检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2024年第11期45卷 2133-2142页

作者：孙大军卢明洋梅继丹王少伯焦宏浩哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对传统目标运动分析算法受静止单平台可观测性限制的问题,本文提出了一种基于广义Radon变换的水下运动平台目标参数估计方法。在观测平台自身的运动参数已知的假设下,推导了目标方位与各运动参数的数学关系,在此基础上通过对平台声呐... 详细信息

针对传统目标运动分析算法受静止单平台可观测性限制的问题,本文提出了一种基于广义Radon变换的水下运动平台目标参数估计方法。在观测平台自身的运动参数已知的假设下,推导了目标方位与各运动参数的数学关系,在此基础上通过对平台声呐测得的目标时间方位历程进行广义Radon变换,依次得到目标的航向角、速度以及目标相对于探测平台的初距,最终实现目标运动轨迹的解算。利用矢量阵的仿真数据对方法的可行性进行了分析验证,结果表明:作为一种批处理类方法,该方法无需进行迭代运算,易于实现,在较低信噪比条件下仍具有很好的估计精度和鲁棒性。

关键词：目标参数估计广义Radon变换时间方位历程水下运动平台目标轨迹估计匀速直航加速度矢量阵

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基于滤波器网格失配的分布式相参雷达目标参数估计方法

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系统工程与电子技术 2019年第11期41卷 2460-2470页

作者：陈金铭王彤吴建新刘晓瑜西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室

针对分布式相参雷达(distributed coherent aperture radar,DCAR)精确的目标参数估计问题,首先建立了以多普勒分复用(Doppler division multiple access,DDMA)波形作为发射波形、存在滤波器网格失配的DCAR信号模型,接着分析并验证了滤... 详细信息

针对分布式相参雷达(distributed coherent aperture radar,DCAR)精确的目标参数估计问题,首先建立了以多普勒分复用(Doppler division multiple access,DDMA)波形作为发射波形、存在滤波器网格失配的DCAR信号模型,接着分析并验证了滤波器网格失配严重影响目标参数估计进而降低DCAR信号相参合成性能,最后提出了联合全局-局域搜索和基于稀疏傅里叶变换(sparse Fourier transform,SFT)的两种DCAR目标参数估计方法来降低滤波器网格失配,联合全局-局域搜索的方法通过对滤波器局域加密的方式降低网格失配。为了降低运算量,利用目标信号频率相对于整体频域是稀疏的特性,采用基于SFT搜索的方法通过梯度下降的方式避免滤波器的遍历搜索。仿真实验验证了所提方法的有效性。

关键词：分布式相参雷达目标参数估计网格失配离散傅里叶变换稀疏傅里叶变换

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基于无网格压缩感知的雷达通信一体化系统目标参数估计方法研究

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信号处理 2022年第11期38卷 2276-2286页

作者：刘飞峰刘鸿杰缪颖杰李浩胡程北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所北京100081 卫星导航电子信息技术教育部重点实验室(北京理工大学) 北京100081

本文基于一种基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的雷达通信一体化系统,利用目标时延与多普勒在时频域优良的稀疏性,提供了多种基于无网格的二维时频联合估计方法以解决传统稀疏恢复方法字典失配导致... 详细信息

本文基于一种基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的雷达通信一体化系统,利用目标时延与多普勒在时频域优良的稀疏性,提供了多种基于无网格的二维时频联合估计方法以解决传统稀疏恢复方法字典失配导致的性能较差的问题,有效提高了动目标参数估计性能,并提供了多测量向量(Multiple measurement vector,MMV)模型,可有效解决低信噪比下目标参数估计性能差的问题。同时,针对基于矢量二维原子范数计算量较大的问题,本文利用半正定规划(SDP)将传统方法的高维Toeplitz矩阵解耦为两个低维Toeplitz矩阵,可将计算复杂度降低几个数量级,同时保留原子范数在超分辨性能的优势,可适应于OFDM多子载波与多符号数波形体制。仿真结果证明该方法保持了原子范数类算法的估计性能优势,并显著减少了计算量。

