Keystone变换

摘要： 高速动目标回波能量的相参积累一直是国内外学者的研究热点。针对时间反转变换-二阶Keystone变换-吕分布(TRT-SKT-LVD)算法在积累过程中丢失速度信息的问题,提出时间反转变换-一阶Keystone变换-Radon变换(TRT-KTR)算法实现动目标速度的分离与相参积累。通过时间反转分离出目标的速度信息,采用低通滤波器和线性平滑法消除噪声引起的突变点的影响。用一阶Keystone变换校正目标速度引起的距离走动。利用Radon变换估计速度模糊数并进行补偿实现相参积累。仿真证明,该算法可以有效分离并积累目标的速度分量,且拥有较低的运算量。结合TRT-SKT-LVD后的联合算法可积累出目标距离、速度、加速度三维信息,实现多目标检测。

摘要： 逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)目标成像在军事和民用领域有着很广泛地应用,近年来,ISAR目标成像技术发展已经较为成熟,然而由于观测场景复杂和目标的非合作特性,导致获取的目标图像分辨率低和出现散焦、拖尾等问题。针对上述问题,本文提出了一种基于二阶维格纳维拉分布(Wigner-viller Distribution,WVD)的ISAR平动补偿方法,该方法首先将ISAR回波信号建模为二阶多项式,然后运用Keystone变换校正由运动引起的距离走动,再利用二阶WVD变换聚焦目标所有散射体的能量,进而估计出二阶运动参数,最后通过解调操作和Keystone变换获得聚焦良好的目标图像。本文提出的方法在低信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)环境下具有较稳定的性能,并且避免了多维搜索,减少了运算复杂度,有利于实现ISAR运动目标的实时成像。

摘要： 天基时分复用多发多收天线(TDM-MIMO)雷达能同时完成较大空域搜索和多目标跟踪任务,有利于实现对多个碎片同时跟踪,且系统架构简单,能够以较小代价获得更多的系统自由度。但由于空间碎片与雷达间的相对高速运动,目标回波信号由窄带阵列信号变成宽带阵列信号,均匀线阵畸变成相对阶梯形阵列,无法实现能量聚焦。为了解决以上问题,提升TDM-MIMO雷达的综合探测能力,提出一种空间非均匀阵列校正补偿算法,该方法首先利用keystone变换校正阵列在时间域上的走动,进而将不同通道的数据进行重组,最后通过动目标检测(MTD)实现能量聚焦。此时能够在较低信噪比下分辨目标,从而实现动目标检测。理论分析和仿真结果表明所提方法的有效性,且具有较强的工程应用价值。

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： 本文提出了一种基于速度补偿后进行多普勒模糊数搜索的宽带Keystone方法,该方法能够在目标速度不已知的情况下利用宽带Keystone变换矫正包络走动,提高了积累后的目标信噪比,提升了目标检测概率。最后对算法性能进行了分析,通过仿真验证了该算法的有效性。

摘要： 针对目标匀加速运动时的多载频LFMCW雷达信号处理问题,提出一种合成方法,进行相应的理论分析并给出其实现途径。该方法利用快时间反转变换和FRFT估计目标加速度,并通过二阶Keystone变换和分数阶频谱四阶原点矩提升估计精度,以补偿多普勒徙动;同时采用Keystone变换和相位补偿法矫正距离走动、多普勒频率和相位,以实现多载频信号的合成。仿真结果表明,当目标做匀加速运动时,该方法可有效实现多载频信号的相参合成,且具有较高的输出信噪比增益。

摘要： Keystone变换(Keystone Transform,KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具,现有诸多实现方法中以基于线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)和快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)的“CZT+IFFT”方法计算量最低.本文针对“CZT+IFFT”方法存在的频谱混叠问题,提出修正的“CZT+IFFT”方法,同时运用时间尺度(Time-Scaling,TS)和尺度估计(Scale-Estimation,SE)概念,进一步提出2种梅林域的KT实现方法.仿真试验验证了分析结论的正确性和所提方法的有效性.

