【摘要】：無(wú)人機(jī)的發(fā)展在給人們?nèi)粘Ｉ钜约皣?guó)防軍事帶來(lái)便利的同時(shí),也給城市的低空安全帶來(lái)了巨大威脅,需要采取一定措施對(duì)城市低空空域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)目標(biāo)具有飛行高度低、飛行速度慢以及雷達(dá)散射截面積小的特點(diǎn),被稱為“低慢小”目標(biāo)。外輻射源雷達(dá)在這種“低慢小”目標(biāo)檢測(cè)方面優(yōu)勢(shì)明顯。5G通信信號(hào)或?qū)⒊蔀槌鞘协h(huán)境中最為豐富的電磁資源,在5G民用通信網(wǎng)規(guī)劃之初,將其作為外輻射源雷達(dá)機(jī)會(huì)照射源進(jìn)行研究意義重大。因此,本文研究了基于5G信號(hào)外輻射源雷達(dá)的“低慢小”目標(biāo)檢測(cè)方法。主要研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面:1)本文分析了基于5G信號(hào)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)“低慢小”目標(biāo)檢測(cè)性能。根據(jù)現(xiàn)有的4G信號(hào),分析了5G信號(hào)的結(jié)構(gòu)特性及關(guān)鍵技術(shù),結(jié)合其各項(xiàng)參數(shù)分析了系統(tǒng)的分辨性能,研究了系統(tǒng)受限于噪聲、雜波與干擾的“低慢小”目標(biāo)探測(cè)能力,從而得出來(lái)自基站的雜波與干擾嚴(yán)重影響雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)能力。2)本文給出了三種可以對(duì)雷達(dá)天線接收信號(hào)中各基站雜波與干擾進(jìn)行抑制的方法,并對(duì)三種方法進(jìn)行了對(duì)比。a.基于時(shí)域處理的抑制方法:利用多重信號(hào)分類方法估計(jì)基站信號(hào)波達(dá)方向,通過(guò)波束形成技術(shù)獲取基站信號(hào)樣本,使用時(shí)域相消的ECA方法抑制該基站相關(guān)的干擾與雜波。b.基于空域處理的抑制方法,利用了特征分解與正交投影思想,可以得到較好的雜波及干擾抑制效果,且運(yùn)行時(shí)間較短。c.上述兩種方法抑制性能均受限于基站信號(hào)間的相關(guān)度,且沒(méi)有利用信號(hào)源的先驗(yàn)信息。因此,本文提出一種基于5G信號(hào)特性與先驗(yàn)信息的抑制方法,可以利用5G信號(hào)的物理小區(qū)標(biāo)識(shí)(Physical Cell Identifier,PCI)搜索,獲得當(dāng)前能量最強(qiáng)基站的PCI偏移量,根據(jù)基站PCI先驗(yàn)信息可知該基站位置,同樣采用波束形成方法獲取該基站信號(hào),依次消除接收信號(hào)中來(lái)自各基站的雜波與干擾。3)本文研究了檢測(cè)前跟蹤(Track Before Detect,TBD)算法,介紹了幾種常見(jiàn)的TBD算法。傳統(tǒng)的TBD算法在被用于5G信號(hào)外輻射源雷達(dá)“低慢小”目標(biāo)檢測(cè)時(shí)具有能量擴(kuò)散等缺點(diǎn)。因此,本文利用方向加權(quán)和兩級(jí)門限思想對(duì)基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的TBD算法進(jìn)行了改進(jìn),并對(duì)該算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)分析,驗(yàn)證其有效性。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN957.51;TN929.5
【圖文】：

能自動(dòng)監(jiān)控特定區(qū)域，并利用干擾無(wú)人機(jī)信號(hào)使其癱瘓，甚至可通過(guò)分析無(wú)人機(jī)信號(hào)追查到操作者的位置。圖1.1 “無(wú)人機(jī)衛(wèi)士”探測(cè)大疆“幽靈 2”無(wú)人機(jī)（2）外輻射源雷達(dá)探測(cè)技術(shù)自從蘇格蘭科學(xué)家 Robert Watson-Watt 于 1935 年完成了 Daventry 試驗(yàn)以來(lái)，外輻射源雷達(dá)已有約 85 年的發(fā)展歷史。外輻射源雷達(dá)的一個(gè)典型代表就是 1998 年美國(guó)的軍火商洛克希德馬丁公司（Lockheed Martin Space Systems Company，LMT）研制出的第一代“沉默哨兵”雷達(dá)[9]。LMT 在 2004 年收購(gòu)了捷克原廠，將“沉默哨兵”雷達(dá)進(jìn)行改進(jìn)，稱改進(jìn)后的雷達(dá)為“沉默哨兵Ⅲ”系統(tǒng)，它具有數(shù)字化、小型、輕便等特點(diǎn)，可以同時(shí)利用 8 個(gè) FM 照射源工作，還能夠進(jìn)行組網(wǎng)應(yīng)用。近年來(lái)，基于 OFDM 調(diào)制的數(shù)字信號(hào)

