本文選題：寬帶雷達(dá)　切入點：距離擴(kuò)展目標(biāo)　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：與傳統(tǒng)的窄帶雷達(dá)相比,寬帶雷達(dá)因為帶寬的增加,提高了雷達(dá)的距離分辨率。寬帶雷達(dá)信號具有較多的優(yōu)點,距離分辨率的提高可以更加精確的測量目標(biāo)的位置和運(yùn)動參數(shù);含有更多的信息量,可獲得更多和更為精細(xì)的目標(biāo)和環(huán)境信息;可以對目標(biāo)進(jìn)行逆合成孔徑雷達(dá)成像處理和對陸地海洋進(jìn)行二維甚至三維測繪,也更有利于雷達(dá)目標(biāo)的分類與識別。作為雷達(dá)信號處理的重要方面,寬帶雷達(dá)信號檢測的理論與方法,與傳統(tǒng)雷達(dá)使用的窄帶信號的檢測理論與方法也存在很大的不同。隨著雷達(dá)信號帶寬的增加,距離分辨率的提高,寬帶雷達(dá)將目標(biāo)上的散射中心沿著徑向上分布到了多個距離分辨單元中,形成了距離擴(kuò)展目標(biāo),其包絡(luò)信號就是高分辨距離像信號。由于目標(biāo)回波模型的明顯差異,傳統(tǒng)的窄帶恒虛假檢測因為目標(biāo)散射中心回波能量泄漏到了參考單元,傳統(tǒng)的窄帶雷達(dá)檢測算法對寬帶雷達(dá)信號的距離擴(kuò)展目標(biāo)失效或效果不佳,需要研究專門針對寬帶雷達(dá)信號距離擴(kuò)展目標(biāo)的檢測算法。而目標(biāo)相對雷達(dá)的運(yùn)動使得目標(biāo)上的散射中心在不同回波之間處于不同的距離分辨單元內(nèi),有的甚至位于不同的多普勒分辨單元內(nèi),從而增加了寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測的難度。本文主要針對以衛(wèi)星和彈道導(dǎo)彈為探測目標(biāo)的空間目標(biāo)監(jiān)視與彈道導(dǎo)彈預(yù)警的寬帶雷達(dá)的距離擴(kuò)展目標(biāo)的檢測問題進(jìn)行研究討論。此類雷達(dá)因為作用距離較遠(yuǎn),回波的背景噪聲可以用高斯分布白噪聲進(jìn)行描述。本文的具體工作包括如下幾個方面:針對單個回波的寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測問題,分析研究了寬帶雷達(dá)產(chǎn)生的高分辨率一維距離像信號的概率密度分布,根據(jù)有無目標(biāo)時回波信號的差異,提出了一種基于正態(tài)性檢驗的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測算法。將回波信號的復(fù)高分辨率一維距離像實部和虛部合并為一個向量,計算三階統(tǒng)計量和四階統(tǒng)計量來對向量的正態(tài)性進(jìn)行檢驗,從而實現(xiàn)對寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)的檢測判決。理論分析表明正態(tài)性檢驗檢測器不需要對目標(biāo)散射中心分布的先驗信息,計算機(jī)仿真試驗表明其具有比能量積累檢測器更好的檢測性能。對于寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)得到的高分辨一維距離像,分析研究了其頻域與時域的特性,可以將距離擴(kuò)展目標(biāo)的包絡(luò)信號看作是頻譜分析的結(jié)果,對應(yīng)的傅里葉變換即是由散射中心位置和強(qiáng)度決定的多個諧波和的形式,由此提出了一種基于諧波數(shù)估計的寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測器算法。理論分析表明該檢測器不依賴于目標(biāo)上散射中心的沿著徑向距離上的分布信息,計算機(jī)仿真試驗的結(jié)果表明,該檢測器對散射中心分布稀疏的目標(biāo),具有比能量積累檢測器更好的性能。從多散射中心模型入手分析了寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)信號相鄰回波互相關(guān)系數(shù)的特點,進(jìn)而提出了一種互相關(guān)系數(shù)累加檢測器。分析了在沒有回波信號時高斯噪聲互相關(guān)系數(shù)的概率分布,給出了恒虛警檢測的門限。分析研究了用頻率慢時間維子空間模型描述具有勻速運(yùn)動的寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)信號,在回波信號的各距離分辨單元,可以將信號看作是以慢時間為變量的單頻諧波信號,利用傅里葉變換的信號能量集聚性可以實現(xiàn)對目標(biāo)信號能量的積累。由此提出了慢時間譜積累檢測器。理論分析和模擬數(shù)據(jù)的計算機(jī)仿真試驗表明慢時間譜積累檢測器不需要目標(biāo)散射中心分布運(yùn)動的先驗信息,具有比NSDD-GLRT檢測器更好的檢測性能。分析研究了寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)相鄰回波信號互相關(guān)序列最大值與目標(biāo)運(yùn)動情況的特定關(guān)系。在互相關(guān)序列序號與互相關(guān)延遲變量的二維平面上,互相關(guān)系列最大值因為目標(biāo)不同的運(yùn)動情況具有不同的幾何特性。進(jìn)而提出了使用Hough變換來檢測勻加速運(yùn)動情況下互相關(guān)序列最大值形成的直線,用基于遞推最小二乘的動態(tài)規(guī)劃算法來檢測在勻加加速運(yùn)動情況下互相關(guān)序列最大值形成的二次曲線并估計運(yùn)動參數(shù)。分析研究了利用離散傅里葉變換計算沒有目標(biāo)回波信號時,高斯噪聲互相關(guān)序列的概率分布情況,給出了恒虛警檢測的門限設(shè)置。理論分析表明Hough變換檢測器和遞推最小二乘動態(tài)規(guī)劃檢測對于目標(biāo)上的散射中心位置分布不敏感。使用模擬相參寬帶距離擴(kuò)展目標(biāo)信號的計算機(jī)仿真實驗表明,Hough變換檢測器和遞推最下二乘動態(tài)規(guī)劃檢測器具有比NSDD-GLRT檢測器更好的檢測性能。
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【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN957.51

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 顧新鋒;簡濤;何友;蘇峰;唐小明;;局部均勻背景中距離擴(kuò)展目標(biāo)的GLRT檢測器及性能分析[J];電子學(xué)報;2013年12期

2 趙宜楠;龐曉宇;王軍;周志權(quán);;嚴(yán)重拖尾雜波中距離擴(kuò)展目標(biāo)的自適應(yīng)極化檢測[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年04期

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本文編號：1560362