摘要： 针对任意构型曲线运动轨迹双基SAR严重的二维空变问题,建立斜距的空变分离等效模型,并在此基础上提出一种两步聚焦处理方法。在距离频域-方位时域对回波进行非空变相位补偿,以完成距离走动矫正和Deramp处理,实现粗聚焦。第一步聚焦后的剩余相位是与点目标位置有关的空变部分,接着在距离向引入Keystone变换,并在方位向通过多普勒参数的最小二乘拟合和方位重采样较好地补偿空变相位误差,完成精确聚焦。仿真结果表明:所提空变分离的斜距等效模型具有较高的精确性;两步聚焦处理算法有效地解决了曲线双基合成孔径雷达的二维空变和强耦合问题,提高了边缘点的成像性能,具有较大的成像区域和较广的使用场景。

摘要： 空载平台采用扫描模式进行前视成像时,平台运动会导致目标积累时间内出现距离走动和多普勒模糊.Keystone变换可以补偿前视扫描时间内目标的跨距离单元走动,但是在发生多普勒模糊的情况下,Keystone校正的模糊数补偿可能引入速度残差,导致目标定位误差.针对此,本文研究了空载平台前视成像的Keystone校正方法,提出一种在频域补偿Keystone变换残余距离走动的方法,即基于速度残差进行距离走动校正降低残余包络误差,实现目标的聚焦与准确定位.基于单脉冲前视成像的理论分析与仿真实验验证了所提出算法的有效性.

摘要： 雷达回波中往往存在不同速度的目标,并且不同频带信号之间存在依赖于速度的多普勒相位差异,该差异不能通过乘以统一的固定相位和线性相位得到补偿。本文针对此问题提出一种基于Keystone变换的多普勒相位补偿方法,定义了一个新的慢时间变量,将慢时间轴作为快频率的函数进行缩放,从而对不同速度的目标同时完成多普勒相位补偿。通过仿真分析,验证了算法的有效性,为多频带、多目标信号相参处理中的互相干处理提供一种方法。

摘要： keystone变换作为一种解耦合的有效算法可校正PD雷达回波中目标的线性距离走动现象,使回波信号能相干积累提高弱目标的检测性能.针对该算法的工程应用,本文研究了4种运算量较少的实现方法:DFT+IFFT算法、Chirp-Z变换法、sinc函数内插法和3阶Lagrange内插法.其中,理论推导证明了DFT+IFFT算法和Chirp-Z变换法虽然物理意义不同,但具体实现过程是相同的.然后本文评估了上述3种不同实现方法的计算量.最后结合matlab仿真结果验证了keystone变换的3种不同实现方法对弱目标相差积累的有效性.

摘要： 高速平台检测高速空中动目标面临严重的杂波和目标距离走动,如何有效校正距离走动是目标检测的根本.本文首先研究雷达处于高速平台时keystone变换校正空中动目标距离走动的同时对杂波特性的影响,进而分析其对空时自适应处理(Space-time adaptive processing,STAP)的影响.通过研究表明:当目标不存在多普勒模糊时,keystone变换可同时校正目标和杂波的距离走动,从而为取得良好的STAP性能提供了前提;当目标存在多普勒模糊时,keystone变换校正目标距离走动的同时会使杂波部分产生新的走动分量,最终降低STAP性能.分析结果为如何更好地实现高速平台高速空中动目标检测问题提供了理论参考.

摘要： 毫米波雷达在检测弱目标信号时,长时间积累会造成目标在多个距离单元内发生走动,影响MTD检测效果.本文分析了线性调频连续波差拍信号距离徙动的原因,给出一种基于Keystone变换的插值算法.该方法通过消除快时间与慢时间的耦合项,校正了目标跨距离单元的走动,改善了MTD的检测效果.理论分析和仿真结果证明了该方法在零差拍线性调频连续波毫米波雷达信号处理中的有效性.

摘要： 毫米波雷达在检测弱目标信号时,长时间积累会造成目标在多个距离单元内发生走动,影响MTD检测效果.本文分析了线性调频连续波差拍信号距离徙动的原因,给出一种基于Keystone变换的插值算法.该方法通过消除快时间与慢时间的耦合项,校正了目标跨距离单元的走动,改善了MTD的检测效果.理论分析和仿真结果证明了该方法在零差拍线性调频连续波毫米波雷达信号处理中的有效性.

摘要： 毫米波雷达在检测弱目标信号时,长时间积累会造成目标在多个距离单元内发生走动,影响MTD检测效果.本文分析了线性调频连续波差拍信号距离徙动的原因,给出一种基于Keystone变换的插值算法.该方法通过消除快时间与慢时间的耦合项,校正了目标跨距离单元的走动,改善了MTD的检测效果.理论分析和仿真结果证明了该方法在零差拍线性调频连续波毫米波雷达信号处理中的有效性.

