【摘要】：近年來,小型無人機(jī)的使用日漸頻繁,以小型無人機(jī)為代表的“低小慢”目標(biāo)的檢測與跟蹤對于安全隱私的保護(hù)變得越來越重要。針對“低小慢”目標(biāo)的檢測與跟蹤,可以采用分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)探測目標(biāo)的方案,通過多個(gè)小型節(jié)點(diǎn)雷達(dá)分散布設(shè),對雷達(dá)回波進(jìn)行信號級與位置級的融合,實(shí)現(xiàn)對微弱目標(biāo)的識別與跟蹤。本文針對分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)信號級信息融合展開了一系列的研究,首先闡述了分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀,分析了其基本原理和工作模式,推導(dǎo)出其信號模型和實(shí)現(xiàn)全相參的條件;然后針對實(shí)現(xiàn)信號級融合所面臨的關(guān)鍵問題,提出了基于正交頻分線性調(diào)頻信號和相位編碼信號的相參參數(shù)估計(jì)方法,并分析了相參參數(shù)估計(jì)誤差對于合成性能的影響;最后重點(diǎn)分析了分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)相參合成系統(tǒng)的核心,即相參參數(shù)估計(jì)誤差的問題。本文的具體工作簡述如下:1.介紹了一種由多個(gè)節(jié)點(diǎn)雷達(dá)組成的分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)相參合成系統(tǒng),詳細(xì)給出了其信號處理框架和工作流程,建立了雷達(dá)回波信號的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了合適的正交波形,分析了雷達(dá)信號在目標(biāo)處空間能量干涉的原理,并給出了實(shí)現(xiàn)發(fā)射相參的條件。2.首先對節(jié)點(diǎn)雷達(dá)發(fā)射的正交頻分線性調(diào)頻信號的正交性能進(jìn)行仿真分析,保證分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)可以正常工作;然后對兩節(jié)點(diǎn)分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)系統(tǒng)接收相參模式和全相參模式進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真表明接收相參融合可獲得6dB信噪比增益,全相參融合可獲得9dB信噪比增益。最后,對兩種相參參數(shù)估計(jì)方法:峰值法和互相關(guān)法進(jìn)行性能比較,同時(shí)分析了相參參數(shù)估計(jì)精度對于相參合成性能的影響。3.分析了在發(fā)射信號理想分離和非理想分離情況下,信號模型參數(shù)和接收機(jī)輸入信噪比對于相參參數(shù)估計(jì)精度的影響;然后分析了目標(biāo)散射特性,包括目標(biāo)雷達(dá)散射截面和基于多散射點(diǎn)中心模型,對相參參數(shù)估計(jì)精度的影響。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN957.51
【圖文】：

首先介紹了其實(shí)現(xiàn)相參合成的兩種信號處理工作模式下的信號模型，接著分析了多個(gè)節(jié)點(diǎn)雷即實(shí)現(xiàn)發(fā)射相參的原理，最后對分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)真驗(yàn)證。雷達(dá)相參合成基本原理信號處理框架，分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)相參合成系統(tǒng)由多個(gè)可獨(dú)立工作，其基本思想是讓各個(gè)節(jié)點(diǎn)雷達(dá)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間以標(biāo)處的雷達(dá)信號能量相參合成達(dá)到最大。這些節(jié)經(jīng)過合理的空間組織，所有節(jié)點(diǎn)雷達(dá)的發(fā)射波束中心對各個(gè)節(jié)點(diǎn)雷達(dá)的回波進(jìn)行綜合處理，得到調(diào)整各個(gè)節(jié)點(diǎn)雷達(dá)的發(fā)射參數(shù)以實(shí)現(xiàn)發(fā)射相參，同時(shí)同相到達(dá)目標(biāo)處，形成能量干涉。

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文要實(shí)現(xiàn)上述功能有兩種信號處理框架可以參考，一種是“主輔式”，另一種是協(xié)作式 �！爸鬏o式”信號處理框架如圖 2-2 所示，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)雷達(dá)發(fā)射相互正交的信號，但是只有主雷達(dá)接收回波信號，經(jīng)過匹配濾波器之后，單站回波和雙站回波可以被分離出來，雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離和相位信息可以通過比較兩個(gè)回波的匹配濾波器輸出峰值得出，然后將這些信息應(yīng)用到輔雷達(dá)上，對其發(fā)射信號的發(fā)射時(shí)間和初始相位進(jìn)行調(diào)整。 主輔式 信號處理框架比較容易實(shí)現(xiàn)且消耗的計(jì)算資源也比較少，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)處理都發(fā)生在主雷達(dá)上，而輔雷達(dá)僅僅是從主雷達(dá)那里接收更新的相參參數(shù)。當(dāng)只有一個(gè)輔雷達(dá)時(shí)，主雷達(dá)也可以調(diào)整自己的發(fā)射時(shí)間和相位來配合輔雷達(dá)。

圖 2-3 “協(xié)作式”信號處理框架Fig.2-3 Cooperative signal processing architecture2.2.2 相參合成系統(tǒng)工作流程為了獲得更加精確的相參參數(shù)估計(jì)及魯棒的性能，分布式網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)相參合成系統(tǒng)采用的是 協(xié)作式 信號處理框架，其工作流程主要包括目標(biāo)獲取、MIMO 模式、全相參（fully coherent, FC）模式和相參性能評估這四個(gè)步驟，如圖 2-4 所示。目標(biāo)獲取相參性能評估滿足不滿足發(fā)射正交信號相參參數(shù)估計(jì)調(diào)整發(fā)射時(shí)間和相位發(fā)射相參信號回波相參融合結(jié)束MIMO模式 全相參模式

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2776019