most important methods for the improvement of radar de-tection ability of weak movingtarget .Based on the analysis of range and Doppler migrations of a moving target ,a long-time coher-ent integration method via Radon-fractional Fourier transform (RFRFT) is proposed .The target’s observati on values in the range-slow time plane are firstly extracted according to the searching area of the preset motion parameters .Then the observation values are matched and accumulated by FRFT and a nonuniformly moving target can be declared by the detection map in the RFRFT domain . The proposed method can compensate the across range unit and Doppler frequency migration effects simultaneously .In addition ,the background clutter and noise can be well suppressed ,which increases the integrationgain .Simulation results show that the proposed method has the ability of detecting weak moving target under strong clutter environment .【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】7页(P1074-1080)【关键词】动目标检测;距离徙动;多普勒徙动;长时间相参积累;Radon-分数阶傅里叶变换 (RFRFT )【作者】陈小龙;刘宁波;王国庆;关键【作者单位】海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台264001;海军航空工程学院信息融合研究所，山东烟台，264001;海军航空工程学院信息融合研究所，山东烟台，264001;海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TN959.1+71 引言稳健和有效的雷达动目标检测始终是雷达信号处理领域的难题[1].目标探测的复杂性不仅来自于目标本身，而且受到电磁环境和杂波背景的影响，具有低可观测特性的运动目标种类很多[2]：小尺寸目标、隐身目标、远距离目标以及高速高机动目标等.其共同点是，目标距离和多普勒分辨单元中的信杂(噪)比(Signal-to-Clutter/Noise Ratio,SCR/SNR)都很低，难以对抗杂波及电子干扰等，降低了雷达的检测性能.通常可延长信号积累时间以增加目标能量，进一步提高信号的SCR/SNR[3].根据是否利用信号的相位信息，可将脉冲积累分为非相参和相参积累.前者包括包络补偿法、动态规划法、最大似然法和Hough变换(HT)法[4]等，易于工程实现，但积累增益差，不适于复杂环境下动目标的检测.相参积累技术利用目标运动产生的多普勒信息，可获得更高的积累增益，目前该技术主要存在以下两个难题：一方面由于雷达距离分辨力的不断提高和目标的运动，回波包络在不同脉冲周期之间走动，产生距离徙动(Across Range Walk,ARU)[5]，使目标能量在距离向分散；另一方面目标的匀加速运动、高阶运动以及转动等使回波信号具有时变特性并表现为高阶相位形式，导致多普勒频率跨越(Doppler Frequency Migration,DFM)多个单元[6]，降低了相参积累增益.针对距离徙动补偿，经典的包络相关法在低SCR/SNR情况下由于相邻回波相关性较差而无法获得较好的包络对齐效果[7]；Keystone变换(KT)[8]能够补偿距离走动，广义二阶KT也能够进行距离弯曲校正，但在多普勒模糊的情况下补偿性能严重下降；Radon-傅里叶变换法[5](Radon-Fourier Transform,RFT)解决了距离徙动与相位调制耦合的问题，很好地将MTD、HT和Radon变换统一起来，但仅适于匀速运动目标，且算法复杂度较高.