关键词：雷达通信一体化目标参数估计无网格原子范数最小化压缩感知

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基于FrFT的MIMO声纳水下运动小目标参数估计算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：高宁许枫杨娟中国科学院声学研究所中国科学院大学电子电气与通信工程学院

本文针对多输入多输出声纳探测领域目标参数估计问题，提出了一种基于分数阶傅里叶变换的目标参数联合快速估计算法。利用线性调频信号在分数域能量分布的聚焦特性，采用分数域滤波方法分离出感兴趣的目标信号从而避免强干扰目标的影响... 详细信息

本文针对多输入多输出声纳探测领域目标参数估计问题，提出了一种基于分数阶傅里叶变换的目标参数联合快速估计算法。利用线性调频信号在分数域能量分布的聚焦特性，采用分数域滤波方法分离出感兴趣的目标信号从而避免强干扰目标的影响。通过分析分数域内目标回波的能量分布与目标参数的关系，采用四阶分数谱原点矩的思想实现对最优旋转阶数的精细搜索。仿真结果与实验处理结果证明所提方法兼具计算速度与估计精度的优势，在抑制强干扰的同时获得了更小的参数估计误差从而提高了对水下运动小目标探测的准确性。

关键词：多输入多输出声纳运动目标探测四阶分数谱原点矩目标参数估计

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正交压缩采样雷达的目标参数估计

正交压缩采样雷达的目标参数估计

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作者：刘超南京理工大学

学位级别：博士

雷达基本原理是通过处理目标反射的电磁波信号提取雷达目标信息。因此，目标反射信号的采集和处理是雷达信号处理的基本内容。然而，在宽带和超宽带雷达发展方面，受制于当前模数转换技术水平，基于奈奎斯特采样定理的雷达信号采集难以... 详细信息

