雷達(dá)最為基本的任務(wù)是判斷場景中是否存在感興趣的目標(biāo),完成這一任務(wù)的典型手段是發(fā)射電磁波信號并對接收回波進(jìn)行信號處理。一般而言,接收回波中不僅包含感興趣的目標(biāo)信號,還包含場景中其他不感興趣的散射體的回波和接收機(jī)熱噪聲。不感興趣的散射體的回波統(tǒng)稱為雜波,且目標(biāo)常常淹沒在雜波之中,因此在檢測目標(biāo)之前通常需要進(jìn)行雜波抑制以提高目標(biāo)的信雜比。雜波的統(tǒng)計(jì)特性經(jīng)常是復(fù)雜多變的,為了有效地抑制雜波,需要采用自適應(yīng)雜波抑制技術(shù),通過實(shí)時(shí)地估計(jì)雜波的統(tǒng)計(jì)特性來設(shè)計(jì)自適應(yīng)的濾波器。自適應(yīng)雜波抑制技術(shù)通常需要一定數(shù)目的均勻訓(xùn)練樣本來估計(jì)待檢測樣本的雜波統(tǒng)計(jì)特性,而實(shí)際環(huán)境往往是非均勻的。因此如何在非均勻環(huán)境中設(shè)計(jì)自適應(yīng)的雜波抑制和目標(biāo)檢測方法是雷達(dá)領(lǐng)域的重要研究方向,本文正是圍繞這一方向展開研究,主要內(nèi)容概括如下:一、研究了非均勻環(huán)境對自適應(yīng)雜波抑制和目標(biāo)檢測性能的影響。以空時(shí)自適應(yīng)處理（Space Time Adaptive Processing,STAP）為例,分析了雜波散射強(qiáng)度非均勻、雜波譜非均勻以及訓(xùn)練樣本中含有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)對該方法性能的影響。研究表明對性能影響最大的因素通常為訓(xùn)練樣本中的類目標(biāo)信號,即具... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

機(jī)載正側(cè)視雷達(dá)系統(tǒng)示意圖

國防科技大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文具體表達(dá)式為x=Psx(2.29)其中Ps=IMNs(ss)1s表示和目標(biāo)導(dǎo)向矢量s正交的投影矩陣。圖2.2子孔徑平滑原理對投影之后的樣本x運(yùn)用子孔徑平滑技術(shù)獲得多個(gè)子孔徑樣本之后，子孔徑的雜噪?yún)f(xié)方差矩陣可以采樣下式估計(jì)Rsub=∑MM1+1m=1∑NN1+1n=1zn,mzn,m(MM1+1)(NN1+1)(2.30)其中zn,m=[xn,m,···,xn+N11,m,···,xn,m+M11,···,xn+N11,m+M11]T表示第(m1)(NN1+1)+n個(gè)子孔徑樣本的回波數(shù)據(jù)。為了獲得比較準(zhǔn)確的雜噪?yún)f(xié)方差矩陣估計(jì)，通常要求訓(xùn)練樣本的個(gè)數(shù)不少于系統(tǒng)自由度的2倍，即(MM1+1)(NN1+1)≥2M1N1。因此基于子孔徑平滑的雜噪?yún)f(xié)方差矩陣估計(jì)方法是以犧牲自由度的方式換取訓(xùn)練樣本數(shù)目的增加。2.3.3雜波特征譜雜波特征譜刻畫的是雜噪?yún)f(xié)方差矩陣的特征值分布，從特征譜中可以看出雜波的能量分布以及雜波的自由度，也稱為雜波秩。雜波秩定義為雜噪?yún)f(xié)方差矩陣中顯著大的特征值的數(shù)目，是分析雜波特性的一個(gè)重要的統(tǒng)計(jì)量。當(dāng)接收陣列為均勻線陣且PRF恒定時(shí)，不存在非理想因素的雜波秩近似滿足[105]rcN+β(M1)(2.31)式中·表示下取整操作。非理想因素會使得雜波協(xié)方差矩陣去相關(guān)，進(jìn)而導(dǎo)致雜波秩的上升。圖2.3給出了非理想因素對雜波秩的影響，其中系統(tǒng)參數(shù)為N=8，M=8，β=1。圖(a)刻畫了時(shí)域非理想因素對特征譜的影響，采用的時(shí)域非理想因素模型為式(2.15)提第18頁

國防科技大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文(a)傅里葉譜(b)MVE圖2.4β=1且理想情況下的雜波功率譜(a)傅里葉譜(b)MVE圖2.5β=1且速度偏移量為5情況下的雜波功率譜圖2.5給出了β=1且速度標(biāo)準(zhǔn)偏移量σv=5情況下的雜波功率譜，其他參數(shù)和圖2.4一致。從圖中可以看出，ICM會引起雜波譜的展寬，這是因?yàn)閷τ谝粋�(gè)給定角度的雜波散射點(diǎn)，其多普勒頻率不再恒定，而是在某個(gè)范圍內(nèi)變化。速度標(biāo)準(zhǔn)偏移量越大，雜波散射點(diǎn)變化的多普勒頻率范圍越大，雜波譜越寬。圖2.6和圖2.7分別給出了β=2和β=0.5且不存在非理想因素情況下的雜波功率譜，其他參數(shù)和圖2.4一致。從圖中可以看出，當(dāng)β大于1時(shí)，雜波功率譜會出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，呈現(xiàn)出多條雜波脊線，這也是導(dǎo)致雜波秩顯著增加的原因。而當(dāng)β小于1時(shí)，不存在混疊現(xiàn)象，只有一條雜波脊線。2.4常用的雷達(dá)自適應(yīng)雜波抑制和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測技術(shù)雷達(dá)的雜波抑制和目標(biāo)檢測技術(shù)有很多，本文主要考慮以下三種技術(shù)：自適應(yīng)多普勒處理、STAP和CFAR檢測，下面對其分別介紹。第20頁


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