本文關(guān)鍵詞：水下運動目標(biāo)的多參數(shù)聯(lián)合探測系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水下運動目標(biāo)的超聲探測是一個十分重要的課題,它在軍事和民用領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用價值。在傳統(tǒng)的運動目標(biāo)探測系統(tǒng)中,位置探測和運動探測由于采用不同的算法,存在參數(shù)估計的相互干擾。因此有必要研究運動目標(biāo)的位置和運動參數(shù)的聯(lián)合估計方法。當(dāng)發(fā)射信號是線性調(diào)頻信號時,距離、速度和方位角等參數(shù)會影響接收信號的頻率變化,通過分析信號的頻率變化情況反演出距離、速度等參數(shù)。其特點在于把多參數(shù)的探測轉(zhuǎn)化為對頻率變化函數(shù)的求解,對回波信號進(jìn)行解調(diào)即可以同時求解出距離、速度等參數(shù)。所以,本文基于線性調(diào)頻信號的頻率(初始頻率、調(diào)頻率)估計這一主題展開研究,主要貢獻(xiàn)在于:1.采用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換完成線性調(diào)頻信號的頻率估計,針對傳統(tǒng)的求解FRFT最佳階數(shù)的算法耗時長、抗噪性能差的缺點,本文研究了一種基于變步長4階中心矩的搜索算法,該算法耗時短,對噪聲不敏感,并且在大噪聲環(huán)境下可以通過提高中心矩階次的方法來提高抗噪性能。2.研究在單發(fā)多收超聲探測系統(tǒng)中對運動目標(biāo)速度、距離、方位角估計的方法。首先對單個接收陣元接收到的回波信號進(jìn)行分析,推導(dǎo)出基于FRFT的速度距離聯(lián)合估計算法,然后對接收陣列接收到的陣列信號經(jīng)行分析,利用線性調(diào)頻信號在FRFT最佳階數(shù)域的能量聚集性,介紹了基于FRFT的MUSIC改進(jìn)算法,將單發(fā)多收探測系統(tǒng)中對運動目標(biāo)速度,距離,方位角的估計統(tǒng)一為線性調(diào)頻信號頻率的估計的問題,給出了系統(tǒng)對速度、距離、方位角聯(lián)合估計的算法流程以及仿真結(jié)果分析。3.利用發(fā)送間歇式線性多斜率調(diào)頻信號來估計運動目標(biāo)的運動軌跡。在對運動目標(biāo)的運動軌跡進(jìn)行估計時,需要周期性的發(fā)射時限線性調(diào)頻信號,通過發(fā)送間歇式線性多斜率調(diào)頻信號,使得接收端接收到的回波信號中含有的多個不同調(diào)頻率、不同延時的線性調(diào)頻信號易于被分離,提高運動目標(biāo)運動軌跡的估計精度,并通過仿真證明了算法的可行性。4.借助國家移動超聲探測工程技術(shù)研究中心搭建的水下超聲探測裝置,通過實驗驗證了本文單發(fā)多收運動目標(biāo)多參數(shù)探測系統(tǒng)在短距離低速度下的可行性。
【關(guān)鍵詞】：間歇式線性多斜率調(diào)頻信號 聯(lián)合估計 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換 線性調(diào)頻信號
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB566;TB559
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 論文研究背景及意義10-11
• 1.2 線性調(diào)頻信號11-12
• 1.3 研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文研究的主要工作及內(nèi)容安排13-15
• 1.4.1 本文研究的主要內(nèi)容13
• 1.4.2 本文的內(nèi)容安排13-15
• 第二章 線性調(diào)頻信號的參數(shù)估計方法15-31
• 2.1 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換15-21
• 2.1.1 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的基本思想15-16
• 2.1.2 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的離散化方法16-18
• 2.1.3 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換在線性調(diào)頻信號上的應(yīng)用18-21
• 2.2 線性調(diào)頻信號參數(shù)估計方法的分析21-22
• 2.3 直接搜索算法求分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的最佳階數(shù)22
• 2.4 m階中心矩算法求分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的最佳階數(shù)22-27
• 2.4.1 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換二階中心矩23-24
• 2.4.2 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換m階中心矩24-25
• 2.4.3 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換中心矩階數(shù)的選取25-27
• 2.5 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換4階中心矩變步長搜索算法27-30
• 2.5.1 變步長-4 階中心矩算法求最佳階數(shù)27-28
• 2.5.2 基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的LFM調(diào)頻率的求法28-29
• 2.5.3 基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的LFM初始頻率的求法29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 運動目標(biāo)的多參數(shù)聯(lián)合探測方法31-53
• 3.1 運動物體回波信號模型31-33
• 3.2 基于FRFT的運動目標(biāo)速度和距離的聯(lián)合估計33-38
• 3.2.1 運動目標(biāo)速度和距離的聯(lián)合估計33-34
• 3.2.2 對于距離已知，只需要估計速度的情況34-36
• 3.2.3 對于速度已知，只需要估計距離的情況36-37
• 3.2.4 對于速度、距離均未知，都需要估計的情況37-38
• 3.3 速度估計和距離估計的敏感性分析38-42
• 3.3.1 速度估計的敏感性分析39-40
• 3.3.2 距離估計的敏感性分析40-41
• 3.3.3 速度和距離估計的敏感性仿真41-42
• 3.4 基于FRFT的運動目標(biāo)方位角估計42-51
• 3.4.1 經(jīng)典MUSIC算法43-46
• 3.4.2 FRFT-MUSIC算法46-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第四章 間歇式線性多斜率調(diào)頻信號運動軌跡探測53-64
• 4.1 間歇式線性多斜率調(diào)頻發(fā)送信號設(shè)計53-54
• 4.2 運動目標(biāo)的軌跡以及速度估計54-58
• 4.3 運動目標(biāo)的探測與成像58-63
• 4.3.1 直線運動目標(biāo)的運動軌跡成像58-61
• 4.3.2 曲線運動目標(biāo)的運動軌跡成像61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 水下運動目標(biāo)的多參數(shù)聯(lián)合探測實驗64-71
• 5.1 超聲探測系統(tǒng)64-66
• 5.2 實驗與分析66-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)與展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-77
• 致謝77-78
• 附件78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：419809