针对多普勒徙动补偿，现有的方法包括De-chirp法、Chirp-傅里叶变换法[9]、多项式相位法和分数阶傅里叶变换法(FRactional Fourier Transform,FRFT)[10]等，但补偿性能均受信号长度的限制.目前，如何在复杂背景下有效地同步完成距离和多普勒徙动补偿成为长时间相参积累的关键问题.本文借鉴文献[5]的思想，结合RFT与FRFT的优势，提出一种新的雷达动目标检测方法，该方法利用动目标回波的幅度和相位信息，采用Radon-分数阶傅里叶变换(Radon-FRFT,RFRFT)同时补偿长时间积累过程中的距离和多普勒徙动，有效抑制背景杂波和噪声，提高积累增益，从而可进一步提升雷达对微弱动目标检测能力，仿真结果验证了该方法的有效性.2 动目标长时间积累回波信号模型2.1 单频信号回波模型设雷达发射恒定单频信号为st(t)=Aexp[j(2πfct+φ0)],0≤t≤T(1)其中，t为脉内快时间，A为幅度，fc为雷达载频，φ0为初始相位.则回波信号为sr(t)=Arexp[j(2πfc(t-τ)+φ0+φr)](2)其中，τ为发射和接收的时延，φr为速度和加速度引起的相移.以雷达为坐标原点建立直角坐标系，当目标朝向雷达做径向匀加速运动时，则径向距离可表示为(3)其中，tm为脉间慢时间，tm=mTr，Tr为脉冲重复周期，Tn为积累时间，r0为初始距离，v0和as分别为目标的初速度和径向加速度.回波延迟τ=2rs(tm)/c，c代表光速，重新整理式(2)得到(4)λ=c/fc为雷达发射波长.根据瞬时频率的定义(5)其中，f0=2v0/λ为多普勒中心频率(Hz)，μs=2as/λ为加速度引起的调频率(Hz/s).可见回波的频率与时间呈线性关系，可以看成(Linear Frequency Modulation,LFM)信号，经过混频处理并仅考虑目标速度v0和加速度as的影响，则(6)2.2 LFM信号回波模型为了获得高分辨率和降低有效带宽，假设相参体制雷达发射LFM信号(7)式中，为脉宽，k=B/Tp为调频率，B为带宽.则t时刻接收并经过放大和限幅处理后得到的雷达回波信号表示为(8)式中，σr为目标的散射截面积.回波信号经解调后的基带信号输出形式为(9)式中，‘*’表示复共轭运算.上式经过脉冲压缩运算后，改写为sPC(t,tm)=Arsinc[B(t-τ)]exp(-j2πfcτ)(10)由上式可知，由于目标的运动，目标的峰值位置会随慢时间变化而偏移，产生距离徙动和距离弯曲，并且随雷达的距离分辨率和目标运动加速度的增大而显著增加.根据Weierstrass近似原理，运动目标的回波信号可由足够阶次的多项式相位信号近似表示[2]，而运动状态比较复杂的目标在有限的观测时间范围内，常可用LFM 信号作为其一阶近似，其多普勒频移为(11)因此，匀加速运动或高阶运动目标回波可近似为LFM信号，远距离动目标或高速目标，在长时间积累时，其回波多普勒仍会随时间变化，具有时变特性，仍可表示为LFM信号.由此，机动目标回波包络中的时延与复指数函数的多普勒相位调制，产生距离和多普勒徙动.3 Radon-分数阶傅里叶变换原理及特性式(10)中的距离走动如图1中的点斜线所示，该斜线由目标初速度和起始距离决定，可在斜线上通过傅里叶变换将目标能量相参积累起来，得到式的RFT表达式[5](12)由式(12)可知，MTD是RFT的一种特例，RFT所需脉冲数不受距离单元的限制，可大大延长相参积累时间.然而，在实际应用中，目标的加速、减速或高阶运动使距离发生弯曲，限制沿直线搜索的RFT有效积累时间TRFT；同时，由于多普勒的展宽，导致目标回波失配于RFT的搜索参数，积累增益下降.由动目标雷达回波模型可知，多普勒徙动的原因实际上是在慢时间上增加了一个二次相位，因此需要对RFT的积累结果进行二次相位补偿，然后通过某种方法实现LFM信号能量的积累.作为傅里叶变换的广义形式，FRFT通过旋转时频平面，在最佳变化域积累非平稳信号能量.但是，FRFT的积累时间TFRFT同样受到距离单元的限制.基于上述考虑，提出一种新的动目标长时间相参积累方法.假设f(t,rs)∈C是定义在(t,rs)平面的二维复函数，由目标初始距离、速度和加速度确定的参数化曲线rs=r0+vt+at2/2，用于搜索此平面内的任意一条曲线，代表匀加速或高阶运动，则连续RFRFT定义为Gr(α,u)=Fα[x(t,r)](u)=x(t,r0-vt-at2/2)Kα(u,t)dt(13)式中，α=pπ/2为旋转角度，p为变换阶数，Kα(u,t)为核函数(14)式中，的变换阶数p由量纲归一化处理后的搜索加速度确定[11].由式(13)可知，RFRFT为线性变换，不存在交叉项的影响.