雷达基本原理是通过处理目标反射的电磁波信号提取雷达目标信息。因此，目标反射信号的采集和处理是雷达信号处理的基本内容。然而，在宽带和超宽带雷达发展方面，受制于当前模数转换技术水平，基于奈奎斯特采样定理的雷达信号采集难以满足实际需要。近年来发展的压缩感知理论，将高维稀疏信号随机线性投影到低维空间实现压缩测量，为雷达信号的采集提供了新思路。基于压缩感知理论的雷达信号采集根据回波信号的稀疏度设置采样率，可极大地降低对模数转换采样速率的要求，节省信号采样成本和减轻信号存储的负担。\n 正交压缩采样是基于压缩感知理论发展的雷达信号采集理论之一。该理论架构于正交采样理论和压缩感知理论，面向射频信号或带通信号实现正交和同相分量信号的压缩采样。正交压缩采样理论不仅可实现宽带和超宽带信号的有效采样，同时极大地降低采集信号的数据量。\n 但是，正交压缩采样获取的数据不同于奈奎斯特采样数据，因此，需要发展新的雷达信号处理方法。本文以正交压缩采样数据为基础，重点研究目标参数估计问题。为了方便，本文将基于正交压缩采样的雷达称为正交压缩采样雷达。本文主要贡献如下:\n 1.正交匹配追踪算法终止条件的盲设置问题\n 对正交压缩采样数据，正交匹配追踪算法可有效地估计目标参数，但是，参数估计性能与算法的终止条件密切相关。传统的终止条件需要目标信号的稀疏度、信噪比等先验信息，不利于实际应用。本文根据目标检测理论提出了一种不需要先验信息的正交匹配追踪算法终止条件;理论分析表明采用新终止条件的正交匹配追踪算法能够在实际环境中以一定高概率准确估计出目标时延。计算机仿真实验验证了新终止条件的有效性和实用性。\n 2.正交压缩采样雷达的目标时延-多普勒估计\n 正交压缩采样雷达获取的多脉冲雷达数据可以按照慢时间维和压缩采样时间维排列成二维矩阵数据结构。本文根据这一数据结构特点，将经典的脉冲多普勒处理方法拓展到正交压缩域，发展了一种压缩采样脉冲多普勒处理方法。该方法首先在慢时间维上对数据矩阵进行离散傅里叶变换，并在压缩采样时间维上对变换后的数据矩阵进行压缩域匹配滤波和门限检测获得目标的多普勒估计;然后在压缩采样时间维上利用稀疏重构方法获得目标的时延估计。本文对提出的脉冲多普勒处理方法，在目标检测性能和信号处理增益等方面进行了深刻的理论分析和性能仿真，揭示了方法的有效性和正确性。计算机仿真实验表明正交压缩采样雷达，在1/8奈奎斯特采样速率的情况下，当目标信噪比不低于-25dB时，可达到奈奎斯特采样雷达的性能。\n 3.窄带干扰环境中正交压缩采样雷达的目标参数估计\n 窄带干扰是常见的雷达干扰，严重影响了正交压缩采样雷达的参数估计性能。本文利用窄带干扰信号的慢时变特性，提出了一种窄带干扰环境中正交压缩采样雷达的目标参数估计方法。该方法首先定义短时正弦基底用以表示窄带干扰，并揭示了窄带干扰的块稀疏特性;然后将干扰环境中的目标参数估计问题转变为块稀疏向量和一般稀疏向量的组合估计问题;最后利用接收信号的内在特点，提出了由块稀疏重构算法与一般稀疏重构算法级联的估计算法，实现干扰抑制与目标参数估计。基底表示的准确性与估计算法的有效性保证了高效的干扰抑制性能与目标参数估计性能。该方法也适用于奈奎斯特采样数据，能实现比传统特征子空间方法更好的干扰抑制性能。\n 4.转发式干扰环境中正交压缩采样雷达的目标参数估计\n 转发式干扰通过形成雷达虚假目标的方式干扰雷达，是干扰雷达的常用形式之一。本文基于最大信号干扰比准则的干扰抑制思想，提出了一种转发式干扰环境中正交压缩采样雷达的目标参数估计方法。该方法假设在一个相关处理间隔内不同发射脉冲的雷达波形相互近似正交，首先在压缩采样时间维上进行白化处理，然后通过稀疏估计技术进行目标参数估计。该方法通过对正交匹配追踪算估计目标参数原理的分析，将正交匹配追踪算法每次迭代中需要进行的二维匹配滤波分解为依次进行匹配滤波与离散傅里叶变换，从而降低计算和存储需求。同时，本文给出了白化协方差矩阵的估计方法，并理论分析了正交压缩采样雷达白化处理的抗干扰性能。

关键词：正交压缩采样雷达目标参数估计时延-多普勒估计盲设置

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基于截断修正平滑l_0范数的MIMO雷达目标参数估计

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电讯技术 2017年第9期57卷 998-1003页

作者：陈金立李伟唐彬彬李家强南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

在多输入多输出(MIMO)雷达中,针对平滑l0范数(SL0)因感知矩阵的病态性而导致其失效的问题,提出了一种基于截断修正SL0的MIMO雷达目标参数估计方法。该方法在对MIMO雷达感知矩阵进行截断奇异值分解(TSVD)处理的基础上,将保留的奇异值以... 详细信息

在多输入多输出(MIMO)雷达中,针对平滑l0范数(SL0)因感知矩阵的病态性而导致其失效的问题,提出了一种基于截断修正SL0的MIMO雷达目标参数估计方法。该方法在对MIMO雷达感知矩阵进行截断奇异值分解(TSVD)处理的基础上,将保留的奇异值以均值为截断门限,分成较大和较小的两部分,分别采用不同的修正准则进行修正;然后经奇异值分解(SVD)反变换获得非病态感知矩阵,利用该非病态感知矩阵通过SL0算法对MIMO雷达目标参数进行估计,从而显著提高了MIMO雷达目标参数估计的精度和速度。仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词： MIMO雷达目标参数估计平滑10范数算法病态矩阵截断修正奇异值分解

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非理想条件下分布式MIMO雷达目标参数估计方法研究

非理想条件下分布式MIMO雷达目标参数估计方法研究

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作者：宋海波国防科技大学

学位级别：博士

分布式多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达通过引入无线通信中的MIMO分集技术,在目标参数高精度测量方面展现了巨大的潜力。目标定位技术作为分布式MIMO雷达的关键技术之一,目前仍处于研究起步阶段。相比于直接定位... 详细信息

