LTE外輻射源雷達多旋翼無人機探測技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-07-21 06:14
當前,多旋翼無人機在公共安全、醫(yī)療救援、氣象監(jiān)視、影視拍攝、航空遙感以及賽事直播等領(lǐng)域都扮演著重要的角色。然而與此同時,多旋翼無人機的大量應(yīng)用卻引起了一定的安全隱患,不僅對低空航道和個人隱私造成嚴重威脅,甚至還有可能會被犯罪分子操縱對重要公共設(shè)施進行破壞。因此,多旋翼無人機探測技術(shù)研究具有重要的理論意義和實用價值。由于具有全天候全天時的偵測能力,雷達是多旋翼無人機探測的重要手段。其中,外輻射源雷達由于其自身并不發(fā)射電磁波,僅利用空間中已有的電磁信號進行目標探測,更加適合于城市環(huán)境下針對多旋翼無人機這種“低、小、慢”目標的探測需求。外輻射源雷達歷經(jīng)八十余年的技術(shù)積淀,目前已經(jīng)發(fā)展至第二代相參檢測的數(shù)字外輻射源雷達,并且正在朝著第三代知識輔助的數(shù)字外輻射源雷達逐步演進。在城市環(huán)境下的諸多外輻射源信號中,歸因于4G基站的大規(guī)模布局建設(shè),OFDM多載波調(diào)制的寬頻帶信號結(jié)構(gòu)特點,以及面向未來5G移動通信的良好兼容性,LTE信號被認為是當前民用外輻射源中的優(yōu)選信號。因此,本文致力于開展LTE外輻射源信號探測多旋翼無人機的技術(shù)研究,主要包括以下四個方面:一、研究了LTE外輻射源信號照射下的多旋翼無人...
【文章來源】:國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 多旋翼無人機的安全隱患及應(yīng)對策略
1.1.2 外輻射源雷達探測多旋翼無人機的重要意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 外輻射源雷達的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于外輻射源雷達的多旋翼無人機探測系統(tǒng)
1.2.3 LTE外輻射源雷達多旋翼無人機探測的難點問題
1.3 論文研究思路與組織結(jié)構(gòu)
1.3.1 論文的研究思路
1.3.2 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 多旋翼無人機雷達目標特性及其回波信號建模
2.1 引言
2.2 多旋翼無人機雷達散射特性
2.3 多旋翼無人機風速擾動效應(yīng)
2.3.1 風速模型
2.3.2 變化風速作用下的多普勒頻率時變擾動效應(yīng)
2.4 多旋翼無人機回波信號建模
2.5 本章小結(jié)
第三章 LTE信號探測多旋翼無人機的可行性分析
3.1 引言
3.2 LTE信號波形介紹
3.2.1 頻譜資源
3.2.2 波形參數(shù)
3.2.3 信號結(jié)構(gòu)
3.3 LTE外輻射源信號的探測范圍
3.4 LTE外輻射源信號的分辨能力
3.4.1 距離分辨能力
3.4.2 速度分辨能力
3.4.3 模糊函數(shù)
3.5 多載波調(diào)制信號模糊函數(shù)分析與改善
3.5.1 多載波調(diào)制信號模型
3.5.2 多載波調(diào)制信號的模糊函數(shù)
3.5.3 OFDM信號模糊函數(shù)改善方法
3.6 本章小結(jié)
第四章 LTE參考信號重構(gòu)方法
4.1 引言
4.2 高信噪比條件下的LTE參考信號重構(gòu)方法
4.2.1 Lloyd-Max盲信道估計算法
4.2.2 基于Lloyd-Max算法的低復(fù)雜度OFDM參考信號重構(gòu)算法
4.2.3 仿真結(jié)果與分析
4.3 低信噪比條件下的LTE參考信號重構(gòu)算法
4.3.1 LTE導(dǎo)頻信號
4.3.2 基于導(dǎo)頻信號輔助的LTE參考信號重構(gòu)算法
4.3.3 導(dǎo)頻輔助算法對模糊函數(shù)性能的影響分析
4.3.4 仿真結(jié)果與分析
4.4 參考通道信號處理流程
4.4.1 參考通道接收信號信噪比估計方法
4.4.2 信噪比門限值的確定方法
4.5 本章小結(jié)
