本文關鍵詞：船用調(diào)頻連續(xù)波雷達信號處理關鍵算法研究與實現(xiàn)

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【摘要】：FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)雷達由于自身具有的結構簡單、峰值功率低、距離分辨率高、無盲區(qū)等特點,在體積、重量和功耗受限平臺上得到重視和應用。然而,在船用導航雷達領域,由于受海雜波影響其優(yōu)勢沒有充分體現(xiàn),還存在雜波抑制、雜波下目標檢測和估計等問題需要解決。為了提高海雜波下FMCW雷達的檢測性能,本文針對船用FMCW雷達差頻信號處理過程中的海雜波干擾抑制、恒虛警檢測和頻率估計這三個方面開展相關研究,具體工作如下:1、針對廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(GRNN)海雜波預測算法中傳統(tǒng)采用實驗法來估計參數(shù)所存在的缺陷,研究了一種改進的基于粒子群(PSO)算法的GRNN海雜波預測算法,所改進的算法根據(jù)PSO算法能夠比較容易的找到群體最優(yōu)解,并且簡單實用的特點,利用它來找到GRNN預測海雜波時的高斯函數(shù)寬帶系數(shù),然后再根據(jù)GRNN理論來預測海雜波。預測和對消仿真實驗的結果表明,所改進的方法能夠有效的提高海雜波預測的準確度,從而改善了海雜波抑制的效果。2、研究了一種改進的恒虛警檢測算法(STMVI-CFAR),該算法在可變指示恒虛警率檢測算法(VI-CFAR)的基礎上,結合消減單元平均有序統(tǒng)計(TM-CFAR)檢測算法和開關型恒虛警檢測算法(S-CFAR)的優(yōu)點,在不同的雜波環(huán)境下自適應的選擇不同的檢測策略。本文所提的算法在均勻環(huán)境、多目標干擾環(huán)境和雜波邊緣環(huán)境下都能夠保持較好的檢測性能。最后在MATLAB軟件平臺上,通過仿真試驗,分析了所提改進算法在不同的背景環(huán)境下的檢測性能,并與其他現(xiàn)有的幾種檢測算法進行了對比。3、為了進一步提高雷達測距的精度,首先通過對現(xiàn)有的幾種頻譜分析方法的原理進行研究,并在理想的差頻信號的基礎上進行了仿真驗證。然后研究了一種改進的頻譜估計算法,該算法將所介紹的擬合方法與Chirp-Z算法相結合,通過仿真實驗的驗證,的確比文中所述幾種方法的測距精度更高,并通過Monte Caro仿真實驗驗證了算法的穩(wěn)定性。4、仿真實現(xiàn)了一個FMCW雷達信號處理系統(tǒng),從信號源的模擬、差頻信號的獲取、目標的檢測和最后的頻譜分析。進一步驗證了本文所改進算法的有效性。
【關鍵詞】：差頻信號 恒虛警檢測 海雜波預測
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 縮略語對照表14-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 FMCW的發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.2.2 海雜波預測算法的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 恒虛警算法的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 頻譜估計算法的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本文結構安排19-21
• 第二章 FMCW雷達信號處理基本理論21-29
• 2.1 FMCW測距雷達系統(tǒng)結構21-22
• 2.2 FMCW雷達測距原理22-23
• 2.3 影響FMCW雷達信號處理性能的因素23-28
• 2.3.1 海雜波的預測和對消23-24
• 2.3.2 目標信號的恒虛警檢測24-25
• 2.3.3 差頻信號的頻譜估計25-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 海雜波預測和對消算法的研究29-44
• 3.1 常見的海雜波信號模型29-33
• 3.1.1 Rayleigh分布29-30
• 3.1.2 Lognormal分布30-31
• 3.1.3 Weibull分布31-33
• 3.2 基于GRNN的海雜波回歸預測算法33-36
• 3.2.1 相空間重構及海雜波預測34-35
• 3.2.2 GRNN學習訓練35-36
• 3.3 基于PSO-GRNN的海雜波回歸預測算法36-38
• 3.3.1 粒子群（PSO）算法36-37
• 3.3.2 基于自適應PSO算法的GRNN參數(shù)優(yōu)化流程37-38
• 3.4 海雜波的預測對消38
• 3.5 仿真實驗及結果分析38-43
• 3.5.1 采用GRNN預測海雜波39-41
• 3.5.2 采用PSO-GRNN預測海雜波41-43
• 3.6 本章小結43-44
• 第四章 恒虛警檢測算法的研究44-62
• 4.1 幾種經(jīng)典的恒虛警檢測算法44-49
• 4.1.1 ML類CFAR檢測算法44-47
• 4.1.2 有序統(tǒng)計(OS)類檢測算法47-48
• 4.1.3 開關型CFAR檢測算法48-49
• 4.2 VI-CFAR檢測算法49-54
• 4.2.1 VI-CFAR算法原理49-51
• 4.2.2 VI-CFAR參數(shù)的選擇51-53
• 4.2.3 VI-CFAR算法仿真分析53-54
• 4.3 改進的VI-CFAR檢測算法54-60
• 4.3.1 STMVI-CFAR算法原理55-56
• 4.3.2 STMVI-CFAR算法在雜波邊緣環(huán)境下的仿真56-57
• 4.3.3 STMVI-CFAR算法性能分析57-60
• 4.4 本章小結60-62
• 第五章 FMCW雷達差頻信號頻率估計算法研究62-78
• 5.1 快速傅里葉變換(FFT)算法62-64
• 5.2 基于FFT的Chirp-Z算法64-69
• 5.2.1 Chirp-Z算法64-66
• 5.2.2 基于FFT的Chirp-Z算法驗證66-69
• 5.3 改進的頻率估計算法69-77
• 5.3.1 能量重心算法69-70
• 5.3.2 擬合算法70-72
• 5.3.3 基于改進的擬合算法的chirp-Z算法72-77
• 5.4 本章小結77-78
• 第六章 FMCW雷達信號處理仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)78-84
• 6.1 FMCW雷達系統(tǒng)參數(shù)設置78
• 6.2 FMCW雷達模擬差頻信號的實現(xiàn)78-80
• 6.2.1 單目標差頻信號的仿真實現(xiàn)79
• 6.2.2 多目標差頻信號的仿真實現(xiàn)79-80
• 6.3 FMCW雷達差頻信號CFAR檢測80-81
• 6.4 FMCW雷達差頻信號頻譜分析81-83
• 6.4.1 單目標頻譜分析81-82
• 6.4.2 多目標頻譜分析82-83
• 6.5 本章小結83-84
• 第七章 總結與展望84-86
• 7.1 論文總結84-85
• 7.2 論文展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-92
• 攻讀碩士學位期間取得的成果92-93

