發(fā)布時間：2017-06-09 19:19

  本文關鍵詞：低空目標探測雷達高速目標檢測與跟蹤技術研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：低空目標檢測與跟蹤問題是目前雷達領域主要研究的課題之一,由于多徑效應帶來低空目標回波幅度的起伏,使得雷達目標檢測性能降低,同時低空目標的強機動性會導致跟蹤濾波產(chǎn)生發(fā)散現(xiàn)象。本文針對低空目標檢測與跟蹤時存在的問題,采用了頻率分集檢測方法對低空目標進行檢測,在此基礎上,采用一階擴展卡爾曼濾波(Extend Kalman Filter,EKF)方法對低空高速目標進行跟蹤濾波,驗證了這兩種方法可以提升低空目標檢測性能以及跟蹤濾波效果。本文針對低空目標探測雷達的低空高速目標檢測與跟蹤問題,主要分析了基于Keystone變換重新采樣方法的頻率分集檢測方法對目標檢測性能的提升,比較了不同跟蹤濾波方法對低空高速目標的跟蹤濾波性能,完成了基于低空目標探測雷達的信號處理系統(tǒng)FPGA實現(xiàn),主要的工作包括:1、通過建立低空目標多徑效應下的回波模型,分析了多徑效應對回波幅度以及雷達檢測性能的影響。2、采用了基于Keystone變換重新采樣方法的頻率分集檢測方法對低空目標進行檢測。該方法消除了多徑效應帶來的回波幅值起伏影響,利用不同通道進行目標信息積累,與單通道檢測比較,該方法改善了回波信噪比,提升了檢測性能。3、分別采用了α-β濾波、基于勻速運動狀態(tài)模型的卡爾曼(Kalman)濾波、基于勻加速運動狀態(tài)模型的Kalman濾波、一階EKF方法對低空高速目標進行跟蹤濾波。仿真了這四種濾波方式下對目標距離、速度的濾波過程,分別獲得了距離、速度濾波值與真實距離、速度的均方根誤差,并比較了這四種方法的性能。理論分析和仿真結果表明,一階EKF方法性能優(yōu)于其他三種方法。4、基于低空目標探測雷達項目研究背景,給出了工程上實現(xiàn)信號處理的具體方案,完成了包括脈沖壓縮、動目標顯示(Moving Target Indicator,MTI)、動目標檢測(Moving Target Detection,MTD)、恒虛警率處理(Constant False Alarm Rate,CFAR)、目標距離、多普勒凝聚、目標跟蹤的FPGA算法設計與實現(xiàn)工作。系統(tǒng)通過功能仿真、與分系統(tǒng)級聯(lián)調試驗證了該系統(tǒng)FPGA實現(xiàn)的邏輯正確性與可實現(xiàn)性。通過外場測試,可檢測實際目標并進行跟蹤,驗證了該系統(tǒng)的實用性。本文通過對低空目標檢測與跟蹤方法的研究,總結了適用于低空目標探測雷達信號處理系統(tǒng)FPGA實現(xiàn)的目標檢測與跟蹤方法,并在實際工程中加以應用。
【關鍵詞】：低空目標探測 頻率分集檢測 擴展卡爾曼濾波方法 FPGA實現(xiàn)
【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
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究動態(tài)11-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 1.4 內容安排13-15
• 第二章 低空目標檢測與跟蹤理論基礎15-32
• 2.1 低空目標檢測理論基礎15-25
• 2.1.1 信號檢測理論基礎15-20
• 2.1.2 目標多徑效應對雷達檢測性能的影響20-25
• 2.2 低空目標跟蹤理論基礎25-31
• 2.2.1 α-β濾波算法26-27
• 2.2.2 Kalman濾波算法27-29
• 2.2.3 EKF算法29-31
• 2.3 本章小結31-32
• 第三章 低空目標探測雷達目標檢測方法32-44
• 3.1 低空目標多徑模型32-35
• 3.2 基于低空目標多徑模型的頻率分集檢測方法35-40
• 3.2.1 Keystone變換原理36-37
• 3.2.2 基于Keystone變換重新采樣方法的頻率分集檢測方法37-40
• 3.3 仿真實驗與檢測性能分析40-43
• 3.3.1 對通道回波重新采樣方法的仿真驗證40-41
• 3.3.2 對低空目標模型進行頻率分集檢測的仿真驗證41-43
• 3.4 本章小結43-44
• 第四章 低空目標探測雷達目標跟蹤方法44-58
• 4.1 低空目標探測雷達目標運動模型44-45
• 4.2 低空目標探測雷達低空高速目標的跟蹤濾波方法45-50
• 4.2.1 空間極坐標下的α-β濾波方法46-47
• 4.2.2 空間極坐標下的Kalman濾波方法47-48
• 4.2.3 空間極坐標下的EKF方法48-50
• 4.3 仿真分析與性能比較50-57
• 4.3.1 α-β濾波方法仿真50-51
• 4.3.2 卡爾曼濾波方法仿真51-54
• 4.3.3 EKF方法仿真54-55
• 4.3.4 各濾波器性能比較55-57
• 4.4 本章小結57-58
• 第五章 低空目標探測雷達信號處理系統(tǒng)FPGA算法設計58-69
• 5.1 信號處理系統(tǒng)構架58-59
• 5.2 信號處理系統(tǒng)方案論證59-68
• 5.2.1 脈沖壓縮模塊算法設計61-63
• 5.2.2 MTI與MTD模塊算法設計63-64
• 5.2.3 CFAR處理模塊算法設計64-66
• 5.2.4 距離、多普勒凝聚模塊算法設計66
• 5.2.5 目標跟蹤濾波模塊算法設計66-68
• 5.3 本章小結68-69
• 第六章 低空目標探測雷達信號處理系統(tǒng)FPGA實現(xiàn)69-84
• 6.1 信號處理系統(tǒng)FPGA設計實現(xiàn)69-80
• 6.1.1 脈沖壓縮模塊FPGA實現(xiàn)69-71
• 6.1.2 MTI與MTD模塊FPGA實現(xiàn)71-76
• 6.1.3 CFAR處理模塊FPGA實現(xiàn)76-77
• 6.1.4 距離、多普勒凝聚模塊FPGA實現(xiàn)77-79
• 6.1.5 目標跟蹤濾波模塊FPGA實現(xiàn)79-80
• 6.2 信號處理系統(tǒng)FPGA實現(xiàn)結果驗證80-83
• 6.2.1 模擬航跡下，信號處理結果分析81-82
• 6.2.2 實際目標飛行軌跡下，信號處理結果分析82-83
• 6.3 本章小結83-84
• 第七章 總結與展望84-86
• 7.1 工作總結84-85
• 7.2 展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊世海,胡衛(wèi)東,萬建偉,周良柱;多徑反射下低空目標檢測研究[J];電子與信息學報;2002年04期

  本文關鍵詞：低空目標探測雷達高速目標檢測與跟蹤技術研究與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：436460