由图1可知：(1)RFRFT 结合了RFT和FRFT的优点，在获得长积累时间的同时，适合处理非平稳和时变信号；(2)RFRFT的核函数能够补偿由目标高阶运动导致的回波脉间的相位起伏和变化；(3)RFRFT可看作是一种广义的多普勒滤波器组，不同滤波器组由变换阶数确定.4 基于RFRFT的雷达动目标检测方法4.1 相参积累时间影响因素目标发生距离和多普勒徙动会明显制约雷达对动目标回波的有效积累时间.由文献[5]可知，相参积累时间与最小相参积累增益、加速度和天线波束驻留时间有关.RFT的推导是以目标做匀速运动为假设前提的，因此，RFT算法要求在相参积累时间内，由目标可能的最大加速度amax引起的多普勒扩散量不大于多普勒分辨单元，同时距离弯曲不大于距离分辨单元.(15)由上式得到(16)其中，Ta,Doppler一般小于Ta,curvature.RFRFT相比于RFT的相参积累时间大大增加，仅受最小相参积累增益所需时间TSNRreq和天线波束驻留时间Tdwell的限制.设脉间相参积累时间Tn和相参积累脉冲数Np的关系为Tn=NpTr，Tn∈[TSNRreq,Tdwell]，其中，TSNRreq=10G/10Tr，G定义为相参积累改善增益[5].当雷达天线为机械扫描时，(17)式中，θα,0.5为半功率天线方位波束宽度(°)，Ωα为天线方位扫描速度(°)/s，β为目标仰角(°).当雷达天线扫描方式为相扫，波束指向可任意控制，此时Tdwell仅由预置值决定，而与波束宽度无关.4.2 算法流程图2给出了基于RFRFT的动目标长时间相参积累方法流程图，共分如下四个步骤：步骤1 雷达回波距离向解调、脉压，完成脉内积累.在相参雷达接收端，将雷达回波数据进行距离向和方位向采样，对距离向的雷达回波数据进行解调和脉压处理，得到sPC(t,tm).存储处理后的距离-时间(方位)二维数据矩阵SN×M=sPC(i,j)，i=1,2,…,N，j=1,2,…,M，N为脉冲数，M为距离单元数. 步骤2 长时间脉间相参积累参数初始化根据雷达系统参数和波束驻留时间，确定脉间相参积累时间Tn、积累脉冲数Np、距离搜索范围[r1,r2]和间隔Δr，根据待检测目标的类型和运动状态，确定预期补偿的初速度搜索范围[-vmax,vmax]和间隔Δv，加速度搜索范围[-amax,amax]和间隔Δa，其中，Tn按照4.1节所给方法确定.距离搜索范围[r1,r2]需覆盖目标探测区域，搜索间隔与雷达距离分辨单元相同.步骤3 采用RFRFT补偿距离和多普勒徙动，完成长时间脉间相参积累根据搜索距离、搜索初速度和搜索加速度确定待搜索的目标运动点迹(18)式中，tm=nTr,n=1,2,...,Np，ri∈[r1,r2]，i=1,2,…,Nr，vj∈[-vmax,vmax]，j=1,2,…,Nv，ak∈[-amax,amax]，k=1,2,…,Na.在距离-慢时间(方位)二维数据矩阵SN×M中抽取长时间相参积累所需的数据矢量对数据矢量X1×Np按照式(13)的定义进行RFRFT运算，同时补偿距离徙动和多普勒徙动，实现对运动目标能量的长时间相参积累.运动目标的加速度和初速度(ak,vj)分别对应RFRFT域中的坐标(pk,uj).步骤4 遍历所有搜索参数，构建距离-RFRFT域检测单元图，判决目标的有无遍历所有参数的搜索范围，重复步骤3，得到不同搜索距离ri条件下，二维参数平面(p,u)的幅值最大值，并记录对应的坐标(19)进而形成Nr×Nr维距离-RFRFT域检测单元图G[ri,(pi0,ui0)]，i=1,2,…,Nr，幅值为|Gri(pi0,ui0)|.将G[ri,(pi0,ui0)]的幅值作为检测统计量，并与给定虚警概率下的自适应门限比较(20)式中，η为检测门限.5 实验结果与分析分别设置两种观测环境：(1)仿真的对空雷达探测空中低可观测飞行目标；(2)采用某S波段雷达实测数据检测海面远距离运动货船，同时，将所提方法与MTD、FRFT以及RFT长时间相参积累检测方法相比较.所用雷达均假设为带有相控阵天线的试验雷达或者天线工作在驻留模式，保证较长的观测时间.5.1 仿真数据分析雷达和目标的仿真参数设置如表1所示，由于目标距离远，导致脉压后的信噪比较低，分别为-5dB和-8dB.图3给出了噪声背景下空中机动目标雷达回波信号分布图，在84km处出现两个目标，由于噪声功率水平高于目标信号能量，导致目标的运动轨迹模糊.根据表1的目标运动参数，得到曲线标记的目标真实运动轨迹，目标1和2分别跨越48和80个距离单元，而加速度导致距离弯曲.图3(b)进一步给出了积累时间Tn=0.512s的距离-多普勒能量分布图，可以看出，通过短时间的相参积累，目标能量有所提高，能够在噪声背景中发现目标，但此时目标能量仍扩散在多个距离和多普勒单元，产生ARU和DFM效应.