第一章 緒論（Coded OFDM）調(diào)制的數(shù)字廣播信號(hào)（DigitalAudio Broadcasting，DAB）和數(shù)字視頻廣播信號(hào)（Digital Video Broadcasting，DVB）作為外輻射雷達(dá)機(jī)會(huì)照射源的想法由Poullin 于 2001 年提出，他證實(shí)了這種外輻射源雷達(dá)可以檢測(cè)到目標(biāo)[16]。另一種使用FM 信號(hào)的外輻射源雷達(dá) AULOS 雷達(dá)系統(tǒng)在采用傳統(tǒng) FM 信號(hào)進(jìn)行探測(cè)的基礎(chǔ)之上，又添加了已存在的地面數(shù)字電視 DVB-T（DVB-Terrestrial）信號(hào)作為照射源，因此該系統(tǒng)的工作模式是雙波段混合，從而使目標(biāo)的定位精度提高，該系統(tǒng)是由意大利的SELEX ES 公司所開(kāi)發(fā)[16]。還有一些其他關(guān)于外輻射源探測(cè)技術(shù)的典型代表，主要包括：德國(guó)和法國(guó)合作研究的被動(dòng)雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng) CORA，如圖 1.2 所示，它使用 DAB 和 DVB-T 信號(hào)作為照射源；法國(guó) Thales 研制的最多 8 個(gè) FM 信號(hào)為機(jī)會(huì)照射源的類似美國(guó)“沉默哨兵Ⅲ”系統(tǒng)的 HA100 外輻射源雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)；法國(guó) ONERA 和 Thales 研制的 NECTAR 外輻射源系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 DVB-T 信號(hào)為照射源；德國(guó)研制的 PARADE 寬帶外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)；而由德國(guó)的 Fgan 研究的基于 GSM 手機(jī)信號(hào)的被動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng) GAMMA。

(a) LTE 信號(hào)的模糊函數(shù) (b)零多普勒剖面圖2.2 4G LTE 模糊函數(shù)及其零多普勒剖面從圖 2.2(a)中可以看出，4G 信號(hào)的模糊函數(shù)在距離域和多普勒域均有一些高低起伏的模糊副瓣，從圖(b)中可以具體看出，周期性副瓣分為三類，其中峰值 1 對(duì)應(yīng)循環(huán)前綴周期，峰值 2 對(duì)應(yīng)子幀周期，峰值 3 對(duì)應(yīng)無(wú)線幀周期。對(duì)于 5G 信號(hào)的模糊函數(shù)而言，根據(jù)現(xiàn)有關(guān)于 5G 信號(hào)的論證[20,46-49]可知，相比于 4G 信號(hào)，由于使用了多參數(shù)集(Numerology)規(guī)則，使得 5G 信號(hào)子載波的間隔靈活可控，不再是固定的 15kHz 間隔，其幀結(jié)構(gòu)由固定結(jié)構(gòu)和靈活結(jié)構(gòu)兩部分組成。5G 還定義了一種 Mini-Slot 時(shí)隙架構(gòu)，可用于快速靈活的服務(wù)調(diào)度，5G 信號(hào)還包括了與 4G 信號(hào)類似的物理小區(qū)標(biāo)識(shí)（Physical Cell Identifier，PCI）等同步信號(hào)、物理廣播信道（Physical Broadcast Channel，PBCH）等物理信道結(jié)構(gòu)。濾波器組多載波（FilterBank based Muticarrier，F(xiàn)BMC）技術(shù)是 5G 關(guān)鍵技術(shù)的一種，為了實(shí)現(xiàn)信道的頻分復(fù)用，它利用濾波器組分割信道頻譜。發(fā)送端的多載波調(diào)制是通過(guò)合成濾波器組來(lái)實(shí)現(xiàn)的，接收端的多載波解調(diào)是通過(guò)分析濾波器組來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上述的兩種濾波器組都是由一組并行的成員濾波器構(gòu)成，成員濾波器又都是利用原型濾波器進(jìn)行載波調(diào)制而得到