分布式多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达通过引入无线通信中的MIMO分集技术,在目标参数高精度测量方面展现了巨大的潜力。目标定位技术作为分布式MIMO雷达的关键技术之一,目前仍处于研究起步阶段。相比于直接定位法,间接定位法具有更高的运行效率和更小的数据传输量,在分布式MIMO雷达目标定位技术研究领域备受关注。然而,现有绝大部分间接定位方法限定在发射/接收节点的位置和速度没有测量误差并且各节点间时间和频率严格同步的理想情况,针对实际情况下布设在移动平台上的发射/接收节点位置和速度存在测量误差以及广域分布的发射/接收节点存在时间和频率同步误差等的非理想情况研究较少。本文将主要针对该非理想情况,开展分布式MIMO雷达目标间接定位方法的研究,完成的主要工作和取得的创新性成果如下:1、提出了一种基于奇异值分解的分布式MIMO雷达目标位置与速度联合估计方法,为发射/接收节点的位置和速度存在测量误差情况下的高精度目标参数估计提供了新的解决方案。该方法克服了当前分布式MIMO雷达目标定位解析方法中需要估计冗余辅助变量的问题,通过利用奇异值分解构建了关于目标位置和速度的线性等式,并由两步加权最小二乘(Two-Stage Weighted Least Squares,TSWLS)方法获得了目标位置和速度的最优估计。第一步是基于目标位置和速度的线性等式,利用加权最小二乘(Weighted Least Squares,WLS)估计器得到了目标参数估计值;第二步是利用WLS估计器进一步估计了前一步参数估计值的估计误差,以提高目标位置和速度的估计精度。理论证明了该方法在弱噪声条件下是近似无偏的且能够达到克拉美-罗下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)。仿真实验结果表明,与现有定位算法对比,该方法获得了更高的目标定位精度。2、提出了一种基于最大似然-最大后验概率估计的分布式MIMO雷达目标位置估计方法,为广域分布的发射/接收节点采用卫星授时同步方式下的高精度目标位置估计提供了解决方案。该方法首先建立了存在时间同步误差情况下的分布式MIMO雷达目标位置测量模型,并由此推导了该模型下目标位置测量的CRLB,详细分析了时间同步精度对目标位置测量精度的影响;然后根据最大似然-最大后验概率估计原理建立了估计目标位置的代价函数以及由目标位置推算时间同步误差的公式;最后提出了一种两步策略组成的方法实现了目标位置和时间同步参数的高精度估计。第一步是采用基于TSWLS策略获得了目标位置和时间同步误差的解析解,并在理论上证明弱噪声条件下它们是近似无偏的且能够达到CRLB;第二步是根据目标位置相关的代价函数,采用LM(Levenberg Marquardt)算法,在目标位置解析解的附近获得了目标位置和时间同步参数的最优估计。仿真实验结果表明,论文所提方法均能在弱噪声和强噪声条件下得到很好的估计性能。3、提出了一种基于先验信息的分布式MIMO雷达目标位置和速度估计方法,为广域分布的发射/接收节点采用合作目标实现时间和频率同步方式下的高精度目标参数估计提供了解决方案。该方法要求合作目标的位置和速度已测定但可以存在测量误差作为先验信息。该方法首先建立融入合作目标先验信息的分布式MIMO雷达目标位置和速度测量模型,并由此推导了该模型下目标参数测量的CRLB,详细分析了合作目标位置和速度测量精度对待测目标位置和速度测量精度的影响;然后提出了两种思路实现了待测目标位置和速度的高精度估计。第一种思路先利用合作目标的测量数据估算出各节点间的时间和频率偏差,然后由此估计出待测目标位置和速度;第二种思路是不引入时间和频率偏差,从直接差分合作目标和待测目标的双站距离和距离变化率出发,获得待测目标位置和速度的估计值。两种思路均采用基于TSWLS策略求得待测目标位置和速度的解析闭式解,并理论证明了它们在弱噪声条件下是近似无偏的并且能够达到CRLB。仿真实验结果表明,论文提出的定位方法均能有效地估计出待测目标位置和速度。

