本文關(guān)鍵詞：雙基高頻地波雷達(dá)飛行目標(biāo)RCS融合估計(jì)研究

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【摘要】：高頻地波雷達(dá)(HFSWR)工作在3~30MHz的高頻波段,該波段所處的電磁環(huán)境十分復(fù)雜,存在很多外部干擾,雷電干擾作為一種典型的沖擊干擾,尤其是在雷電多發(fā)的夏季海邊,會對雷達(dá)的探測性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。雷達(dá)截面積(RCS)是一個描述雷達(dá)對目標(biāo)電磁散射能力的物理量,與雷達(dá)目標(biāo)的回波強(qiáng)度有著直接的關(guān)系。本文首先介紹了課題的研究背景、研究現(xiàn)狀以及意義,然后介紹了高頻段RCS估計(jì)一些理論基礎(chǔ),如FMICW信號、高頻地波雷達(dá)方程、高頻段地波傳播衰減模型以及雷電干擾特性。其次結(jié)合高頻段飛行目標(biāo)RCS特性分析,引出本研究中影響RCS估計(jì)的兩個參量:頻率、目標(biāo)姿態(tài)角。針對兩個不同的參量,提出兩種不同的估計(jì)方法,并用仿真分析證明其有效性。然后針對高頻地波雷達(dá)采用垂直極化波構(gòu)成仰角窄波束難而無法探測高度信息的問題,根據(jù)高頻段地波傳播衰減在高空區(qū)域和低空區(qū)域的不同特點(diǎn),提出雙基地雷達(dá)在高空區(qū)域和低空區(qū)域不同的高度/RCS估計(jì)模型。在高空區(qū)域,高度的變化對地波傳播衰減的影響較小,因此結(jié)合T/R-R型雙基地雷達(dá)探測的目標(biāo)斜距,構(gòu)成高空域的高度/RCS估計(jì)模型,并結(jié)合雙基地雷達(dá)的定位精度,在三個觀測量組成的四組觀測向量中選取三組誤差較小的組合,并上T/R站和R站得到的回波強(qiáng)度作為觀測向量進(jìn)行擴(kuò)展的卡爾曼濾波(EKF)估計(jì),將得到的結(jié)果用加權(quán)融合算法進(jìn)行融合,以此得到目標(biāo)的RCS估計(jì)值和高度信息。在低空區(qū)域,傳播衰減對高度的變化敏感,將感興趣的高度進(jìn)行高度子空間劃分,在每個子空間內(nèi)可認(rèn)為傳播衰減是一個定值,每個高度子空間分配獨(dú)立的EKF進(jìn)行高度/RCS估計(jì),最后再根據(jù)目標(biāo)落在每個子空間的概率進(jìn)行加權(quán),從而解決多解問題。并針對RCS起伏對高度估計(jì)影響的特點(diǎn),引入AR模型對起伏量建模減少起伏對估計(jì)精度的影響。
【關(guān)鍵詞】：雙基地雷達(dá) RCS融合估計(jì) 雷電干擾 擴(kuò)展的卡爾曼濾波 AR模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究課題背景及意義9-10
• 1.2 高度/RCS估計(jì)研究現(xiàn)狀分析10-11
• 1.3 抗雷電干擾研究現(xiàn)狀分析11-12
• 1.4 數(shù)據(jù)融合研究現(xiàn)狀分析12
• 1.5 課題的來源及研究的主要內(nèi)容12-14
• 第2章 高頻地波雷達(dá)RCS估計(jì)理論14-27
• 2.1 FMICW信號14-18
• 2.1.1 FMICW信號簡介14-15
• 2.1.2 FMICW信號速度和距離信息提取15-17
• 2.1.3 FMICW信號仿真分析17-18
• 2.2 高頻地波雷達(dá)回波方程18-21
• 2.2.1 單基地高頻地波雷達(dá)回波方程19-20
• 2.2.2 雙基地高頻地波雷達(dá)回波方程20-21
• 2.3 高頻段地波傳播衰減理論21-24
• 2.3.1 地波傳播衰減原理簡介21-22
• 2.3.2 地波傳播衰減模型22-23
• 2.3.3 傳播衰減仿真分析23-24
• 2.4 雷電干擾24-26
• 2.4.1 雷電干擾特性分析25
• 2.4.2 雷電干擾模型25-26
• 2.4.3 仿真分析26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 雷電干擾下飛行目標(biāo)RCS估計(jì)27-42
• 3.1 目標(biāo)RCS特性分析27-35
• 3.1.1 雷達(dá)工作頻率對目標(biāo)RCS的影響27-29
• 3.1.2 目標(biāo)姿態(tài)角對目標(biāo)RCS的影響29-34
• 3.1.3 RCS起伏統(tǒng)計(jì)模型34-35
• 3.2 雷電干擾下飛行目標(biāo)RCS估計(jì)35-36
• 3.3 抗雷電干擾后單基地雷達(dá)飛行目標(biāo)RCS估計(jì)36-38
• 3.3.1 高頻地波雷達(dá)雷電干擾抑制36-37
• 3.3.2 干擾抑制后飛行目標(biāo)RCS估計(jì)37-38
• 3.4 雷電干擾下雙基地雷達(dá)目標(biāo)RCS估計(jì)38-41
• 3.4.1 T/R-R型雙基地雷達(dá)目標(biāo)提取38-40
• 3.4.2 雷電干擾下雙基地雷達(dá)飛行目標(biāo)RCS估計(jì)40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 雙基地雷達(dá)高空飛行目標(biāo)RCS融合估計(jì)42-59
• 4.1 擴(kuò)展的卡爾曼濾波(EKF)算法42-44
• 4.2 加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法44-45
• 4.3 高空目標(biāo)RCS估計(jì)模型45-58
• 4.3.1 雙基地雷達(dá)定位精度分析45-46
• 4.3.2 目標(biāo)RCS估計(jì)模型46-48
• 4.3.3 仿真分析48-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 雙基地雷達(dá)低空飛行目標(biāo)RCS融合估計(jì)59-73
• 5.1 Howland高度/RCS估計(jì)模型的弱觀測性59-62
• 5.2 高度估計(jì)融合模型62-64
• 5.3 基于多模型的低空高度/RCS估計(jì)模型64-70
• 5.3.1 高度子空間劃分64-65
• 5.3.2 高度子空間概率計(jì)算65-66
• 5.3.3 基于多模型的估計(jì)算法66
• 5.3.4 仿真分析66-70
• 5.4 AR模型描述RCS起伏70-72
• 5.4.1 AR模型描述RCS模型的建立70-71
• 5.4.2 仿真分析71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀碩士學(xué)期間發(fā)表的論文及其他成果80-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：873125