摘要： 毫米波雷达在检测弱目标信号时,长时间积累会造成目标在多个距离单元内发生走动,影响MTD检测效果.本文分析了线性调频连续波差拍信号距离徙动的原因,给出一种基于Keystone变换的插值算法.该方法通过消除快时间与慢时间的耦合项,校正了目标跨距离单元的走动,改善了MTD的检测效果.理论分析和仿真结果证明了该方法在零差拍线性调频连续波毫米波雷达信号处理中的有效性.

摘要： 毫米波雷达在检测弱目标信号时,长时间积累会造成目标在多个距离单元内发生走动,影响MTD检测效果.本文分析了线性调频连续波差拍信号距离徙动的原因,给出一种基于Keystone变换的插值算法.该方法通过消除快时间与慢时间的耦合项,校正了目标跨距离单元的走动,改善了MTD的检测效果.理论分析和仿真结果证明了该方法在零差拍线性调频连续波毫米波雷达信号处理中的有效性.

摘要： 长时间相参积累是提高弱小目标检测的一种有效方法,但是,随着积累时间的增加,会产生目标跨距离单元走动的问题.在信号处理算法中引入Keystone变换来补偿距离走动带来的影响,可以在不需要任何先验速度信息的情况下,实现运动目标长时间相参积累.通过研究和仿真,并采用数据融合和恒虚警检测,本文形成了一套较完整的雷达信号处理算法,并验证了keystone算法实现距离走动补偿的有效性.

摘要： 长时间相参积累是提高弱小目标检测的一种有效方法,但是,随着积累时间的增加,会产生目标跨距离单元走动的问题.在信号处理算法中引入Keystone变换来补偿距离走动带来的影响,可以在不需要任何先验速度信息的情况下,实现运动目标长时间相参积累.通过研究和仿真,并采用数据融合和恒虚警检测,本文形成了一套较完整的雷达信号处理算法,并验证了keystone算法实现距离走动补偿的有效性.

摘要： 长时间相参积累是提高弱小目标检测的一种有效方法,但是,随着积累时间的增加,会产生目标跨距离单元走动的问题.在信号处理算法中引入Keystone变换来补偿距离走动带来的影响,可以在不需要任何先验速度信息的情况下,实现运动目标长时间相参积累.通过研究和仿真,并采用数据融合和恒虚警检测,本文形成了一套较完整的雷达信号处理算法,并验证了keystone算法实现距离走动补偿的有效性.

摘要： 本发明涉及基于时间反转二阶Keystone变换的雷达机动目标跨单元积累方法，属于雷达信号处理领域。首先，沿快时间对脉压后的雷达数据进行傅里叶变换，得到回波距离频率‑慢时间二维数据；其次，对慢时间维数据进行时间反转运算；然后，慢时间维进行二阶Keystone变换，完成高阶距离走动补偿；最后，距离频率维进行逆傅里叶变换，慢时间维进行二阶匹配傅里叶变换，完成跨单元相参积累。本发明能补偿高阶运动带来的非线性距离走动，无需多维运动参数搜索匹配计算，简单高效，无交叉项的影响，从而提高雷达对高速或高机动的检测能力，具有工程应用价值。

摘要： 本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种基于周期Keystone变换的多普勒模糊目标相参检测方法及装置，该方法包含：获取被测目标雷达信号，构建多普勒模糊目标信号模型；依据多普勒模糊目标信号模型，通过消除由目标高速和/或雷达低脉冲重复引起的多普勒欠采样，实现无搜索检测多普勒模糊目标。本发明通过在Keystone变换中引入离散傅里叶变换冗余周期，扩展多普勒频率范围，消除由目标高速或雷达低脉冲重复频率引起的多普勒欠采样；通过快速傅里叶变换和快速傅里叶反变换实现目标相参积累检测，能够无搜索地检测多普勒模糊目标；并通过仿真实验和实测雷达处理结果数据，进一步验证本发明方案的高效性与最优检测性能，在工程上具有一定的应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于时频变换和多普勒中心校正的地球同步轨道SAR运动目标成像处理装置，包括有，雷达参数输出模块，此模块输出雷达的工作参数及成像处理所需的成像参数；徙动校正及距离压缩模块，该模块根据模块一输出的雷达参数，对回波进行未知目标运动参数下的距离徙动校正，同时进行距离压缩操作；运动目标检测及参数估计模块，该模块根据运动目标目标和静止目标回波时频特性的差异检测运动目标，并根据频谱能量对多普勒中心进行校正，估计运动参数；运动补偿及成像处理模块，根据模块三得到的运动参数对运动信号进行补偿，方位压缩完成成像。