关键词：分布式MIMO雷达非理想条件目标参数估计卫星授时同步合作目标

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MIMO雷达目标参数估计及波束优化算法研究

MIMO雷达目标参数估计及波束优化算法研究

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作者：何勤电子科技大学

学位级别：博士

相比于传统的相控阵体制雷达,多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达拥有空间分集特性和波形分集特性,能够显著地提升目标检测、参数估计和目标跟踪等性能。然而,随着MIMO雷达的应用场景拓展,经典的参数估计与信号处... 详细信息

相比于传统的相控阵体制雷达,多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达拥有空间分集特性和波形分集特性,能够显著地提升目标检测、参数估计和目标跟踪等性能。然而,随着MIMO雷达的应用场景拓展,经典的参数估计与信号处理算法已不能够满足实际的应用需求。本文针对MIMO雷达的近场、混合远近场及远场背景下的目标参数估计问题及延伸的发射-接收波束联合优化抗干扰问题等展开研究。本文的主要贡献和创新可以总结为以下几个方面: 1.针对发射稀疏接收紧凑MIMO雷达近场目标的参数估计问题,提出了两种基于稀疏恢复的MIMO雷达近场目标参数估计算法。所提算法将角度-距离二维参数的同时估计问题分解为两个一维参数的估计问题,以减少计算量;并基于压缩感知原理,分别针对目标角度估计和距离估计问题建立相应的优化问题模型,其中第一种优化模型利用了信号子空间和噪声子空间的正交特性,第二种优化模型联合利用了信号和噪声协方差矩阵的稀疏特性。所提算法可以实现角度和距离自动配对,并提升近场目标参数的估计精度和目标分辨性能。 2.针对发射稀疏接收紧凑MIMO雷达混合远近场目标的参数估计问题,提出了一种基于四阶累积量矩阵差分的MIMO雷达混合远近场目标分类和参数估计算法。所提算法基于矩阵自差分和矩阵互差分方法,分离了远场目标分量和近场目标分量,以解决传统混合远近场目标参数估计算法中存在的虚拟峰问题。所提的基于阵列远场导向矢量斜对称特性的分量分离方法较目前使用的基于远场目标协方差矩阵Toeplitz特性的分量分离方法要更具有普适性。 3.针对紧凑收发MIMO雷达的和-差波束单脉冲测角问题,详细分析了MIMO雷达自适应和-差波束单脉冲测角的性能,包括高斯干扰和噪声背景下单脉冲比估计误差的分布特性、单脉冲比估计的克拉美-罗界(Cramér–Rao Bound,CRB)表达式,以及单脉冲比的角度转换误差。进一步,提出一种改进的自适应和-差波束单脉冲测角方法,以平衡单脉冲比估计误差和单脉冲比角度转换误差对测角精度的影响。 4.针对紧凑收发MIMO雷达的发射-接收波束联合优化设计问题,基于凸近似方法提出了一种具有低复杂度的一步式迭代优化算法。所提算法采用最大化多目标中最小输出信干噪比(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio,SINR)准则建立优化问题模型。通过分析接收权和发射权之间的内在联系将二元参数优化问题转化为一元参数优化问题,以降低计算复杂度。所提算法能够合理地分配发射能量用于多目标同时探测,以提高探测效率和输出SINR。

关键词： MIMO雷达目标参数估计远近场单脉冲技术波束优化

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压缩采样雷达目标参数估计

压缩采样雷达目标参数估计

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作者：严孝波西安电子科技大学

学位级别：硕士

要满足现代雷达的高分辨率要求,就需要提高信号带宽以及增大阵列孔径或者增加阵元个数。但是,若是依然采用奈奎斯特定理采样则会导致采样率太高,同时会得到大量的采样数据量,并且在这种情况下硬件电路实现也比较困难。将压缩采样理论应... 详细信息