同时，由于目标2具有高机动特性，加重了DFM效应.表1 空中飞行目标仿真参数雷达数值目标1数值目标2数值发射频率(GHz)3.0v1(m/s)200v(m/s)200波长(m)0.1a1(m/s2)10a2(m/s2)50脉冲重复周期(ms)1r0(km)84r0(km)84带宽(MHz)3.75SNR1(dB)-5SNR2(dB)-8图4比较了本文算法与MTD对目标能量的积累能力.由图4(a)可以看出，由于积累时间有限，使得积累增益得不到明显改善，说明基于一个距离单元内不同脉冲回波多普勒滤波器组的MTD方法无法完全匹配脉冲的二次相位项，目标2能量受噪声干扰严重.图4(b)为RFRFT算法处理结果，在距离84km处的RFRFT域形成明显峰值，并未发生多普勒扩散，而峰值位置体现两个目标不同的初始速度值.通过对比，可以看出所提方法能够有效提高雷达对远程高速、微弱目标的探测能力，同时，由于积累脉冲数量的增加，使雷达的多普勒分辨率大大提高，目标运动参数的估计精度也随之提高.5.2 实测数据分析S波段雷达数据采集时的风向风速为东南风3～4级，海况等级约为3级，数据和环境说明如表2所示.图5给出了雷达回波的距离-多普勒分布图，可以发现在74nmile处存在微弱运动目标，尽管目标本身体积较大，但由于距离较远，动目标回波被海杂波和噪声所遮蔽，目标在距离和多普勒维能量分布不集中，说明目标做非匀速运动，产生了距离和多普勒走动.表2 S波段雷达海杂波数据说明观测范围(nmile)掠射角(°)采样距离分辨率(m)采样频率(Hz)观测方向显著波高(m)目标65-76<15600顺风向1.2货船图6(a)是MTD方法的目标检测结果，在频域中目标频谱展宽，与杂波峰值相近.将回波信号转换至FRFT域，峰值集中在p=1.03附近，对应调频率为200Hz/s.通过搜索最佳旋转角度，得到目标在最佳FRFT域的幅值图，如图6(b)所示.虽然结果优于MTD，但由于杂波中混有频谱均匀分布的噪声，并且目标加速度较小，旋转角度也较小，检测结果中的虚警仍然很高.采用RFT方法对动目标信号进行ARU补偿，通过预先设置的搜索参数，得到r0=74.14nmile处目标峰值最大.比较图6(b)和图6(c)，可以发现，尽管积累时间大大延长，但RFT的积累增益改善并不明显，这是因为多普勒谱的展宽随时间的延长而越发明显，导致目标能量分散到不同的多普勒单元中.因此，当目标做非匀速运动时，RFT算法性能下降.通过搜索不同距离单元的变换域峰值，构建距离-RFRFT域检测单元图，发现r0=74.2nmile处峰值最大.由图6(d)可知，RFRFT将走动的目标包络和频谱相参地积累到以其加速度和速度为参数的一个峰值点上，同时在最佳变换域海杂波和噪声得以很好地抑制，大大提高了系统的检测性能.5.3 检测性能分析在噪声背景下进行Monte Carlo仿真分析与验证，得到图7所示的目标发现概率与SCR的关系曲线.可以看出：(1)MTD和FRFT检测方法的积累脉冲数有限，当SNR低于-10dB时，检测概率急剧下降，信号幅值被噪声淹没，而RFT和RFRFT 在-10dB也能达到较好的检测性能；(2)达到相同的检测概率(Pd=0.8)，RFRFT相对于RFT算法，对SNR的需求降低3dB左右；(3)随着SNR的提高，RFT算法的检测性能却增加缓慢，尤其是与FRFT算法的检测性能曲线存在交叉，这是因为RFT未补偿多普勒徙动，SNR增加的同时，多普勒谱展宽越明显，导致目标能量发散，从而进一步验证了图6(b)和图6(c)的结果.6 结论本文在动目标信号模型的基础上，结合RFT和FRFT提出RFRFT长时间积累检测方法，能够同时补偿距离和多普勒徙动，使相参积累时间不受距离走动、距离弯曲和多普勒分辨率的限制，提高了积累增益，仿真和实测数据表明RFRFT实质上是一种带有变换阶数的广义多普勒滤波器组，相比RFT方法，能够更好地抑制背景杂波和噪声，并能显著提高雷达对非匀速机动目标的积累检测性能.参考文献【相关文献】[1]Mengdao Xing,Junhai Su,et al.New parameter estimation and detection algorithm for high speed small target[J].IEEE Transactions on Aerospace and ElectronicSystems,2011,47(1):214-224.[2]陈小龙,关键,等.分数阶Fourier变换在动目标检测和识别中的应用：回顾和展望[J].信号处理,2013,29(1):85-97.Chen Xiaolong,Guan Jian,et al.Application of fractional Fourier transform in moving target detection and recognition:development and prospect[J].Journal of Signal Processing,2013,29(1):85-97.