雷達目標檢測稀疏域理論及應用

第1章 雷達目標檢測概述 1
1.1 雷達目標檢測研究現狀 1
1.1.1 雷達目標檢測面臨的難題 1
1.1.2 雷達目標統計檢測 1
1.1.3 雷達目標特徵檢測 4
1.2 雷達動目標檢測技術概述 5
1.2.1 經典動目標檢測及雜波抑制方法 5
1.2.2 基於時頻變換的動目標檢測方法 6
1.2.3 動目標長時間積累檢測方法 7
1.3 稀疏域動目標檢測技術研究現狀 9
1.3.1 稀疏表示技術研究概述及優勢 9
1.3.2 稀疏域雜波特性分析及抑制 11
1.3.3 基於稀疏分解的動目標檢測方法 12
1.3.4 稀疏時頻分佈技術 13
1.3.5 基於稀疏傅裡葉變換的雷達動目標檢測 15
參考文獻 16

第2章 稀疏表示和雷達回波稀疏特性 23
2.1 稀疏表示基本原理 23
2.1.1 稀疏逼近與稀疏表示 23
2.1.2 常用的稀疏分解演算法 24
2.2 目標時頻分佈（TFD）及稀疏性分析 27
2.2.1 目標信號稀疏特性的TFD分析方法 28
2.2.2 稀疏分解與時頻分析 30
2.3 動目標時頻分佈模型 31
2.4 動目標雷達回波稀疏性分析 32
2.4.1 C波段雷達海上動目標實測資料稀疏性分析 32
2.4.2 S波段雷達海上動目標實測資料稀疏性分析 35
參考文獻 38

第3章 基於稀疏優化的稀疏時頻分析雷達目標檢測方法 40
3.1 基於形態成分分析的雜波抑制和動目標檢測方法 41
3.1.1 動目標信號的稀疏表示及形態成分分析 41
3.1.2 稀疏域雜波抑制與動目標檢測方法 43
3.1.3 模擬與實測資料處理結果 46
3.2 短時稀疏分數階表示域（ST-SFRRD）理論模型 52
3.3 ST-SFRRD動目標檢測方法 53
3.4 實測資料驗證與分析 55
參考文獻 59

第4章 基於SFT的稀疏分數階表示域動目標檢測方法 61
4.1 SFT演算法基礎 61
4.1.1 稀疏信號的定義 61
4.1.2 SFT演算法的實現原理 62
4.2 SFT演算法流程 64
4.3 基於SFT的SFRFT動目標檢測方法 65
4.3.1 SFRFT的定義及原理 65
4.3.2 基於SFRFT的動目標檢測流程 66
4.3.3 實驗驗證與分析 67
4.4 基於SFT的SFRAF動目標檢測方法 69
4.4.1 SFRAF的定義及原理 69
4.4.2 SFRAF演算法的性能分析 72
4.4.3 基於SFRAF的動目標檢測流程 75
4.4.4 實驗驗證與分析 76
參考文獻 79

第5章 基於自我調整雙門限SFT的雷達動目標檢測方法 81
5.1 信號模型 82
5.2 穩健SFT（RSFT）演算法原理及不足 82
5.2.1 RSFT原理 82
5.2.2 基於SFT和RSFT動目標檢測的問題 83
5.2.3 模擬對比分析 84
5.3 ADT-SFT演算法原理 87
5.4 基於ADT-SFT的動目標檢測 89
5.5 實驗驗證與分析 91
5.5.1 模擬分析 91
5.5.2 實測資料處理 92
5.5.3 檢測性能分析 98
5.5.4 演算法複雜度分析 99
參考文獻 100

第6章 稀疏分數階表示域雜波抑制和動目標檢測 102
6.1 RSFRFT雷達動目標檢測演算法 102
6.1.1 RSFRFT原理 103
6.1.2 雜波背景下RSFRFT動目標檢測方法 105
6.1.3 實驗驗證與分析 106
6.2 SFRAF自我調整雜波抑制和動目標檢測演算法 113
6.2.1 變換域自我調整濾波演算法原理 114
6.2.2 SFRAF域自我調整濾波演算法 115
6.2.3 SFRAF域雜波抑制和動目標檢測方法 116
6.2.4 實驗驗證與分析 117
參考文獻 128

第7章 稀疏長時間相參積累動目標檢測方法 129
7.1 雷達長時間積累概念與內涵 130
7.1.1 正交波形MIMO雷達觀測模型 130
7.1.2 長時間觀測目標回波模型 131
7.1.3 檢測前跟蹤（TBD）長時間積累 137
7.1.4 先檢測後跟蹤（DBT）長時間積累 137
7.1.5 常見長時間積累處理方法 138
7.2 Radon高階相位變換長時間相參積累動目標檢測 140
7.2.1 Radon-FRFT長時間相參積累 141
7.2.2 相位差分Radon-Lv分佈長時間相參積累 146
7.2.3 LTCI演算法的局限和不足 157
7.3 Radon稀疏變換LTCI動目標檢測 157
7.3.1 Radon稀疏變換長時間相參積累 157
7.3.2 穩健稀疏長時間相參積累 158
7.4 降維解耦非參數搜索LTCI動目標檢測 163
7.4.1 非均勻採樣尺度變換LTCI動目標檢測 163
7.4.2 時間反轉二階KT變換SLTCI動目標檢測 165
7.5 LTCI域目標與雜波特徵差異虛警點剔除技術 178
7.5.1 同一單元雜波與動目標變換域能量聚集性 179
7.5.2 跨距離單元雜波與動目標LTCI域能量聚集性 180
參考文獻 185

第8章 基於稀疏表示的陣列雷達空距頻聚焦處理 189
8.1 頻控陣MIMO雷達原理 190
8.1.1 頻控陣MIMO雷達陣列結構設計及波束形成 190
8.1.2 頻控陣MIMO雷達距離－角度聯合參數估計 191
8.2 頻控陣雷達空距頻聚焦（SRDF）理論與方法 192
8.2.1 SRDF處理架構 192
8.2.2 基於稀疏表示的SRDF處理流程 193
8.3 模擬與分析 197
8.3.1 雜訊背景下的模擬分析 197
8.3.2 雜波背景下的模擬分析 200
8.3.3 性能分析 202
參考文獻 204

第9章 回顧與展望 207
9.1 內容回顧 207
9.2 研究展望 209
9.2.1 稀疏表示與新體制雷達信號處理 209
9.2.2 稀疏表示與高分辨成像 210
9.2.3 稀疏表示與深度學習 211
9.2.4 稀疏表示與目標識別 211
參考文獻 212

附錄A 雷達資料庫與海雜波抑制 214
A.1 加拿大IPIX資料庫 214
A.1.1 雷達探測環境 214
A.1.2 雷達參數 214
A.1.3 資料介紹 215
A.2 南非CSIR資料庫 215
A.3 海軍航空大學導航雷達資料庫 217
A.4 稀疏域雷達海雜波抑制與目標檢測 219
附錄B 縮略語對照表 222