雷達目標檢測的分數(shù)階域處理理論及應用

目錄
序
前言
第一部分 分數(shù)階傅里葉變換域雷達動目標檢測
第1章 雷達微弱目標檢測技術(shù)概述 3
1.1 引言 3
1.2 基于統(tǒng)計模型的目標檢測技術(shù) 3
1.3 基于特征差異的目標檢測技術(shù) 5
1.4 基于變換域處理的動目標檢測技術(shù) 6
1.4.1 動目標顯示及雜波抑制方法 6
1.4.2 基于時頻分析的動目標檢測方法 7
1.5 分數(shù)階傅里葉變換域雷達信號處理技術(shù) 8
1.5.1 分數(shù)階傅里葉變換的起源及發(fā)展 8
1.5.2 分數(shù)階變換在動目標檢測和識別中的應用 10
1.6 亟待解決的技術(shù)難題 14
1.7 小結(jié) 15
參考文獻 16
第2章 分數(shù)階傅里葉變換動目標檢測原理及參數(shù)估計方法 22
2.1 FRFT定義和性質(zhì) 22
2.2 FRFT的離散化計算 26
2.3 LFM信號的FRFT表示 27
2.4 *佳變換階數(shù)的確定及LFM參數(shù)估計 28
2.4.1 FRFT域峰度搜索方法 29
2.4.2 FRFT模對稱性參數(shù)估計方法 31
2.4.3 FRFT模*大值參數(shù)估計方法 35
2.5 FRFT動目標檢測基本原理 41
2.5.1 雷達動目標回波模型 41
2.5.2 雷達動目標信號FRFT域表示及參數(shù)估計 46
2.6 FRFT動目標參數(shù)估計精度分析 46
2.6.1 檢測器輸出信噪比分析 46
2.6.2 觀測時長對估計精度的影響 47
2.6.3 搜索步長對估計精度的影響 48
2.6.4 FRFT中心頻率分辨力 48
2.6.5 仿真分析 49
2.7 雷達實測數(shù)據(jù)動目標FRFT譜分析 52
2.7.1 X波段雷達數(shù)據(jù)分析 52
2.7.2 S波段雷達數(shù)據(jù)分析 54
2.8 小結(jié) 59
參考文獻 60
第3章 分數(shù)階傅里葉變換域雜波抑制及目標檢測方法 62
3.1 WPT-FRFT雜波抑制及動目標檢測方法 62
3.1.1 WPT抑制雜波 63
3.1.2 檢測性能分析 65
3.1.3 實測數(shù)據(jù)驗證與分析 67
3.2 FRFT分級迭代相消多動目標檢測與估計方法 73
3.2.1 多動目標檢測與參數(shù)估計 73
3.2.2 實測數(shù)據(jù)驗證與分析 75
3.3 FRFT域自適應譜線增強動目標檢測方法 80
3.3.1 FRFT域LFM信號自適應濾波方法 80
3.3.2 FRFT域自適應動目標檢測方法 84
3.3.3 實測數(shù)據(jù)驗證與分析 87
3.4 小結(jié) 96
參考文獻 97
第4章 分數(shù)階傅里葉變換譜對消動目標檢測方法 99
4.1 基于延時FRFT模函數(shù)對消的動目標檢測方法 99
4.1.1 LFM及其延時信號在FRFT域的時移特性 99
4.1.2 動目標檢測方法 100
4.1.3 實測數(shù)據(jù)驗證與分析 101
4.2 基于對稱旋轉(zhuǎn)角FRFT模函數(shù)對消的動目標檢測方法 103
4.2.1 LFM信號和單頻信號的對稱旋轉(zhuǎn)角FRFT模函數(shù) 104
4.2.2 動目標檢測方法 105
4.2.3 實測數(shù)據(jù)驗證與分析 106
4.3 兩種對消方法性能對比與分析 108
4.3.1 對比分析與注意的問題 109
4.3.2 目標運動屬性對檢測性能的影響 110
4.3.3 高次項對檢測性能的影響 111
4.3.4 延時的選取準則 112
4.4 小結(jié) 113
參考文獻 113
第5章 分數(shù)階傅里葉變換域自相似特性差異動目標檢測方法 114
5.1 分數(shù)布朗運動在FRFT域的自相似性 115
5.2 FRFT域雜波的單一分形特性與目標檢測 120
5.2.1 實測海雜波數(shù)據(jù) 120
5.2.2 FRFT譜的單一分形特性 124
5.2.3 FRFT域分形維數(shù)的影響因素 129
5.2.4 利用FRFT域分形Hurst指數(shù)的目標檢測與性能分析 132
5.2.5 利用FRFT域其他單一分形特性的目標檢測與性能分析 135
5.3 FRFT域雜波的擴展分形特性與目標檢測 141
5.3.1 FRFT譜的擴展分形特性 142
5.3.2 FRFT譜擴展分形參數(shù)的影響因素 145
5.3.3 目標檢測與性能分析 149
5.4 FRFT域雜波的多重分形特性與目標檢測 151
5.4.1 FRFT譜的多重分形特性與參數(shù)估計 151
5.4.2 FRFT譜廣義Hurst指數(shù)的影響因素 159
5.4.3 目標檢測與性能分析 162
5.5 小結(jié) 164
參考文獻 165
第6章 分數(shù)階傅里葉變換域雜波圖動目標檢測方法 167