(in Chinese)[3]吴孙勇,廖桂生,等.提高雷达机动目标检测性能的二维频率域匹配方法[J].电子学报,2012,40(12):2415-2420.Wu Sunyong,Liao Guisheng,et al.A new method for radar maneuvering target detectionbased on matched filtering in two-dimensional frequency domain[J].Acta Electronica Sinica,2012,40(12):2415-2420.(in Chinese)[4]B D Carlson,E D Evans,et al.Search radar detection and track with the Hough transform Part I:System concept[J].IEEE Transactions on Aerospace and ElectronicSystems,1994,30(1):102-108.[5]Jia Xu,Ji Yu,et al.Radon-Fourier transform for radar target detection,I:generalized Doppler filter bank[J].IEEE Transactions on Aerospace and ElectronicSystems,2011,47(2):1186-1202.[6]R Tao,N Zhang,et al.Analysing and compensating the effects of range and Doppler frequency migrations in linear frequency modulation pulse compression radar[J].IET Radar,Sonar and Navigation,2011,5(1):12-22.[7]王俊,张守宏.微弱目标积累检测的包络移动补偿方法[J].电子学报,2000,28(12):56-59.Wang Jun,Zhang Shouhong.Study on the motion compensation of range migration for weak moving target detection[J].Acta Electronica Sinica,2000,28(12):56-59.(in Chinese) [8]周峰,李亚超,等.一种单通道SAR地面运动目标成像和运动参数估计方法[J].电子学报,2007,35(3):543-548.Zhou Feng,Li Yachao,et al.An effective approach to ground moving target imaging and motion parameter estimation for single channel SAR system[J].Acta Electronica Sinica,2007,35(3):543-548.(in Chinese)[9]Xiang-gen Xia.Discrete chirp-Fourier transform and its application to chirp rate estimation[J].IEEE Transactions on Signal Processing,2000,48(11):3122-3133.[10]Xiaolong Chen,Jian Guan,et al.Detection of low observable moving target in sea clutter via fractal characteristics in FRFT domain[J].IET Radar,Sonar andNavigation,2013,7(6):635-651.[11]Xiaolong Chen,Jian Guan,et al.Detection and extraction of target with micromotion in spiky sea clutter via short-time fractional Fourier transform[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2014,52(2):1002-1018.。

