發(fā)布時(shí)間：2017-11-28 10:28

  本文關(guān)鍵詞：MIMO-OTH雷達(dá)中的多模傳播與雜波抑制研究

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【摘要】：天波超視距雷達(dá)(OTHR)的主要傳輸媒介是電離層。電離層具有分層結(jié)構(gòu)和非平穩(wěn)特性。電離層的分層結(jié)構(gòu)會(huì)引起多模傳播現(xiàn)象的產(chǎn)生;而其非平穩(wěn)特性使得雷達(dá)回波信號(hào)產(chǎn)生擾動(dòng),引起海雜波的多普勒擴(kuò)展,該擴(kuò)展使得雜波的頻譜與船艦等慢速目標(biāo)的多普勒頻譜接近或重疊,造成OTHR對(duì)慢速船艦?zāi)繕?biāo)的檢測(cè)困難。而多模傳播使得雜波擴(kuò)展更為嚴(yán)重,導(dǎo)致OTHR對(duì)慢速船艦?zāi)繕?biāo)的檢測(cè)更為困難。采用多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)的OTHR(MIMO-OTH雷達(dá))可實(shí)現(xiàn)等效的非因果自適應(yīng)發(fā)射波束形成。該雷達(dá)可充分利用空域信息,對(duì)多模雜波進(jìn)行有效地抑制。針對(duì)MIMO-OTH雷達(dá)中的多模雜波抑制問(wèn)題,本文重點(diǎn)研究了基于盲源分離及稀疏重建的多模雜波抑制算法的可行性與有效性,主要得到了如下的研究結(jié)論和成果:(1)在分析電離層特點(diǎn)及性質(zhì)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了多模傳播場(chǎng)景下的MIMOOTH雷達(dá)信號(hào)模型。該信號(hào)模型表明:可用基于盲源分離的方法抑制多模擴(kuò)展雜波。該信號(hào)模型也為采用稀疏重建的方法抑制多模雜波提供了理論支持。(2)將盲源分離(BSS)中的二階盲辨識(shí)(SOBI)、基于特征矩陣的聯(lián)合近似對(duì)角化(JADE)和快速獨(dú)立分量分析(Fast-ICA)三種算法應(yīng)用于雷達(dá)陣列接收信號(hào)分離。仿真驗(yàn)證了盲源分離在陣列信號(hào)處理中的可行性。但上述三種盲源分離算法,均不能分離相關(guān)源信號(hào)。針對(duì)該情況,提出基于空間平滑的改進(jìn)二階盲辨識(shí)新算法(SS-SOBI)。仿真結(jié)果表明,該算法能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)源與非相關(guān)源信號(hào)的有效分離,且具有很好的分離效果,分離信號(hào)與源信號(hào)的相關(guān)系數(shù)均大于0.98。通過(guò)盲源分離算法分離混合的信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)多模雜波抑制,是本文抑制雜波的一個(gè)理念。具有優(yōu)良分離效果的這一特點(diǎn),為基于盲源分離的多模雜波抑制算法的提出提供了一定的指導(dǎo)意義。(3)提出基于SOBI的多模雜波抑制算法。該算法不需要目標(biāo)的角度先驗(yàn)信息,也不需要目標(biāo)回波的具體波形信息,且可以有效地抑制多模雜波。同時(shí),該算法可保留雜波信息。在MIMO體制下,以整體空間平滑的方法改進(jìn)SOBI算法。同樣是采用空間平滑技術(shù),與相控陣體制下的改進(jìn)不同之處在于具體的數(shù)據(jù)平滑方式。并提出基于SS-SOBI的MIMO-OTH雷達(dá)多模雜波抑制算法。與基于SOBI的多模雜波抑制算法相比,基于SS-SOBI的多模雜波抑制算法具有更好的多模雜波抑制效果,且使信雜比得到很大的提升(仿真中提高約10dB),更利于目標(biāo)檢測(cè);在多模傳播情況下,該算法可有效地分離出兩個(gè)頻譜結(jié)構(gòu)相似的源信號(hào),進(jìn)一步說(shuō)明了該算法在多模雜波抑制方面的有效性及穩(wěn)健性。仿真結(jié)果表明,基于SS-SOBI的多模雜波抑制算法在低信噪比(SNR)環(huán)境下,仍具有較好的多模雜波抑制效果。此外,對(duì)于多模傳播與強(qiáng)相位污染并存的情況,提出先將各傳播路徑下的信號(hào)盲分離出來(lái),再對(duì)包含目標(biāo)的信號(hào)進(jìn)行相位污染校正的新方法。相關(guān)仿真驗(yàn)證了該方法的正確性。(4)提出一種基于稀疏重建的MIMO-OTH雷達(dá)多模雜波抑制新算法,并闡述了該算法的原理,給出了其具體流程。該算法通過(guò)將二維稀疏角度搜索轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪S稀疏角度搜索,降低了運(yùn)算量,且估計(jì)出的DOD和DOA自動(dòng)配對(duì)。仿真結(jié)果表明,該算法可準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位,及獲得理想的多模雜波抑制效果。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN958.93

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 黃高明,楊綠溪,何振亞;一種基于盲源分離的雷達(dá)抗干擾技術(shù)[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2004年06期

2 游偉;何子述;陳緒元;胡進(jìn)峰;何茜;;基于三次相位建模的天波雷達(dá)污染校正[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

3 趙志國(guó);陳建文;鮑拯;;一種高能量發(fā)射效率MIMO天波雷達(dá)方案[J];電子學(xué)報(bào);2012年12期

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本文編號(hào)：1233667