6.1 時域雜波圖對消技術(shù) 168
6.2 FRFT域雜波圖對消技術(shù) 173
6.2.1 動目標信號FRFT域時移特性 173
6.2.2 FRFT域均值雜波圖和FRFT域單極點反饋雜波圖 174
6.3 FRFT域雜波圖CFAR檢測方法 179
6.3.1 雙參數(shù)CFAR檢測器 180
6.3.2 檢測性能分析 181
6.4 小結(jié) 186
參考文獻 186
第二部分 分數(shù)階表示域微動特征提取及檢測
第7章 微多普勒理論及分析方法概述 191
7.1 微多普勒研究概述 192
7.2 海雜波建模及多普勒特征研究現(xiàn)狀 194
7.2.1 動態(tài)海面散射雜波建模 194
7.2.2 海雜波多普勒譜特征分析 195
7.3 微動目標回波信號建模及檢測研究現(xiàn)狀 198
7.3.1 海面微動目標回波信號建模 198
7.3.2 微動目標特征分析與檢測方法 200
7.4 難點與挑戰(zhàn) 203
7.4.1 海雜波建模及特性分析方面 203
7.4.2 微動目標回波建模及特性分析方面 203
7.4.3 微多普勒信號特征提取和檢測方面 204
7.5 小結(jié) 204
參考文獻 205
第8章 海雜波及動目標微多普勒特性認知 213
8.1 動態(tài)海面散射雜波特性認知 213
8.1.1 改進一維時變海面散射模型及散射特性 214
8.1.2 改進一維時變海面散射模型的分數(shù)階功率譜分析 219
8.1.3 改進一維時變海面散射模型的驗證與分析 222
8.2 海上動目標微多普勒特征認知 226
8.2.1 非勻速平動回波模型 227
8.2.2 三軸轉(zhuǎn)動回波模型 230
8.2.3 長時間微動目標觀測模型 233
8.3 小結(jié) 235
參考文獻 236
第9章 短時分數(shù)階傅里葉變換域目標微動特征檢測和估計方法 239
9.1 微動信號STFRFT表示及特性 239
9.1.1 短時分數(shù)階傅里葉變換 239
9.1.2 微動信號的STFRFT表達式 240
9.1.3 STFRFT窗口長度選擇 242
9.2 基于海尖峰判別和篩選的海雜波抑制方法 243
9.2.1 海尖峰的判別方法 243
9.2.2 海尖峰時域特性分析 244
9.2.3 海尖峰變換域特性分析 246
9.2.4 海尖峰抑制方法 249
9.3 STFRFT域微動目標檢測和特征提取方法 249
9.3.1 方法流程 249
9.3.2 方法分析 252
9.4 仿真與實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果 253
9.4.1 微多普勒信號檢測和性能分析 253
9.4.2 微多普勒特征提取和性能分析 257
9.4.3 實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果 259
9.5 小結(jié) 263
參考文獻 263
第10章 分數(shù)階表示域機動目標長時間相參積累檢測方法 265
10.1 RFRFT長時間相參積累檢測方法 267
10.1.1 RFRFT的基本原理與性質(zhì) 267
10.1.2 基于RFRFT的長時間相參積累 271
10.1.3 仿真與實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果 280
10.2 RLCT長時間相參積累檢測方法 290
10.2.1 RLCT的基本原理 290
10.2.2 基于RLCT的長時間相參積累 292
10.2.3 實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果 295
10.3 RFRAF長時間相參積累檢測方法 300
10.3.1 RFRAF的基本原理與性質(zhì) 300
10.3.2 基于RFRAF的長時間相參積累 308
10.3.3 仿真與實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果 312
10.4 RLCAF長時間相參積累檢測方法 321
10.4.1 RLCAF的基本原理與性質(zhì) 321
10.4.2 基于RLCAF的長時間相參積累 326
10.4.3 仿真與實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果 327
10.5 RLCAF域雜波抑制方法 335
10.5.1 RLCAF域微動目標和海雜波表示 335
10.5.2 海雜波抑制與微動目標檢測方法 337
10.5.3 仿真與實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果 337
10.6 小結(jié) 339
參考文獻 340
附錄 344
雷達數(shù)據(jù)集介紹 344
彩圖