第五章 多徑雜波抑制與多旋翼無人機回波信號檢測方法
5.1 引言
5.2 多徑雜波抑制方法
5.2.1 擴展相消算法
5.2.2 載波域的擴展相消算法
5.2.3 參考信號存在重構(gòu)誤差情況下的ECA-C算法
5.2.4 基于子載波相關(guān)性的低復(fù)雜度ECA-C算法
5.3 多旋翼無人機回波信號檢測技術(shù)
5.3.1 面向多普勒頻率估計的卡爾曼濾波器形式
5.3.2 基于交互多?柭鼮V波的多普勒頻率估計算法
5.3.3 仿真結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 引言
6.2 主要研究成果
6.3 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術(shù)成果
附錄A 式 (4.26)的推導(dǎo)過程
附錄B 縮略語表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于FBMC的多基地外輻射源雷達性能分析[J]. 汪清,燕瑞超. 天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版). 2017(08)
[2]采樣速率偏差對數(shù)字電視外輻射源雷達性能影響研究[J]. 萬顯榮,程熠瑤,易建新,張勛. 電子與信息學報. 2017(10)
[3]分布式數(shù)字廣播電視外輻射源雷達系統(tǒng)同步設(shè)計與測試[J]. 萬顯榮,孫緒望,易建新,呂敏,饒云華. 雷達學報. 2017(01)
[4]基于SMC的四旋翼無人機抗風擾研究[J]. 許喆. 電光與控制. 2017(01)
[5]風干擾下的四旋翼無人機ADRC控制律設(shè)計[J]. 馮長輝,齊曉慧,蘇立軍,王瑾. 測控技術(shù). 2016(09)
[6]四旋翼無人機風場擾動軌跡控制器設(shè)計[J]. 劉錦濤,吳文海,李靜,周思羽,高麗. 飛行力學. 2016(02)
[7]基于EMD和卡爾曼濾波的振蕩信號檢測[J]. 許峰,李開成,王可. 電測與儀表. 2015(24)
[8]變化風場中無人機穩(wěn)定控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[J]. 馬文來. 濱州學院學報. 2015(04)
[9]四旋翼無人機速度控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 陳金輝,潘佳笛,王偉. 計算機測量與控制. 2015(06)
[10]平坦慢衰落信道下基于HOS的PSK調(diào)制盲信道估計[J]. 李嘯天,雷菁,劉偉,李艷斌,張潤生. 通信學報. 2015(05)
博士論文
[1]神經(jīng)智能控制在小型快遞無人機系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[D]. 張潮.北京科技大學 2017
[2]數(shù)字電視輻射源雷達參考信號獲取及干擾抑制算法研究[D]. 馮遠.北京理工大學 2014
[3]分布式無源雷達成像方法研究[D]. 王碩.中國科學技術(shù)大學 2014
[4]基于盲方法的外輻射源雷達目標探測研究[D]. 張各各.西安電子科技大學 2014
[5]基于外輻射源信號的無源雷達關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 盧開旺.武漢理工大學 2014
[6]外輻射源雷達目標定位與跟蹤方法研究[D]. 李紅偉.西安電子科技大學 2012
[7]空基輻射源非合作探測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊博.國防科學技術(shù)大學 2011
[8]基于WiMAX的被動雷達理論及系統(tǒng)研究[D]. 汪清.天津大學 2010
[9]基于GPS的無源雷達技術(shù)研究[D]. 楊進佩.南京理工大學 2006
[10]基于調(diào)頻廣播的無源雷達系統(tǒng)中微弱目標檢測技術(shù)的研究[D]. 趙洪立.西安電子科技大學 2006
碩士論文
[1]基于自抗擾算法的四旋翼無人機抗風性能研究[D]. 史騰飛.華北電力大學 2017
