【摘要】：雷達探測的性能仿真分析無論是對于突防武器的研究,如怎樣設(shè)計武器高度使雷達對其的發(fā)現(xiàn)概率更小,還是對于提高雷達探測性能,都有重要意義。同時由于實際雷達回波中包含大量的雜波和干擾信號,雜波和干擾會影響雷達的檢測能力,所以對雷達探測中的關(guān)鍵技術(shù)即雜波和干擾抑制技術(shù)進行研究對提高雷達探測性能具有重要意義。在雷達探測性能建模、仿真及其關(guān)鍵技術(shù)研究中,本文主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1)對雷達低空探測進行了建模和定量的仿真分析。針對特定環(huán)境下的點目標回波以及地雜波進行建模、仿真,包括對雷達發(fā)射信號建模仿真、天線方向圖建模仿真、瑞利分布和K分布的建模仿真等。并在雷達回波模擬的基礎(chǔ)上,通過常規(guī)信號處理即匹配濾波、MTI(Moving Target Indication,MTI)、MTD(Moving Target Detection,MTD)、CFAR(Constant False Alarm Rate,CFAR)仿真分析特定地形下的雷達探測能力隨目標高度的變化關(guān)系。2)由于雷達回波中雜波信號強度遠大于目標,所以雷達探測中的關(guān)鍵技術(shù)雜波抑制是影響雷達探測的重要因素。針對雜波抑制空時自適應(yīng)處理(Space-time Adaptive Processing,STAP)給出了一種約束條件目標化的迭代STAP優(yōu)化算法,所提算法首先對優(yōu)化問題進行變形,考慮到變形后的優(yōu)化條件僅僅對待檢測通道做出限定,并沒有考慮到其它頻率通道,所提算法通過定義待檢測單元各個頻率通道的目標值,然后最小化目標值和待檢測單元各個頻率通道的誤差,即把約束條件轉(zhuǎn)化為目標函數(shù),同時把約束條件轉(zhuǎn)化成的目標函數(shù)和原目標函數(shù)加權(quán)構(gòu)成新的代價函數(shù),然后通過迭代去求解濾波器權(quán)向量,與傳統(tǒng)直接求解STAP權(quán)向量的算法相比,所提算法性能提高了2dB。3)實際雷達回波中干擾信號的存在會影響雷達的探測能力,針對雷達探測中的干擾抑制即穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成(Robust Adaptive Beamforming,RABF)給出了一種基于ADMM(Alternating Direction Method of Multiplier,ADMM)的穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法。針對信號觀測方向誤差導致的自適應(yīng)波束形成算法性能下降,所提算法先對優(yōu)化問題進行分解變形,然后在變形后的優(yōu)化條件基礎(chǔ)上定義觀測方向存在誤差時,在各個方向上優(yōu)化條件的期望值,構(gòu)造的代價函數(shù)是在最小化原目標函數(shù)的基礎(chǔ)上去逼近該期望值,最后通過ADMM算法去迭代求解該波束形成器的權(quán)向量。通過與LCMV(Linear Constraint Minimum Variance,LCMV)、LSMI(Loading Sample Matrix Inversion,LSMI)、基于Worst-Case-performance-optimization的自適應(yīng)波束形成算法進行比較分析,證明了所提算法的性能優(yōu)于傳統(tǒng)算法。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：E933;TN957.51
【圖文】：

圖 2-1 模型散射系數(shù)隨擦地角變化關(guān)系（2） -f模型目前考慮因素較全面的一種地雜波后向散射系數(shù)模型為 -f模型。模型反映雷達頻率、入射余角等對雜波的反射率的影響，模型如式（2-9）所示：si()0afncb （2-9上式中 是擦地角，單位°; f 為雷達的工作頻率，單位 GHz； 表征地貌反射的參數(shù); 參數(shù) a、b 是在不同地形條件下雷達的工作頻率對相應(yīng)地形的表征參數(shù); 入 c 是為了更加準確模擬，防止入射角接近 0 度時用分貝表示0 時，正弦值無大，從而地雜波反射率為負無窮，c 單位為度；其中 a 0， 0 b 1， c 0，不地形情況下的數(shù)值如表 2-2 所示:表 2-2 模型參數(shù)在各地形下取值地形 a b c

圖 2-2 -f模型散射系數(shù)隨擦地角變化關(guān)系.1.2 天線方向圖由式（2-6）知目標方向上的單程天線增益G 是決定雷達回波信號強度的一要因素。同一目標在不同方向?qū)?yīng)的回波增益不同，所以在雷達回波模擬中清楚反應(yīng)目標的方位信息，需要加入天線方向圖調(diào)制，從而得到不同方位角仰角上的回波增益。圖 2-3 是雷達發(fā)射端的天線模型的輻射示意圖，雷達經(jīng)目標反射后的信號到接收天線的情形也大致相同。

圖 2-2 -f模型散射系數(shù)隨擦地角變化關(guān)系 天線方向圖由式（2-6）知目標方向上的單程天線增益G 是決定雷達回波信號強度的一因素。同一目標在不同方向?qū)?yīng)的回波增益不同，所以在雷達回波模擬中楚反應(yīng)目標的方位信息，需要加入天線方向圖調(diào)制，從而得到不同方位角角上的回波增益。圖 2-3 是雷達發(fā)射端的天線模型的輻射示意圖，雷達經(jīng)目標反射后的信號到收天線的情形也大致相同。

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本文編號：2802462