本文關(guān)鍵詞：艦載地波雷達(dá)背景下的海雜波抑制方法研究

  更多相關(guān)文章： 艦載高頻地波雷達(dá) 海雜波 抑制 正交加權(quán) 斜投影 空時(shí)自適應(yīng)處理

【摘要】：隨著各國對海上資源重視程度的加大,艦載地波雷達(dá)以其優(yōu)秀的機(jī)動(dòng)性、靈活性和生存能力受到越來越多的關(guān)注。作為一種對海上目標(biāo)遠(yuǎn)距離探測、跟蹤和早期預(yù)警的有效手段,艦載地波雷達(dá)在海洋資源開發(fā)、海洋維權(quán)、海上執(zhí)法中有著廣泛應(yīng)用前景。由于平臺(tái)的運(yùn)動(dòng),相較于岸基地波雷達(dá),艦載地波雷達(dá)回波中一階海雜波譜將會(huì)展寬,從而湮沒低速艦船目標(biāo),嚴(yán)重影響目標(biāo)檢測。對艦載平臺(tái)中展寬海雜波的抑制方法進(jìn)行研究有著重大意義。本文以艦載地波雷達(dá)為背景,對展寬海雜波的抑制方法進(jìn)行研究,仿真分析現(xiàn)有的幾種雜波抑制算法,并對算法做出改進(jìn)。首先分析了艦載地波雷達(dá)的檢測背景,給出了影響最為嚴(yán)重的海雜波形成機(jī)理和回波功率數(shù)學(xué)模型。平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí),由于雷達(dá)存在一定的波束寬度,對不同方向的一階海雜波回波會(huì)引入不同的多普勒偏移,從而導(dǎo)致海雜波一階譜的展寬。在雷達(dá)分辨單元內(nèi),海雜波可以當(dāng)成是來自確定方向的獨(dú)立干擾,這也構(gòu)成了空域海雜波抑制算法的理論基礎(chǔ)。從空域?qū)ｋs波進(jìn)行抑制是現(xiàn)在常用的方法,主要有正交加權(quán)和斜投影兩種算法。這兩種算法均從信號(hào)空間和雜波空間的分離入手,通過投影變換來實(shí)現(xiàn)對展寬海雜波的抑制。正交加權(quán)算法在信號(hào)和雜波在方位上相距較近時(shí)會(huì)出現(xiàn)主瓣分裂現(xiàn)象,導(dǎo)致目標(biāo)增益損失嚴(yán)重。斜投影算法通過改變投影算子改善了這一問題。實(shí)際應(yīng)用中,由于無法準(zhǔn)確知道信號(hào)的方向,需要使用掃描的導(dǎo)向矢量來代替,這樣斜投影算法的實(shí)際效果會(huì)受到影響�？紤]到一階展寬海雜波具有很強(qiáng)的空時(shí)耦合性,單獨(dú)從空域進(jìn)行雜波抑制效果不如從多維聯(lián)合域?qū)﹄s波進(jìn)行抑制。本文將在機(jī)載雷達(dá)中廣泛應(yīng)用的空時(shí)自適應(yīng)處理方法引入艦載雷達(dá)中,結(jié)合對艦載地波雷達(dá)中雜波特性和數(shù)據(jù)特點(diǎn)的分析,確定了局域聯(lián)合處理和空時(shí)多波束兩種適合的降維算法。這兩種算法均通過變換矩陣,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到角度多普勒域,利用關(guān)心距離單元周圍的距離單元對其內(nèi)海雜波協(xié)方差矩陣做出估計(jì),進(jìn)而求得空時(shí)處理權(quán)矢量,實(shí)現(xiàn)最大信噪比準(zhǔn)則下的海雜波抑制。針對局域聯(lián)合處理算法中,抑制效果嚴(yán)重依賴于干擾協(xié)方差矩陣估算準(zhǔn)確度問題,本文提出了基于不同距離單元數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的變權(quán)重海雜波協(xié)方差矩陣計(jì)算方法,充分利用訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù),給出了干擾協(xié)方差矩陣更為精確的估計(jì)方法,對局域聯(lián)合處理算法進(jìn)行了改進(jìn)。針對局域聯(lián)合處理算法對角度估計(jì)不夠準(zhǔn)確問題,本文提出了結(jié)合局域聯(lián)合處理算法和空域投影算法優(yōu)點(diǎn)的空時(shí)級(jí)聯(lián)處理算法,保證多普勒域雜波抑制良好效果的同時(shí)對目標(biāo)方位做出更準(zhǔn)確的估計(jì)�；趯�(shí)測數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這兩種算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：艦載高頻地波雷達(dá) 海雜波 抑制 正交加權(quán) 斜投影 空時(shí)自適應(yīng)處理