第1篇一、引言雷达技术作为现代军事、气象、航空航天等领域的重要手段，具有广泛的应用价值。

随着雷达技术的不断发展，雷达数据的处理和分析也日益成为关键环节。

本报告将对雷达数据分析的基本原理、常用方法以及应用领域进行探讨，旨在为雷达数据分析提供参考。

二、雷达数据分析基本原理1. 雷达数据概述雷达数据主要包括脉冲回波数据、连续波数据、多普勒数据等。

脉冲回波数据是通过雷达发射脉冲信号，接收目标反射回来的信号，从而获取目标的位置、速度等信息。

连续波数据则是通过雷达发射连续的电磁波，接收目标反射回来的信号，从而获取目标的速度、距离等信息。

多普勒数据则是通过分析目标反射回来的信号频率的变化，获取目标的速度信息。

2. 雷达数据分析原理雷达数据分析主要包括信号处理、目标检测、目标跟踪、目标识别等步骤。

（1）信号处理：对原始雷达数据进行预处理，包括滤波、压缩、去噪等，提高数据的信噪比，为后续分析提供高质量的数据。

（2）目标检测：通过检测雷达数据中的目标回波，确定目标的存在，并估计目标的位置。

（3）目标跟踪：对检测到的目标进行持续跟踪，估计目标的位置、速度等参数，提高跟踪精度。

（4）目标识别：根据目标的位置、速度等参数，对目标进行分类和识别，如飞机、舰船、地面车辆等。

三、雷达数据分析常用方法1. 信号处理方法（1）滤波：通过滤波器对原始雷达数据进行处理，去除噪声和干扰，提高数据的信噪比。

（2）压缩：通过压缩算法对雷达数据进行压缩，减少数据存储空间，提高处理速度。

（3）去噪：通过去噪算法去除雷达数据中的噪声和干扰，提高数据分析的准确性。

2. 目标检测方法（1）阈值法：根据雷达数据中目标回波强度，设定阈值，检测目标。

（2）概率密度函数法：根据雷达数据中目标回波的概率密度函数，检测目标。

（3）基于深度学习的方法：利用深度学习技术，对雷达数据进行特征提取和目标检测。

3. 目标跟踪方法（1）卡尔曼滤波：通过卡尔曼滤波算法，对目标的位置、速度等参数进行估计。

雷达低可观测目标探测技术简析摘要:低可观测目标具有隐蔽性好、目标识别困难等特点，雷达对其探测难度大，但并不意味着其不能探测。

雷达低可观测目标探测技术包括雷达极化匹配、雷达波束跟踪和信号处理三个部分。

本文在分析低可观测目标电磁特性的基础上，介绍了常见的雷达极化匹配和波束跟踪技术，分析了基于信号处理的目标识别技术，并对低可观测目标探测的未来发展进行了展望。

关键词:雷达低可观测；目标探测；技术简析随着雷达技术的发展，常规雷达已经难以有效应对低可观测目标的威胁。

研究表明，低可观测目标的雷达回波功率密度与常规目标相比至少是其数倍到数十倍。

这些低可观测目标包括各种类型的无人机、飞艇、飞机、无人潜航器等，其通常采用伪装手段，并采用隐身设计。

此外，还有一些低可观测目标利用地形地物等进行伪装。

低可观测目标的这些特性使得传统雷达难以有效探测。

对于低可观目标的探测，一直以来都是雷达研究领域的热点和难点问题，国内外均开展了大量的研究工作。

近年来，随着光电技术和电子学技术的发展，传统雷达对低可观目标探测技术已取得了长足进步。

但由于低可观测目标具有较好的电磁隐身能力、隐蔽性强等特点，传统雷达在应对低可观测目标时存在探测难度大、无法有效识别等问题，因此在现有基础上，需要寻求新的方法来解决这些问题。

1.低可观测目标电磁特性雷达对低可观测目标的探测主要包括对其发射信号和接收信号的分析。

传统雷达发射信号为单载波，其信号形式为连续波，且功率较大，发射信号的带宽较宽。

