以HPM(高功率微波)信號作為發(fā)射信號的HPM短脈沖雷達(dá),由于HPM信號的脈沖短、峰值功率高以及包絡(luò)起伏等特性,使該類雷達(dá)具備了較高的距離分辨率以及較強(qiáng)的檢測力,在民用或者國防上都有著較為廣闊的發(fā)展前景。但與常規(guī)雷達(dá)相比,該類新型雷達(dá)若利用常規(guī)的發(fā)射信號模型、目標(biāo)回波模型以及目標(biāo)檢測方法等,不能獲得其最佳的目標(biāo)檢測效果。本文針對HPM短脈沖雷達(dá),研究分析了其信號處理中的信號模型構(gòu)建及目標(biāo)信號檢測等。文中首先分析了常規(guī)雷達(dá)的信號模型構(gòu)建與目標(biāo)信號檢測,明晰了常規(guī)雷達(dá)信號處理技術(shù)運(yùn)用在HPM短脈沖雷達(dá)時(shí)出現(xiàn)的不適用性。然后分析了 HPM信號的包絡(luò)、相位以及時(shí)頻等信號特征,提出了針對HPM信號的重構(gòu)方法,并利用高斯多峰模型構(gòu)建其包絡(luò)擬合模型,多項(xiàng)式模型構(gòu)建其相位擬合模型,再將兩者結(jié)合獲得了 HPM信號的脈沖調(diào)制模型,而且通過Matlab進(jìn)行仿真檢驗(yàn),證實(shí)了該方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)HPM信號的重構(gòu)。其次研究了該類雷達(dá)的目標(biāo)散射中心模型、散射中心截面積模型以及目標(biāo)的姿態(tài)變化,并結(jié)合多點(diǎn)模型構(gòu)建了該類雷達(dá)的目標(biāo)回波模型。也針對幾種常見的雜波模型進(jìn)行了仿真研究,并獲得了不錯(cuò)的仿真結(jié)果。本文最后研究了適用于HPM短脈沖雷達(dá)的目標(biāo)信號檢測法,通過研究分析得知,常規(guī)雷達(dá)的匹配濾波器已不再是該類新型雷達(dá)的最佳檢測器,為了有效地利用該類雷達(dá)各距離分辨單元里的回波能量,本文利用隨機(jī)參量脈沖串法對該類雷達(dá)進(jìn)行目標(biāo)檢測,并通過Matlab仿真驗(yàn)證了該檢測法的有效性,相較于常規(guī)檢測法,該方法提升了 HPM短脈沖雷達(dá)目標(biāo)回波的檢測效果。
【學(xué)位單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN957.51
【部分圖文】：

??１．１．２雷達(dá)信號處理研宄背景??在雷達(dá)系統(tǒng)中，主要的組成內(nèi)容如圖１．１所示，其中包括雷達(dá)的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)、??雷達(dá)信號處理機(jī)以及顯示設(shè)備。此時(shí)，雷達(dá)進(jìn)行目標(biāo)探測時(shí)的主要流程為：發(fā)射信號、??接收信號然后進(jìn)行雷達(dá)信號處理。在雷達(dá)探測目標(biāo)的整體流程中，雷達(dá)信號處理一直都??是至關(guān)重要的部分，而現(xiàn)代的雷達(dá)信號處理技術(shù)正朝更高效的處理速度、更大的處理容??量等方向進(jìn)步與發(fā)展。??發(fā)射機(jī)???接收機(jī)??１??信號處理機(jī)??顯示設(shè)備??圖１．１雷達(dá)系統(tǒng)??在研究新型的ＨＰＭ短脈沖雷達(dá)技術(shù)時(shí)，也需要重點(diǎn)研宄該類雷達(dá)的信號處理技術(shù)。??而針對雷達(dá)的信號處理，需要實(shí)現(xiàn)的核心目的是：在含有各種雜波信號以及噪聲信號的??雷達(dá)回波中，提取出所探測目標(biāo)的回波信號。其中，降低甚至消除目標(biāo)回波信號中的干??擾成分，并同時(shí)提高雷達(dá)的距離分辨力以及最遠(yuǎn)的探測距離，也是雷達(dá)信號處理中非常??重要的任務(wù)。??在早期研宄雷達(dá)的信號處理技術(shù)時(shí)

還需利用回波的其他信號特征。在所有接收的回波信號ｕ（ｒ）中，無非就存在??兩種情況：一種情況是同時(shí)含有目標(biāo)信號與噪聲信號ｎ（〇；另外一種情況便是只含??有噪聲信號。如圖２．１所示，雷達(dá)的的信號檢測系統(tǒng)，即是先對回波信號按一??定方法進(jìn)行處理，再根據(jù)信號處理結(jié)果，判斷出回波中是僅含有噪聲信號，即＝?ｎ⑴；??還是同時(shí)含有目標(biāo)信號與噪聲信息，即ｔＸＯｚＭＯ?＋?ＷＯ。??｜?Ｖ（ｔ）＝ｎ（ｔ）?目標(biāo)不存在??Ｖ（ｔ）?｜?１＞（／）?＝?５（〇?＋?／｜（／）目標(biāo)存在???？信號檢測系統(tǒng)??＾??圖２．１雷達(dá)的信號檢測系統(tǒng)??７??

因而該判決準(zhǔn)則被人們廣泛地運(yùn)用在了雷達(dá)信號檢測中。??２．２．３單脈沖回波信號檢測??在常規(guī)雷達(dá)的單脈沖回波檢測中，其最佳檢測系統(tǒng)如圖２．２所示，由于該類雷達(dá)有??著比較低的距離分辨率，目標(biāo)的上的所有散射中心產(chǎn)生的子回波在時(shí)域發(fā)生了重疊，使??其回波信號被當(dāng)作點(diǎn)目標(biāo)回波進(jìn)行處理。??門限值??ｖ（ｔ）?＊?｜?一??—？匹配濾波器一？包絡(luò)檢波器一？門限判決器一在??圖２．２單脈沖回波信號檢測系統(tǒng)??９??
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