要满足现代雷达的高分辨率要求,就需要提高信号带宽以及增大阵列孔径或者增加阵元个数。但是,若是依然采用奈奎斯特定理采样则会导致采样率太高,同时会得到大量的采样数据量,并且在这种情况下硬件电路实现也比较困难。将压缩采样理论应用到雷达信号处理中,可以解决大数据量的采样、传输、处理以及存储的问题。本文主要对基于压缩采样模型的雷达目标参数估计方法展开研究。主要工作如下:1.研究了压缩感知中测量矩阵的设计。研究一种切比雪夫-贝努利测量矩阵(Chebyshev Bernoulli,CB)构造算法。将切比雪夫混沌系统产生的序列通过符号函数映射成元素只有?1的序列,并证明了映射后的序列服从贝努利分布,从而由该序列构造出切比雪夫-贝努利测量矩阵。通过仿真实验表明,该测量矩阵能够达到和随机矩阵以及混沌矩阵一样的重构效果,同时还要比随机矩阵更加稳定,以及避免了混沌系统产生大量的数据对其等间隔采样来构造测量矩阵造成资源浪费的现象。切比雪夫-贝努利测量矩阵与其它矩阵相比易于实现,具有一定的实用价值,更加适用于压缩感知应用中。2.在分段模拟信息转换器(Analog to Information Coverter,AIC)的基础上,研究一种分块分段AIC压缩采样结构。将该结构的等效测量矩阵转化为稀疏对角块矩阵,解决了由于分段AIC等效测量矩阵是密集矩阵给硬件实现以及存储空间带来的压力。并将该结构应用在雷达目标参数估计中,对雷达目标的距离-多普勒信息进行估计,降低采样率的同时提高了分辨率。通过仿真实验说明,在压缩采样值较多情况下,分块分段AIC结构能够达到和分段AIC结构一样的性能,而此时分块分段AIC结构比分段AIC结构更加节省硬件资源。3.研究了空时二维压缩采样阵列结构。对阵列接收信号在角度域稀疏性进行分析,在此基础上设计出一种空时二维压缩采样阵列结构。空域压缩结构由混沌电路和模拟乘法器组成,减少了阵元接收通道数,降低了硬件实现的复杂度。时域压缩采用分块分段AIC结构,降低采样率的同时节约了存储空间。仿真结果表明,空时二维压缩采样结构能够在减少阵元接收通道数和降低时域采样率的同时得到精确的DOA估计结果,说明了该结构的可行性。

关键词：压缩采样测量矩阵模拟信息转换器目标参数估计

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场面监视雷达系统设计与目标参数估计技术研究

场面监视雷达系统设计与目标参数估计技术研究

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作者：程毅北京理工大学

学位级别：硕士

FMCW雷达具备全天时全天候、低盲距、能量高、分辨率高、便携、易于安装等特点,常用于场面监视应用。本文以场面监视雷达目标参数估计为背景,在研究FMCW雷达基本原理以及参数设计方法的基础上,设计雷达系统指标参数,完成基于场面监视雷... 详细信息

FMCW雷达具备全天时全天候、低盲距、能量高、分辨率高、便携、易于安装等特点,常用于场面监视应用。本文以场面监视雷达目标参数估计为背景,在研究FMCW雷达基本原理以及参数设计方法的基础上,设计雷达系统指标参数,完成基于场面监视雷达应用的样机开发。FMCW雷达常采用锯齿波和三角波两种波形。本文分别研究两种波形的信号处理与参数估计方法,针对三角波的多目标配对错误问题,研究配对正确的约束条件,设计多目标参数估计算法,并开展外场试验进行算法验证。当人体在场面中静止时,无法仅从高分辨一维距离像将其与其他干扰目标区分开。因此,需要利用其他特征,如人体呼吸特征进行人体目标的分类与识别。本文基于FMCW雷达,研究基于距离相位分析的目标微动参数提取方法,实现了人体呼吸特征参数的提取,从而为场面监视雷达目标分类识别提供一定的基础。

关键词：调频连续波雷达目标参数估计人体呼吸特征提取

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