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P715;TN958
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 地波雷達(dá)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 艦載地波雷達(dá)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 艦載地波雷達(dá)背景下的雜波抑制方法研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 艦載地波雷達(dá)傳播方程推導(dǎo)及檢測背景分析18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 傳播方程的推導(dǎo)18-21
• 2.2.1 被動(dòng)接收模式18-21
• 2.2.2 主動(dòng)探測模式21
• 2.3 地波傳播仿真與分析21-22
• 2.4 艦載地波雷達(dá)檢測背景分析22-29
• 2.4.1 海浪雜波22-28
• 2.4.2 電離層雜波28
• 2.4.3 環(huán)境噪聲28-29
• 2.4.4 內(nèi)部噪聲29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 艦載平臺(tái)海雜波特性分析30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 海雜波展寬機(jī)理30-31
• 3.3 海雜波數(shù)據(jù)說明31-33
• 3.3.1 實(shí)測數(shù)據(jù)31-32
• 3.3.2 仿真海雜波通道譜數(shù)據(jù)32-33
• 3.4 海雜波的功率譜分布33-35
• 3.5 海雜波的相關(guān)性分析35-40
• 3.5.1 多普勒維相關(guān)性分析35-36
• 3.5.2 角度維相關(guān)性分析36-38
• 3.5.3 距離維相關(guān)性分析38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 空域海雜波抑制方法研究41-59
• 4.1 引言41
• 4.2 正交加權(quán)（ORTHOGONAL WEIGHTING）算法41-50
• 4.2.1 基本原理41-44
• 4.2.2 仿真數(shù)據(jù)分析44-47
• 4.2.3 實(shí)測數(shù)據(jù)分析47-50
• 4.3 斜投影（OBLIQUE PROJECTION）算法50-58
• 4.3.1 基本原理50-52
• 4.3.2 仿真數(shù)據(jù)分析52-55
• 4.3.3 實(shí)測數(shù)據(jù)分析55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 多維聯(lián)合域海雜波抑制方法研究59-80
• 5.1 引言59
• 5.2 空時(shí)自適應(yīng)處理59-62
• 5.3 局域聯(lián)合處理（JOINT DOMAIN LOCALIZED）算法62-68
• 5.3.1 基本原理62-63
• 5.3.2 仿真數(shù)據(jù)分析63-65
• 5.3.3 實(shí)測數(shù)據(jù)分析65-68
• 5.4 空時(shí)多波束（SPACE-TIME MULITUPLE BEAM）算法68-71
• 5.4.1 基本原理68
• 5.4.2 仿真數(shù)據(jù)分析68-70
• 5.4.3 實(shí)測數(shù)據(jù)分析70-71
• 5.5 改進(jìn)的局域聯(lián)合處理（MODIFIED JOINT DOMAIN LOCALIZED）算法71-74
• 5.5.1 基本原理71-72
• 5.5.2 實(shí)測數(shù)據(jù)分析72-74
• 5.6 空時(shí)級(jí)聯(lián)處理（CONCATENATED SPACE-TIME PROCESSING）算法74-78
• 5.6.1 基本原理74-75
• 5.6.2 實(shí)測數(shù)據(jù)分析75-78
• 5.7 方法比較與討論78-79
• 5.8 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 致謝88

，

本文編號(hào)：796564