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 賀明溪;劉寶;劉孝鵬;;基于盲方法的外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)探討[J];電腦迷;2017年03期

2 陳希信;王峰;龍偉軍;;基于獨(dú)立成分分析的外輻射源雷達(dá)同頻干擾抑制[J];中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2015年01期

3 ;“外輻射源雷達(dá)技術(shù)”專刊征文通知[J];雷達(dá)學(xué)報(bào);2013年04期

4 ;“外輻射源雷達(dá)技術(shù)”�？魑耐ㄖ猍J];雷達(dá)學(xué)報(bào);2013年03期

5 王桁;;外輻射源雷達(dá)的雜波抑制技術(shù)研究[J];軍事通信技術(shù);2009年03期

6 陶建義;基于外輻射源的無(wú)源雷達(dá)技術(shù)[J];現(xiàn)代電子;2002年03期

7 顧昌浩;萬(wàn)顯榮;呂敏;聶文洋;胡曉凱;;多頻外輻射源雷達(dá)無(wú)人機(jī)探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2019年06期

8 李航;楊峰;金威;;外輻射源雷達(dá)制導(dǎo)系統(tǒng)性能分析[J];電子測(cè)量技術(shù);2018年13期

9 吳昊;寧勇;薄超;;外輻射源探測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J];航天電子對(duì)抗;2017年04期

10 王志綱;董鵬曙;吳瓊;;飛艇載無(wú)源雷達(dá)的外輻射源選擇[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2014年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 李雁斌;鄒波;吉峰;;天基外輻射源雷達(dá)地雜波抑制技術(shù)研究[A];空天資源的可持續(xù)發(fā)展——第一屆中國(guó)空天安全會(huì)議論文集[C];2015年

2 王玉輝;程莉;馬洪;;基于短波信號(hào)反演的中國(guó)電離層電子密度圖重構(gòu)[A];中國(guó)計(jì)算機(jī)用戶協(xié)會(huì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分會(huì)2018年第二十二屆網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)與應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2018年

3 趙玲;陳開(kāi)林;;輻射源探測(cè)定位系統(tǒng)綜述[A];四川省電子學(xué)會(huì)雷達(dá)與火控、電子線路與系統(tǒng)專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)10周年優(yōu)秀論文集[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 朱昀;RFS在外輻射源雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)及多目標(biāo)跟蹤算法中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 王海環(huán);RFS的多目標(biāo)跟蹤算法及其在外輻射源雷達(dá)中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2017年

3 孫文;多接收站外輻射源雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤[D];電子科技大學(xué);2018年

4 趙志欣;高頻外輻射源雷達(dá)新體制與信號(hào)處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2013年

5 尤君;基于多調(diào)頻廣播信號(hào)的外輻射源雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2015年

6 王玨;高分辨外輻射源雷達(dá)成像技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

7 邵啟紅;低頻段外輻射源雷達(dá)信號(hào)處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2016年

8 李紅偉;外輻射源雷達(dá)目標(biāo)定位與跟蹤方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 李萬(wàn)春;外輻射源定位跟蹤技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2009年

10 唐續(xù);外輻射源雷達(dá)目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 路維娜;機(jī)載外輻射源雷達(dá)雜波仿真及抑制技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 劉思良;數(shù)字電視外輻射源雷達(dá)信號(hào)處理的GPU實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2019年

3 郭丹丹;基于北斗二代衛(wèi)星信號(hào)的外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2019年

4 程珊珊;基于5G信號(hào)的外輻射源雷達(dá)低慢小目標(biāo)檢測(cè)方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

5 陳志猛;外輻射源雷達(dá)聯(lián)合誤差校正和無(wú)源定位方法研究[D];杭州電子科技大學(xué);2019年

6 蔡立平;無(wú)源多站協(xié)同定位下傳感器管理[D];杭州電子科技大學(xué);2019年

7 盧銘迪;以衛(wèi)星信號(hào)為外輻射源的直接定位方法研究[D];電子科技大學(xué);2019年

8 張沛男;外輻射源位置不確定時(shí)的無(wú)源協(xié)同定位技術(shù)[D];杭州電子科技大學(xué);2018年

9 張晨旗;外輻射源雷達(dá)壓縮感知方位超分辨及GPU實(shí)現(xiàn)方法[D];西安電子科技大學(xué);2018年

10 宋海婷;數(shù)字電視外輻射源雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2748849