基于DVB-S信號的無源雷達(dá)檢測方法研究
發(fā)布時(shí)間:2020-09-08 16:36
利用非合作照射源進(jìn)行目標(biāo)檢測、定位和跟蹤的無源雷達(dá)系統(tǒng),具有探測范圍廣、隱蔽性高、反隱身目標(biāo)特性強(qiáng)等特點(diǎn),備受廣大雷達(dá)研究者的關(guān)注。本論文著眼于構(gòu)建海空目標(biāo)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),研究以衛(wèi)星電視DVB-S(Digital Video Broadcasting Satellites)信號作為機(jī)會(huì)照射源的無源雷達(dá)探測系統(tǒng),針對使用非合作照射源進(jìn)行目標(biāo)探測時(shí)性能易受干擾影響的問題,提出通過多信道(頻道)聯(lián)合檢測提升檢測性能的策略,并重點(diǎn)研究了檢測結(jié)果融合時(shí)的權(quán)重設(shè)定方法;針對?漳繕(biāo)出現(xiàn)概率較低的大概率事實(shí)提出二階協(xié)作檢測方法,實(shí)現(xiàn)檢測性能有保障前提下的檢測能效提升。論文各章節(jié)內(nèi)容簡報(bào)如下:在第一章對研究背景及意義作了闡述后,第二章介紹了以衛(wèi)星電視DVB-S信號為機(jī)會(huì)照射源的無源雷達(dá)目標(biāo)探測系統(tǒng),提供了作為潛在機(jī)會(huì)照射源的亞太六號衛(wèi)星的信道實(shí)測結(jié)果。第三章基于仿真結(jié)果評估了檢測衛(wèi)星電視DVB-S信號經(jīng)空中目標(biāo)反射后的微弱回波信號所面臨的挑戰(zhàn)。第四章著眼于緩解干擾導(dǎo)致的檢測性能惡化,針對時(shí)變干擾在不同信道上獨(dú)立分布的大概率事實(shí),提出基于檢測結(jié)果加權(quán)融合的多信道聯(lián)合檢測方法:針對干擾往往持續(xù)存在于多個(gè)檢測周期的大概率事實(shí),建立了描述這一特征的干擾條件概率模型,進(jìn)而提出基于干擾存在概率估計(jì)的權(quán)重設(shè)定方法;進(jìn)一步,討論了基于干擾存在概率的權(quán)重設(shè)定方法與基于干擾功率估算的權(quán)重設(shè)定方法在多信道聯(lián)合檢測中的使用條件,并通過仿真比較了兩者的性能,同時(shí)也驗(yàn)證了相較于單信道檢測的優(yōu)越性。相關(guān)檢測和循環(huán)平穩(wěn)檢測是DVB-S信號較有效的兩種檢測方法。兩者相比,前者檢測性能更佳但檢測能效較低,后者檢測能效較高但檢測性能面對具有循環(huán)平穩(wěn)特性的干擾將顯著惡化。第五章于是提出一種二階協(xié)作檢測方案,常態(tài)下使用循環(huán)平穩(wěn)檢測,當(dāng)且僅當(dāng)循環(huán)平穩(wěn)檢測的結(jié)果顯示目標(biāo)可能存在時(shí),才使用相關(guān)檢測來做進(jìn)一步的判別。仿真結(jié)果顯示這一策略既可提高監(jiān)測系統(tǒng)的能效又能解決循環(huán)平穩(wěn)檢測面對特定類型干擾時(shí)的高虛警概率問題。
【學(xué)位單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2019
【中圖分類】:TN958.97
【部分圖文】:
學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑DVB-S為機(jī)會(huì)照射源的無源雷徸系統(tǒng)逡逑系統(tǒng)介紹逡逑如圖2.1所示,本文探討用于監(jiān)測空中移動(dòng)目標(biāo)的無源雷達(dá)系統(tǒng),使用衛(wèi)星逡逑信號作為機(jī)會(huì)照射源。一旦信號覆蓋的空域有目標(biāo)經(jīng)過,移動(dòng)目標(biāo)將產(chǎn)生衛(wèi)逡逑視信號的反射/散射信號。通過捕獲和解析這些反射/散射信號,可以發(fā)現(xiàn)和逡逑移動(dòng)目標(biāo)。作為標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星電視信號的DVB-S信號可為檢測提供較充分的先逡逑息。檢測節(jié)點(diǎn)可通過對準(zhǔn)衛(wèi)星接收直達(dá)波信號作為參考信號;同時(shí),通過掃逡逑方式捕捉經(jīng)由移動(dòng)目標(biāo)反射/散射的回波信號,將同步接收的回波信號和直逡逑信號進(jìn)行互相關(guān)即可判斷反射波中是否存在目標(biāo)信號。在相關(guān)檢測中,還可逡逑過解調(diào)再生成的方式,可以從直達(dá)波中提取出純凈的參考信號從而提高檢測逡逑。逡逑
逡逑得到低頻信號用于采樣、存儲,最后在本地進(jìn)行一系列信號處理流程。圖2.2為我逡逑們研究的無源雷達(dá)接收系統(tǒng)硬件平臺的功能框圖。逡逑IV邐:道—邐|逡逑!邐邐邋邐邋邐1邋:邐數(shù)椐獲取、存儲系統(tǒng)逡逑丨調(diào)配器H邋LNA邋4邋LPF邋!逡逑i衛(wèi)星天逡逑丨_邋線邐邐邋I邋I邐邋邋邋I逡逑射頻前端逡逑*邐fT存儲邐處理逡逑;\7"邐"—……邋邐邋:丨丨邐丨逡逑n邐監(jiān)測通道逡逑調(diào)配器邐*邋LNA邋*邋LPF逡逑iKu波段邐邋邐邋邐逡逑|衛(wèi)星天逡逑Li_邐邐邐邐i逡逑圖2.2無源雷徸接收系統(tǒng)硬件功能框圖逡逑23信號源逡逑本文采用DVB-S信號作為無源雷達(dá)的外輻射源。DVB-S,即衛(wèi)星數(shù)字視頻廣逡逑播信號系統(tǒng),是目前我國上空被廣泛采用的直播衛(wèi)星信號標(biāo)準(zhǔn),與DVB-T、FM逡逑及WiFi等信號所不同的是,DVB-信號使用的輻射源來自地球同步軌道的衛(wèi)星,逡逑因此該信號覆蓋范圍廣闊且有較大的輻射功率。這使得該信號相比于其他外輻射逡逑源具有一定的優(yōu)勢。與其他外輻射源信號相同,DVB-S信號并不是以雷徶檢測為逡逑目的的信號,但是文獻(xiàn)[丨1]中已經(jīng)證明,根據(jù)DVB-S信號的特性,其能夠作為無逡逑源雷達(dá)系統(tǒng)的外輻射源。目前國內(nèi)外已經(jīng)有關(guān)于DVB-S信號特征以及檢測方法的逡逑研究,文獻(xiàn)[45]對DVB-S信號的模糊特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本文研究的無源雷逡逑達(dá)也將以DVB-S信號作為外輻射源。逡逑DVB-S采用格雷碼編碼的QPSK調(diào)制技術(shù),生成過程如圖2.3所示。逡逑9逡逑
n=\逡逑設(shè)定碼元速率頻率凡=30MHz,升余弦濾波器滾降系數(shù)a=0.3邋,載波頻率逡逑40MHZ,此時(shí)帶寬5=(l+a)/?.產(chǎn)39MHz,仿真得DVB-S信號頻譜圖如圖2.4所示。逡逑圖2.5為實(shí)測DVB-S信號頻譜圖。從圖2.4與圖2.5可以看出:仿真、實(shí)測DVB-逡逑S信號頻譜的3dB帶寬與理論帶寬基本一致。逡逑10逡逑
本文編號:2814394
【學(xué)位單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2019
【中圖分類】:TN958.97
【部分圖文】:
學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑DVB-S為機(jī)會(huì)照射源的無源雷徸系統(tǒng)逡逑系統(tǒng)介紹逡逑如圖2.1所示,本文探討用于監(jiān)測空中移動(dòng)目標(biāo)的無源雷達(dá)系統(tǒng),使用衛(wèi)星逡逑信號作為機(jī)會(huì)照射源。一旦信號覆蓋的空域有目標(biāo)經(jīng)過,移動(dòng)目標(biāo)將產(chǎn)生衛(wèi)逡逑視信號的反射/散射信號。通過捕獲和解析這些反射/散射信號,可以發(fā)現(xiàn)和逡逑移動(dòng)目標(biāo)。作為標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星電視信號的DVB-S信號可為檢測提供較充分的先逡逑息。檢測節(jié)點(diǎn)可通過對準(zhǔn)衛(wèi)星接收直達(dá)波信號作為參考信號;同時(shí),通過掃逡逑方式捕捉經(jīng)由移動(dòng)目標(biāo)反射/散射的回波信號,將同步接收的回波信號和直逡逑信號進(jìn)行互相關(guān)即可判斷反射波中是否存在目標(biāo)信號。在相關(guān)檢測中,還可逡逑過解調(diào)再生成的方式,可以從直達(dá)波中提取出純凈的參考信號從而提高檢測逡逑。逡逑
逡逑得到低頻信號用于采樣、存儲,最后在本地進(jìn)行一系列信號處理流程。圖2.2為我逡逑們研究的無源雷達(dá)接收系統(tǒng)硬件平臺的功能框圖。逡逑IV邐:道—邐|逡逑!邐邐邋邐邋邐1邋:邐數(shù)椐獲取、存儲系統(tǒng)逡逑丨調(diào)配器H邋LNA邋4邋LPF邋!逡逑i衛(wèi)星天逡逑丨_邋線邐邐邋I邋I邐邋邋邋I逡逑射頻前端逡逑*邐fT存儲邐處理逡逑;\7"邐"—……邋邐邋:丨丨邐丨逡逑n邐監(jiān)測通道逡逑調(diào)配器邐*邋LNA邋*邋LPF逡逑iKu波段邐邋邐邋邐逡逑|衛(wèi)星天逡逑Li_邐邐邐邐i逡逑圖2.2無源雷徸接收系統(tǒng)硬件功能框圖逡逑23信號源逡逑本文采用DVB-S信號作為無源雷達(dá)的外輻射源。DVB-S,即衛(wèi)星數(shù)字視頻廣逡逑播信號系統(tǒng),是目前我國上空被廣泛采用的直播衛(wèi)星信號標(biāo)準(zhǔn),與DVB-T、FM逡逑及WiFi等信號所不同的是,DVB-信號使用的輻射源來自地球同步軌道的衛(wèi)星,逡逑因此該信號覆蓋范圍廣闊且有較大的輻射功率。這使得該信號相比于其他外輻射逡逑源具有一定的優(yōu)勢。與其他外輻射源信號相同,DVB-S信號并不是以雷徶檢測為逡逑目的的信號,但是文獻(xiàn)[丨1]中已經(jīng)證明,根據(jù)DVB-S信號的特性,其能夠作為無逡逑源雷達(dá)系統(tǒng)的外輻射源。目前國內(nèi)外已經(jīng)有關(guān)于DVB-S信號特征以及檢測方法的逡逑研究,文獻(xiàn)[45]對DVB-S信號的模糊特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本文研究的無源雷逡逑達(dá)也將以DVB-S信號作為外輻射源。逡逑DVB-S采用格雷碼編碼的QPSK調(diào)制技術(shù),生成過程如圖2.3所示。逡逑9逡逑
n=\逡逑設(shè)定碼元速率頻率凡=30MHz,升余弦濾波器滾降系數(shù)a=0.3邋,載波頻率逡逑40MHZ,此時(shí)帶寬5=(l+a)/?.產(chǎn)39MHz,仿真得DVB-S信號頻譜圖如圖2.4所示。逡逑圖2.5為實(shí)測DVB-S信號頻譜圖。從圖2.4與圖2.5可以看出:仿真、實(shí)測DVB-逡逑S信號頻譜的3dB帶寬與理論帶寬基本一致。逡逑10逡逑
【參考文獻(xiàn)】
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5 王禮勇;多信道雷達(dá)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年
本文編號:2814394
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