【摘要】：利用衛(wèi)星平臺(tái)搭載電子偵察設(shè)備對(duì)輻射源信號(hào)進(jìn)行截獲、處理,估計(jì)輻射源信號(hào)參數(shù),確定輻射源位置信息,具有探測距離遠(yuǎn)、生存能力強(qiáng)以及全天候監(jiān)視等優(yōu)點(diǎn)。波達(dá)角度信息由觀測平臺(tái)與輻射源的相對(duì)位置確定,是復(fù)雜電磁環(huán)境下表征輻射源信息的重要參數(shù)之一。對(duì)于星載無源探測系統(tǒng)而言,其測向性能往往受衛(wèi)星平臺(tái)尺寸、載荷能力等因素的限制。因此,如何在衛(wèi)星平臺(tái)尺寸、載荷能力有限的條件下提高輻射源的測向精度是星載無源探測關(guān)鍵技術(shù)之一。利用長基線(測量基線長度遠(yuǎn)大于輻射源信號(hào)波長)測向系統(tǒng)對(duì)輻射源參數(shù)進(jìn)行估計(jì),可以在保證測向精度的前提下有效降低測向系統(tǒng)的復(fù)雜度。然而,利用長基線測向技術(shù)對(duì)輻射源參數(shù)進(jìn)行估計(jì)往往存在嚴(yán)重的測向模糊問題,從而制約著星載無源探測系統(tǒng)對(duì)輻射源的定位能力。針對(duì)星載長基線測向系統(tǒng)存在的測向模糊問題,本文重點(diǎn)對(duì)長基線高精度無模糊測向方法、時(shí)頻重疊多輻射源參數(shù)無模糊估計(jì)方法、低復(fù)雜度寬頻程電偵陣列設(shè)計(jì)與輻射源目標(biāo)參數(shù)無模糊估計(jì)方法進(jìn)行了研究。主要研究工作總結(jié)如下:1.研究了圓陣干涉儀測量相位差存在相位模糊時(shí)的輻射源參數(shù)無模糊估計(jì)問題。首先,在分析圓陣干涉儀相鄰天線單元接收數(shù)據(jù)相位差變化規(guī)律基礎(chǔ)上,得到了圓陣干涉儀相鄰天線單元無模糊相位差隨天線單元序列呈正弦曲線變化的關(guān)系。因此,輻射源的角度參數(shù)可以通過相位差變化曲線參數(shù)的檢測得到�；诖�,分別提出了基于相位差曲線恢復(fù)和基于隨機(jī)Hough變換相位差曲線參數(shù)檢測的兩種輻射源參數(shù)無模糊估計(jì)方法。兩種方法均考慮了圓陣干涉儀測量相位差存在模糊的情況,提高了輻射源角度參數(shù)的估計(jì)精度。此外,所提算法在寬頻程測向中可以靈活選擇基線組合,利用所有的測量相位差序列對(duì)輻射源參數(shù)進(jìn)行估計(jì),有效提高了測向精度與穩(wěn)健性。2.針對(duì)傳統(tǒng)相位干涉儀測向方法無法實(shí)現(xiàn)時(shí)頻重疊多輻射源目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的問題,提出了一種基于旋轉(zhuǎn)干涉儀虛擬圓陣化的多輻射源參數(shù)估計(jì)方法。該算法首先將旋轉(zhuǎn)干涉儀采樣得到的兩通道數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘操作,獲得虛擬圓陣數(shù)據(jù);然后基于相位模式理論將虛擬圓陣數(shù)據(jù)從陣元空間轉(zhuǎn)換到波束空間,得到虛擬線陣數(shù)據(jù)序列;最后在實(shí)波束域上對(duì)多目標(biāo)兩維角度參數(shù)進(jìn)行無模糊估計(jì)。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明,所提方法可以在不增加干涉儀測向系統(tǒng)接收通道的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)頻重疊多輻射源目標(biāo)參數(shù)的無模糊估計(jì)。3.研究了低復(fù)雜度寬頻程電子偵察接收陣列的布陣優(yōu)化與多輻射源目標(biāo)參數(shù)無模糊估計(jì)問題。首先對(duì)互質(zhì)陣列特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,并對(duì)互質(zhì)陣列應(yīng)用在寬頻程陣列設(shè)計(jì)與多目標(biāo)參數(shù)無模糊估計(jì)的可行性進(jìn)行了分析;在此基礎(chǔ)上,從降低陣列互耦對(duì)寬頻程入射信號(hào)測向性能影響和寬頻程條件下多輻射源參數(shù)無模糊估計(jì)角度出發(fā),建立了寬頻程電偵陣列的優(yōu)化布陣準(zhǔn)則;最后,分別提出了基于雙平行互質(zhì)陣列和基于互質(zhì)面陣的兩種寬頻程電偵陣列的布陣與多目標(biāo)參數(shù)無模糊估計(jì)方法。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明,所提寬頻程電偵陣列布陣方法可以有效降低陣元間的互耦影響,并且能夠?qū)Χ噍椛湓葱盘?hào)參數(shù)進(jìn)行無模糊估計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V474.27;E933
【圖文】：

