雷达目标检测稀疏域理论及应用

目 录
第1章 雷达目标检测概述 1
1.1 雷达目标检测研究现状 1
1.1.1 雷达目标检测面临的难题 1
1.1.2 雷达目标统计检测 1
1.1.3 雷达目标特征检测 4
1.2 雷达动目标检测技术概述 5
1.2.1 经典动目标检测及杂波抑制方法 5
1.2.2 基于时频变换的动目标检测方法 6
1.2.3 动目标长时间积累检测方法 7
1.3 稀疏域动目标检测技术研究现状 9
1.3.1 稀疏表示技术研究概述及优势 9
1.3.2 稀疏域杂波特性分析及抑制 11
1.3.3 基于稀疏分解的动目标检测方法 12
1.3.4 稀疏时频分布技术 13
1.3.5 基于稀疏傅里叶变换的雷达动目标检测 15
参考文献 16
第2章 稀疏表示和雷达回波稀疏特性 23
2.1 稀疏表示基本原理 23
2.1.1 稀疏逼近与稀疏表示 23
2.1.2 常用的稀疏分解算法 24
2.2 目标时频分布（TFD）及稀疏性分析 27
2.2.1 目标信号稀疏特性的TFD分析方法 28
2.2.2 稀疏分解与时频分析 30
2.3 动目标时频分布模型 31
2.4 动目标雷达回波稀疏性分析 32
2.4.1 C波段雷达海上动目标实测数据稀疏性分析 32
2.4.2 S波段雷达海上动目标实测数据稀疏性分析 35
参考文献 38
第3章 基于稀疏优化的稀疏时频分析雷达目标检测方法 40
3.1 基于形态成分分析的杂波抑制和动目标检测方法 41
3.1.1 动目标信号的稀疏表示及形态成分分析 41
3.1.2 稀疏域杂波抑制与动目标检测方法 43
3.1.3 仿真与实测数据处理结果 46
3.2 短时稀疏分数阶表示域（ST-SFRRD）理论模型 52
3.3 ST-SFRRD动目标检测方法 53
3.4 实测数据验证与分析 55
参考文献 59
第4章 基于SFT的稀疏分数阶表示域动目标检测方法 61
4.1 SFT算法基础 61
4.1.1 稀疏信号的定义 61
4.1.2 SFT算法的实现原理 62
4.2 SFT算法流程 64
4.3 基于SFT的SFRFT动目标检测方法 65
4.3.1 SFRFT的定义及原理 65
4.3.2 基于SFRFT的动目标检测流程 66
4.3.3 实验验证与分析 67
4.4 基于SFT的SFRAF动目标检测方法 69
4.4.1 SFRAF的定义及原理 69
4.4.2 SFRAF算法的性能分析 72
4.4.3 基于SFRAF的动目标检测流程 75
4.4.4 实验验证与分析 76
参考文献 79
第5章 基于自适应双门限SFT的雷达动目标检测方法 81
5.1 信号模型 82
5.2 稳健SFT（RSFT）算法原理及不足 82
5.2.1 RSFT原理 82
5.2.2 基于SFT和RSFT动目标检测的问题 83
5.2.3 仿真对比分析 84
5.3 ADT-SFT算法原理 87
5.4 基于ADT-SFT的动目标检测 89
5.5 实验验证与分析 91
5.5.1 仿真分析 91
5.5.2 实测数据处理 92
5.5.3 检测性能分析 98
5.5.4 算法复杂度分析 99
参考文献 100
第6章 稀疏分数阶表示域杂波抑制和动目标检测 102
6.1 RSFRFT雷达动目标检测算法 102
6.1.1 RSFRFT原理 103
6.1.2 杂波背景下RSFRFT动目标检测方法 105
6.1.3 实验验证与分析 106
6.2 SFRAF自适应杂波抑制和动目标检测算法 113
6.2.1 变换域自适应滤波算法原理 114
6.2.2 SFRAF域自适应滤波算法 115
6.2.3 SFRAF域杂波抑制和动目标检测方法 116
6.2.4 实验验证与分析 117
参考文献 128
第7章 稀疏长时间相参积累动目标检测方法 129
7.1 雷达长时间积累概念与内涵 130
7.1.1 正交波形MIMO雷达观测模型 130
7.1.2 长时间观测目标回波模型 131
7.1.3 检测前跟踪（TBD）长时间积累 137
7.1.4 先检测后跟踪（DBT）长时间积累 137
7.1.5 常见长时间积累处理方法 138
7.2 Radon高阶相位变换长时间相参积累动目标检测 140
7.2.1 Radon-FRFT长时间相参积累 141
7.2.2 相位差分Radon-Lv分布长时间相参积累 146
7.2.3 LTCI算法的局限和不足 157
7.3 Radon稀疏变换LTCI动目标检测 157
7.3.1 Radon稀疏变换长时间相参积累 157
7.3.2 稳健稀疏长时间相参积累 158
7.4 降维解耦非参数搜索LTCI动目标检测 163
7.4.1 非均匀采样尺度变换LTCI动目标检测 163
7.4.2 时间反转二阶KT变换SLTCI动目标检测 165
7.5 LTCI域目标与杂波特征差异虚警点剔除技术 178
7.5.1 同一单元杂波与动目标变换域能量聚集性 179
7.5.2 跨距离单元杂波与动目标LTCI域能量聚集性 180
参考文献 185
第8章 基于稀疏表示的阵列雷达空距频聚焦处理 189
8.1 频控阵MIMO雷达原理 190
8.1.1 频控阵MIMO雷达阵列结构设计及波束形成 190
8.1.2 频控阵MIMO雷达距离－角度联合参数估计 191
8.2 频控阵雷达空距频聚焦（SRDF）理论与方法 192
8.2.1 SRDF处理架构 192
8.2.2 基于稀疏表示的SRDF处理流程 193
8.3 仿真与分析 197
8.3.1 噪声背景下的仿真分析 197
8.3.2 杂波背景下的仿真分析 200
8.3.3 性能分析 202
参考文献 204
第9章 回顾与展望 207
9.1 内容回顾 207
9.2 研究展望 209
9.2.1 稀疏表示与新体制雷达信号处理 209
9.2.2 稀疏表示与高分辨成像 210
9.2.3 稀疏表示与深度学习 211
9.2.4 稀疏表示与目标识别 211
参考文献 212
附录A 雷达数据库与海杂波抑制 214
A.1 加拿大IPIX数据库 214
A.1.1 雷达探测环境 214
A.1.2 雷达参数 214
A.1.3 数据介绍 215
A.2 南非CSIR数据库 215
A.3 海军航空大学导航雷达数据库 217
A.4 稀疏域雷达海杂波抑制与目标检测 219
附录B 缩略语对照表 222