摘要： 本发明属于雷达对微弱动目标探测技术领域，具体的说是一种基于距离分帧的Keystone变换并行实现方法。本发明包括以下步骤：先对系统探测范围进行距离分帧，按照分帧条件对回波信号进行处理；对处理后的每帧回波信号和参考信号进行频域脉冲压缩；利用CZT变换对距离徙动进行补偿；对数据进行多普勒模糊校正；利用CFAR技术对RD(Range‑Doppler)谱进行目标检测和估计。仿真结果表明本发明能够对低信噪比SNR＝‑37dB的动目标进行正确检测，对实际工程实现具有重要的参考价值。

摘要： 本发明公开了一种基于Keystone变换的宽带DS/FH信号参数估计方法及系统，目的是为了提供一种高精度、低复杂度的宽带DS/FH信号参数快速估计方法。本发明的技术方案为：采用基于差分相关的DS/FH信号估计方法获得接收信号的延迟时间估计值，参考延迟时间估计值，对接收信号进行解扩处理，得到解扩信号。根据延迟时间估计值判断接收信号的频率跳变和符号翻转的位置，对解扩信号进行分段处理，由分段信号组成分段信号矩阵；分别对分段信号矩阵的各行进行Keystone变换，Keystone变换后的信号矩阵各行分别进行傅里叶变换，得到频域矩阵，频域矩阵取模方，按列进行非相参累加，得到累加后的向量。在累加后的向量中找出最大值对应的频率fm，进行速度估计，完成参数估计。

摘要： 本发明提供一种基于Keystone变换的地基合成孔径雷达三维成像方法，基于三维GB‑SAR系统回波信号模型特点，利用Keystone变换校正回波中的线性分量来实现三维回波信号的距离徙动校正；在横向聚焦方面，为解决不同角度下目标横向调制不同的问题，通过对三维数据进行横向多视划分，对各子块数据采用子块内对应的参考函数实现去调频，从而完成不同角度下目标的聚焦处理；在本方法的处理过程中，仅用到线性插值、FFT运算和复数乘法运算，大大节省了运算量，可满足系统三维场景的实时成像要求。

摘要： 本发明公开了一种基于时频变换和多普勒中心校正的地球同步轨道SAR运动目标成像处理装置，包括有，雷达参数输出模块，此模块输出雷达的工作参数及成像处理所需的成像参数；徙动校正及距离压缩模块，该模块根据模块一输出的雷达参数，对回波进行未知目标运动参数下的距离徙动校正，同时进行距离压缩操作；运动目标检测及参数估计模块，该模块根据运动目标目标和静止目标回波时频特性的差异检测运动目标，并根据频谱能量对多普勒中心进行校正，估计运动参数；运动补偿及成像处理模块，根据模块三得到的运动参数对运动信号进行补偿，方位压缩完成成像。

摘要： 本发明涉及基于时间反转二阶Keystone变换的雷达机动目标跨单元积累方法，属于雷达信号处理领域。首先，沿快时间对脉压后的雷达数据进行傅里叶变换，得到回波距离频率‑慢时间二维数据；其次，对慢时间维数据进行时间反转运算；然后，慢时间维进行二阶Keystone变换，完成高阶距离走动补偿；最后，距离频率维进行逆傅里叶变换，慢时间维进行二阶匹配傅里叶变换，完成跨单元相参积累。本发明能补偿高阶运动带来的非线性距离走动，无需多维运动参数搜索匹配计算，简单高效，无交叉项的影响，从而提高雷达对高速或高机动的检测能力，具有工程应用价值。

摘要： 本发明属于雷达信号处理领域，针对雷达信号处理中目标距离走动校正难题，提出基于时间尺度的keystone变换(KT)实现方法。KT核心思想是去除快时间频率与慢时间耦合关系，围绕KT核心思想引入时间尺度(TS)概念，对KT进行重新解释，利用梅林变换的特例尺度变换，给出了一种严格意义上的时间尺度实现方案。该发明具有严格的理论支撑，能够有效解决目标高速机动或雷达长时间积累引起的距离走动校正问题。

摘要： 本发明公开了一种基于keystone变换的合成孔径雷达逆投影成像方法，属于雷达技术领域。本发明采用基于keystone变换的距离走动校正和逆投影成像算法相结合的思想，有效解决了实际飞行过程中的运动误差导致传统逆投影成像算法散焦的问题。本发明首先利用keystone变换校正具有运动误差的距离走动，然后计算距离走动校正后的目标距离历程，再利用逆投影算法实现目标回波能量的重新聚焦，从而完成具有运动误差条件下的合成孔径雷达(SAR)成像。