論文各章節(jié)結(jié)構(gòu)關(guān)系圖

fi圖2.1 衛(wèi)星軌道面示意圖衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)關(guān)系可看作是二體問題，根據(jù)開普勒定律可以知道：在地球引力的作用下，衛(wèi)星平臺(tái)繞地球運(yùn)行的軌道為一個(gè)開普勒橢圓，并且地球質(zhì)心位于該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。對(duì)于橢圓衛(wèi)星軌道而言，衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以利用開普勒軌道參數(shù)來描述，各參數(shù)定義說明如表 2.1 所示。表2.1 衛(wèi)星開普勒軌道參數(shù)說明軌道參數(shù) 定義 說明軌道長半軸a 軌道橢圓長軸的一半 決定軌道大小軌道偏心率e軌道橢圓半焦距c與半長軸a的比值e c a決定軌道形狀軌道傾角i軌道平面正法向與地球北極之間的夾角決定軌道平面空間指向升交點(diǎn)赤經(jīng) 沿赤道面逆時(shí)針方向春分點(diǎn)到升交點(diǎn)的地心張角決定軌道平面空間指向近地點(diǎn)角 沿順軌道方向軌道升交點(diǎn)與近地點(diǎn)之間的夾角決定近地點(diǎn)在軌道平面內(nèi)的指向近地點(diǎn)時(shí)刻 衛(wèi)星經(jīng)過近地點(diǎn)的時(shí)刻（該要素可用真近點(diǎn)角 f 替代）確定衛(wèi)星某時(shí)刻在空間的瞬時(shí)位置

iO圖2.2 地心慣性坐標(biāo)系示意圖2 大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系是大地測量中以大地子午面、赤道平面和參考橢球面為基準(zhǔn)建立起來的坐標(biāo)系，在大地坐標(biāo)系中通常采用大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高度H表示地球上的點(diǎn)的位置坐標(biāo)。相應(yīng)地，大地坐標(biāo)系以直角坐標(biāo)的形式表示的，稱為大地直角坐標(biāo)系。其中坐標(biāo)原點(diǎn)eO 位于橢球中心，eX 軸位于起始大地子午面和赤道的交線上，eZ 軸與橢球的旋轉(zhuǎn)軸一致并指向北極，eY 軸與eX 軸、eZ 軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。大地坐標(biāo)系與大地直角坐標(biāo)系示意如圖 2.3 所示。eOLBeZeYeX圖2.3 大地坐標(biāo)系與大地直角坐標(biāo)系間的關(guān)系示意圖3 星體坐標(biāo)系在星體坐標(biāo)系中，以衛(wèi)星質(zhì)心作為坐標(biāo)原點(diǎn)bO ，bX 軸在衛(wèi)星軌道平面內(nèi)指向衛(wèi)星飛行方向

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本文編號(hào)：2743100