而低可观测目标由于其尺寸较小，且在设计时采用了各种手段来降低雷达的探测距离，其发射信号频率很低，通常在数百MHz以下，发射功率小，带宽窄。

这使得雷达难以在很宽的频率范围内对目标进行探测。

同时，由于低可观测目标的雷达散射截面（RCS）与目标尺寸成正比，目标尺寸越小，散射截面越大。

因此，在较低的带宽内想要对目标进行探测时，需采用其他的探测方法。

此外，低可观测目标具有较强的散射性，可以对雷达信号进行散射衰减处理。

基于稀疏Radon变换的窄带雷达信号单目标检测方法杜子亮（海军装备部，西安 710068）摘 要：本文提出了应用于窄带雷达信号的单目标检测方法：基于稀疏Radon变换的方法，该方法适用于低信噪比的情况，需将目标能量校正到一个距离单元后对方位向调频率进行搜索。

在原有雷达单目标的检测方法基础上，适当地进行相位补偿，并使得目标回波相干化，最终提出了两种应用于窄带雷达单目标的检测方法，利用了稀疏Radon变换，验证了目标检测方法的有效性，并在此基础上，实现了对目标的运动参数的准确估计。

关键词：稀疏Radon变换；窄带；单目标中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1674-7976-(2020)-06-460-06Single Target Detection Method Based on Sparse Radon Transform of Narrow-Band Radar SignalDU ZiliangAbstract:This paper proposes a single target detection method applied to narrow-band radar signals: a method based on sparse Radon transform. This method is suitable for low signal-to-noise ratio conditions. The target energy needs to be corrected to arange unit and then the direction modulation frequency is adjusted. On the basis of the original radar single target detection method,proper phase compensation is carried out and the target echo is made coherent. Finally, two detection methods applied to narrowbandradar single target are proposed. The sparse Radon transform is used to verify the target detection. The method is effective, and onthis basis, the accurate estimation of the target's motion parameters is achieved.Key words: Sparse Radon Transform; Narrow Band; Single Target0 引言雷达的成像性能与目标识别能力主要取决于其目标检测性能，对于高速、超高速目标的检测，须对其进行长时间的目标信号相干积累，由于长时间的相干积累所引入的高速目标越距离单元走动将会严重影响高速目标的能量积累检测，以至于严重影响目标检测效率。