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張玲華;姚紹芹;解偉超;;基于自適應粒子群優(yōu)化徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡的語音轉(zhuǎn)換[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2015年02期

2 畢井章;劉溶;周希辰;任淵;;基于GRNN和時間窗方差濾波的海雜波抑制[J];電訊技術;2014年07期

3 蘇昭斌;朱人杰;陳紅衛(wèi);;基于粒子群支持向量機的海雜波序列回歸預測[J];計算機測量與控制;2014年05期

4 李正周;陳靜;沈美容;侯倩;丁浩;金鋼;;基于混沌神經(jīng)網(wǎng)絡的海上目標圖像的海雜波抑制方法[J];光電子.激光;2014年03期

5 郭通;蘭巨龍;李玉峰;江逸茗;;基于量子自適應粒子群優(yōu)化徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡流量預測[J];電子與信息學報;2013年09期

6 行鴻彥;祁崢東;徐偉;;基于選擇性支持向量機集成的海雜波背景中的微弱信號檢測[J];物理學報;2012年24期

7 盧寧;于才;唐偉;;海雜波背景下的GRNN小目標檢測[J];火控雷達技術;2012年02期

8 姚云萍;段昶;方慶;;一種船用雷達的海雜波抑制算法[J];火控雷達技術;2011年03期

9 秦玉華;郝程鵬;;一種新的魯棒恒虛警檢測器[J];儀器儀表學報;2008年12期

10 陳璽;楊大磊;;雷達信號檢測中恒虛警處理的算法研究[J];艦船電子工程;2007年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 楊萃;噪聲環(huán)境下頻率估計算法研究[D];華南理工大學;2010年

2 林三虎;基于混沌的非相干雷達海雜波抑制方法研究[D];西安電子科技大學;2006年

3 席劍輝;混沌時間序列的長期預測方法研究[D];大連理工大學;2005年

4 齊國清;FMCW液位測量雷達系統(tǒng)設計及高精度測距原理研究[D];大連海事大學;2001年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 侯盼衛(wèi);FMCW測距雷達的信號處理技術研究與實現(xiàn)[D];中北大學;2014年

2 鐘鵬;FMCW雷達近程測距系統(tǒng)的設計與研究[D];武漢科技大學;2014年

3 王琨;調(diào)頻連續(xù)波雷達在雷達測距中的算法研究[D];河北工業(yè)大學;2014年

4 李兵飛;復雜背景下多策略恒虛警檢測算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

5 徐軍榮;FMCW雷達測距的信號處理技術研究[D];南京航空航天大學;2009年

6 宋換榮;FMCW雷達料位儀信號處理系統(tǒng)的研究及應用[D];南京林業(yè)大學;2007年

7 朱先正;雷達雜波研究及模擬[D];南京理工大學;2006年

8 宋瑋;FMCW雷達測距精度及其信號處理技術的研究[D];南京理工大學;2004年

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本文編號：1124299