[2]頻率選擇性信道下基于時間反轉(zhuǎn)的物理層安全技術(shù)研究[D]. 曹偉.國防科學技術(shù)大學 2014
[3]知識輔助檢測跟蹤一體化算法研究[D]. 王云奇.電子科技大學 2014
[4]基于北斗衛(wèi)星的無源雷達定位方法研究[D]. 劉瑩.河南師范大學 2013
[5]無人直升機飛行控制若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 尹亮亮.南京航空航天大學 2012
[6]雷達低空目標跟蹤技術(shù)研究[D]. 韓興斌.中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學 2002
本文編號:3294487
【文章來源】:國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 多旋翼無人機的安全隱患及應(yīng)對策略
1.1.2 外輻射源雷達探測多旋翼無人機的重要意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 外輻射源雷達的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于外輻射源雷達的多旋翼無人機探測系統(tǒng)
1.2.3 LTE外輻射源雷達多旋翼無人機探測的難點問題
1.3 論文研究思路與組織結(jié)構(gòu)
1.3.1 論文的研究思路
1.3.2 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 多旋翼無人機雷達目標特性及其回波信號建模
2.1 引言
2.2 多旋翼無人機雷達散射特性
2.3 多旋翼無人機風速擾動效應(yīng)
2.3.1 風速模型
2.3.2 變化風速作用下的多普勒頻率時變擾動效應(yīng)
2.4 多旋翼無人機回波信號建模
2.5 本章小結(jié)
第三章 LTE信號探測多旋翼無人機的可行性分析
3.1 引言
3.2 LTE信號波形介紹
3.2.1 頻譜資源
3.2.2 波形參數(shù)
3.2.3 信號結(jié)構(gòu)
3.3 LTE外輻射源信號的探測范圍
3.4 LTE外輻射源信號的分辨能力
3.4.1 距離分辨能力
3.4.2 速度分辨能力
3.4.3 模糊函數(shù)
3.5 多載波調(diào)制信號模糊函數(shù)分析與改善
3.5.1 多載波調(diào)制信號模型
3.5.2 多載波調(diào)制信號的模糊函數(shù)
3.5.3 OFDM信號模糊函數(shù)改善方法
3.6 本章小結(jié)
第四章 LTE參考信號重構(gòu)方法
4.1 引言
4.2 高信噪比條件下的LTE參考信號重構(gòu)方法
4.2.1 Lloyd-Max盲信道估計算法
4.2.2 基于Lloyd-Max算法的低復(fù)雜度OFDM參考信號重構(gòu)算法
4.2.3 仿真結(jié)果與分析
4.3 低信噪比條件下的LTE參考信號重構(gòu)算法
4.3.1 LTE導(dǎo)頻信號
4.3.2 基于導(dǎo)頻信號輔助的LTE參考信號重構(gòu)算法
4.3.3 導(dǎo)頻輔助算法對模糊函數(shù)性能的影響分析
4.3.4 仿真結(jié)果與分析
4.4 參考通道信號處理流程
4.4.1 參考通道接收信號信噪比估計方法
4.4.2 信噪比門限值的確定方法
4.5 本章小結(jié)
第五章 多徑雜波抑制與多旋翼無人機回波信號檢測方法
5.1 引言
5.2 多徑雜波抑制方法
5.2.1 擴展相消算法
5.2.2 載波域的擴展相消算法
5.2.3 參考信號存在重構(gòu)誤差情況下的ECA-C算法
5.2.4 基于子載波相關(guān)性的低復(fù)雜度ECA-C算法
5.3 多旋翼無人機回波信號檢測技術(shù)
5.3.1 面向多普勒頻率估計的卡爾曼濾波器形式
5.3.2 基于交互多?柭鼮V波的多普勒頻率估計算法
5.3.3 仿真結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 引言
6.2 主要研究成果
6.3 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術(shù)成果
附錄A 式 (4.26)的推導(dǎo)過程