SAR 微动目标检测及其参数估计方法摘要SAR（Synthetic Aperture Radar）微动目标检测及其参数估计方法是近年来研究的热点和难点。

本文着重探讨SAR 微动目标检测的基本原理、常见算法及其参数估计方法，并结合实例具体说明。

通过对SAR 微动目标检测技术和参数估计方法的研究，可以提高SAR 图像处理的效率和精度，用于实现对目标的有效识别和跟踪。

关键词：SAR；微动目标检测；参数估计方法。

引言随着测量技术的不断更新，SAR 已经成为广泛使用的雷达成像技术。

与传统雷达不同的是，SAR 可以通过虚拟的大天线来达到大致等效于真实天线面积的效果。

它可以通过高频率的电磁波来穿透封闭材料并在不同的介质之间辨别出细微的差异。

SAR 因其高精度、高解析度、能够在恶劣环境下工作等优点而广泛应用于国防航天、海洋资源开发、环境监测、文物保护等领域。

但是，SAR 在实际应用过程中会受到微动目标的影响，这样会导致SAR 图像中目标的辨认和识别变得更加困难。

微动目标是指在微动平台上的物体或者地面上的物体表面因为风成波浪或人工干扰等因素而引起略微的振动。

在SAR 图像中，微动目标的光学混叠效应会导致图像的分辨率降低，同时还会出现明显的光学畸变。

微动目标的检测和参数估计在SAR 图像处理中具有重要的意义。

本文首先简要介绍SAR 微动目标检测的基本原理，然后对常见的SAR 微动目标检测算法进行详细的阐述，并且对目标参数的估计方法进行了探究。

最后，通过实例的介绍，具体说明了SAR 微动目标检测及其参数估计方法的具体实现方法。

SAR 微动目标检测的基本原理SAR 微动目标检测的基本原理是通过检测SAR 图像中的目标的微弱振动来实现。

首先需要了解SAR 图像微动目标检测的相关术语和概念。

在SAR 图像中，有关微动目标的术语包括：1.振动幅度（Vibration amplitude）指的是SAR 图像中物体在空间中相对位置的微小偏移，通常用坐标轴方向的偏移来表示。

一种相参Radon变换的高速微弱目标检测方法刘俊豪;陈潜;陆满君【摘要】针对高速微弱目标回波信号,进行长时间相参积累时出现的跨距离单元走动问题,文章采用基于图像旋转的方法实现相参Radon变换,并提出将信号空间变换到极距-多普勒域进行峰值检测.通过理论分析和数值仿真结果表明,该方法具有较高的积累增益和检测性能,能有效地避免多普勒模糊的影响.【期刊名称】《制导与引信》【年(卷),期】2014(035)001【总页数】5页(P36-40)【关键词】高速目标;距离走动;相参变换;目标检测【作者】刘俊豪;陈潜;陆满君【作者单位】上海无线电设备研究所,上海200090;上海无线电设备研究所,上海200090;上海无线电设备研究所,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TN957隐身技术和高性能武器装备的发展,对传统雷达构成严重的威胁,而长时间相参积累技术能有效的对隐身等微弱目标进行检测［1-3］。

但在雷达信号长时间相参积累处理中,目标高速运动引起的跨距离走动严重影响目标能量的积累和检测［2,3］。

目前,对跨距离单元走动的补偿主要有距离门拉伸［4］、时域或频域插值移位补偿［5］、Keystone变换等［6］。

距离门拉伸法对距离分辨率要求不高,且在处理过程中将不同距离门的噪声“拉”了进来,造成信噪比恶化；插值移位类方法是基于搜索的方法,运算量大,且有插值损失；Keystone变换方法需要对多普勒模糊数进行专门补偿,难以实现对不同模糊数目标的同时相参积累。

Radon变换是一种非相参积累的方法,在“检测前跟踪（TBD）”技术中实现对微弱目标的检测［7］,但其存在SNR阈值现象,对低SNR积累效率不高。

最新的研究成果中,文献［2］提出的Radon-Fourier变换算法是基于时域移位和寻址运算的方法,需要对起始距离和速度进行联合搜索；文献［8］提出的构造耦合项相位因子方法同样是基于速度搜索的策略,同时需要对速度模糊数进行搜索；文献［9］提出相参Radon变换对微弱目标的检测,其在极距-角度域进行检测,且没有详细的分析过程。