附錄B 縮略語表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于FBMC的多基地外輻射源雷達性能分析[J]. 汪清,燕瑞超. 天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版). 2017(08)
[2]采樣速率偏差對數(shù)字電視外輻射源雷達性能影響研究[J]. 萬顯榮,程熠瑤,易建新,張勛. 電子與信息學報. 2017(10)
[3]分布式數(shù)字廣播電視外輻射源雷達系統(tǒng)同步設(shè)計與測試[J]. 萬顯榮,孫緒望,易建新,呂敏,饒云華. 雷達學報. 2017(01)
[4]基于SMC的四旋翼無人機抗風擾研究[J]. 許喆. 電光與控制. 2017(01)
[5]風干擾下的四旋翼無人機ADRC控制律設(shè)計[J]. 馮長輝,齊曉慧,蘇立軍,王瑾. 測控技術(shù). 2016(09)
[6]四旋翼無人機風場擾動軌跡控制器設(shè)計[J]. 劉錦濤,吳文海,李靜,周思羽,高麗. 飛行力學. 2016(02)
[7]基于EMD和卡爾曼濾波的振蕩信號檢測[J]. 許峰,李開成,王可. 電測與儀表. 2015(24)
[8]變化風場中無人機穩(wěn)定控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[J]. 馬文來. 濱州學院學報. 2015(04)
[9]四旋翼無人機速度控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 陳金輝,潘佳笛,王偉. 計算機測量與控制. 2015(06)
[10]平坦慢衰落信道下基于HOS的PSK調(diào)制盲信道估計[J]. 李嘯天,雷菁,劉偉,李艷斌,張潤生. 通信學報. 2015(05)
博士論文
[1]神經(jīng)智能控制在小型快遞無人機系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[D]. 張潮.北京科技大學 2017
[2]數(shù)字電視輻射源雷達參考信號獲取及干擾抑制算法研究[D]. 馮遠.北京理工大學 2014
[3]分布式無源雷達成像方法研究[D]. 王碩.中國科學技術(shù)大學 2014
[4]基于盲方法的外輻射源雷達目標探測研究[D]. 張各各.西安電子科技大學 2014
[5]基于外輻射源信號的無源雷達關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 盧開旺.武漢理工大學 2014
[6]外輻射源雷達目標定位與跟蹤方法研究[D]. 李紅偉.西安電子科技大學 2012
[7]空基輻射源非合作探測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊博.國防科學技術(shù)大學 2011
[8]基于WiMAX的被動雷達理論及系統(tǒng)研究[D]. 汪清.天津大學 2010
[9]基于GPS的無源雷達技術(shù)研究[D]. 楊進佩.南京理工大學 2006
[10]基于調(diào)頻廣播的無源雷達系統(tǒng)中微弱目標檢測技術(shù)的研究[D]. 趙洪立.西安電子科技大學 2006
碩士論文
[1]基于自抗擾算法的四旋翼無人機抗風性能研究[D]. 史騰飛.華北電力大學 2017
[2]頻率選擇性信道下基于時間反轉(zhuǎn)的物理層安全技術(shù)研究[D]. 曹偉.國防科學技術(shù)大學 2014
[3]知識輔助檢測跟蹤一體化算法研究[D]. 王云奇.電子科技大學 2014
[4]基于北斗衛(wèi)星的無源雷達定位方法研究[D]. 劉瑩.河南師范大學 2013
[5]無人直升機飛行控制若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 尹亮亮.南京航空航天大學 2012
[6]雷達低空目標跟蹤技術(shù)研究[D]. 韓興斌.中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學 2002
本文編號:3294487
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