本文關(guān)鍵詞：微波綜合脈沖孔徑雷達(dá)若干關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：綜合脈沖與孔徑技術(shù)在米波段和地波段取得的巨大成功,顯示了其在抗反輻射導(dǎo)彈、抗有源定向干擾、抗隱身以及抗低空突防能力等方面的巨大優(yōu)勢。為了獲得更高的角度與距離分辨率,本文研究了微波綜合脈沖孔徑雷達(dá)(SIAR),其發(fā)射端采用大型密布陣發(fā)射多載頻正交信號以保證對全空域各向同性照射,接收端采用小型均勻陣列或單根天線的形式。該系統(tǒng)具有小型、高機(jī)動、高精度的特點(diǎn),也將這類雷達(dá)稱為多載頻MIMO雷達(dá)。論文圍繞著MIMO雷達(dá)的相關(guān)理論和微波SIAR實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,具體內(nèi)容概括如下:1.簡單介紹了微波SIAR系統(tǒng)的組成及特點(diǎn),研究了調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)的波形特點(diǎn)及其參數(shù)選擇問題,推導(dǎo)了發(fā)射陣和接收陣均為均勻面陣時該信號接收數(shù)字波束形成(DBF)和發(fā)射綜合處理的數(shù)學(xué)過程,最后對雙基地體制下的時間、頻率同步技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹。2.建立了微波SIAR的幅相誤差模型,針對收發(fā)分置情況下直達(dá)波信號信噪較強(qiáng)的特點(diǎn),將直達(dá)波視為目標(biāo)信號,當(dāng)直達(dá)波的來波方向精確已知時,研究了應(yīng)用子空間擬合(SF)和最大似然(ML)兩種方法估計(jì)幅相誤差,而當(dāng)直達(dá)波的來波方向未知時,根據(jù)微波SIAR天線尺寸較小,實(shí)際工程中發(fā)射陣可以轉(zhuǎn)動并且轉(zhuǎn)動角精確已知的特點(diǎn),提出了旋轉(zhuǎn)陣列校正法實(shí)現(xiàn)直達(dá)波的來波方向與幅相誤差的聯(lián)合估計(jì),同時對陣列幅相誤差估計(jì)的Cramer-Rao界進(jìn)行了推導(dǎo)。當(dāng)陣列存在位置誤差的時候,提出了改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)陣列矯正法和數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣擬合(CMF)法估計(jì)位置誤差。同時給出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果。3.分析微波SIAR直達(dá)波的特性,研究了直達(dá)波抑制方法�？梢詫⒅边_(dá)波視為具有特定的多普勒頻率、來自特定距離和特定方位的干擾,根據(jù)此特性分別研究了時域、距離-方位域以及多普勒域直達(dá)波抑制方法。并分析了三種方法的運(yùn)算量和處理增益,同時給出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)仿真以及實(shí)測數(shù)據(jù)處理結(jié)果。4.研究了不同陣型下SIAR雷達(dá)的角度估計(jì)方法,針對SIAR雷達(dá)計(jì)算量較大的問題,研究了幾種降維算法。首先針對單基地SIAR雷達(dá)提出了降維重復(fù)迭代超分辨(RD-RISR)算法,當(dāng)存在相關(guān)目標(biāo)的情況下,例如多徑條件下,現(xiàn)有的子空間類算法性能會嚴(yán)重惡化,RD-RISR算法不需要估計(jì)數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣和特征值分解,在多徑條件下也可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)角度的精確估計(jì),而且該算法在降低計(jì)算量的同時,可以對目標(biāo)的數(shù)量、幅度和角度信息完成同時估計(jì);雙基地SIAR雷達(dá)數(shù)據(jù)處理時存在巨大的運(yùn)算量,而當(dāng)已知目標(biāo)的大概角度時,在波束域可以通過僅僅合成包含目標(biāo)大概角度方向的波束,此時運(yùn)算量和運(yùn)算時間都能夠有效的減少,如果沒有目標(biāo)角度的先驗(yàn)信息,亦可以通過平行處理幾個波束來實(shí)現(xiàn)運(yùn)算復(fù)雜度的減少,因此可以將接收信號轉(zhuǎn)化到波束域進(jìn)行處理,基于這個理念研究了基于波束域的實(shí)值ESPRIT算法,該算法首先將接收信號轉(zhuǎn)化到波束域,然后驗(yàn)證了波束域信號的旋轉(zhuǎn)不變性,以此為前提采用實(shí)值ESPRIT算法求解目標(biāo)的波離方向(DOD)和波達(dá)方向(DOA),同時完成DOD與DOA的自動配對;非同構(gòu)分布式SIAR雷達(dá)在波束形成時會產(chǎn)生柵瓣,導(dǎo)致測角模糊,且非同構(gòu)分布式SIAR雷達(dá)的各個子陣尺寸不同,無法使用現(xiàn)有的雙尺度ESPRIT算法求解目標(biāo)角度,因此提出了基于求根降秩估計(jì)器(root-RARE)的角度估計(jì)算法,算法以root-RARE與多重信號分類算法(multiple signal classification,MUSIC)聯(lián)合解模糊,以root-RARE得到的粗估計(jì)為參考,解整個非同構(gòu)分布式陣列MUSIC譜估計(jì)的模糊,從而得到高精度無模糊的估計(jì),推導(dǎo)了非同構(gòu)分布式陣列方向估計(jì)的克拉美羅界,分析了算法的波達(dá)方向估計(jì)性能,同時驗(yàn)證了分布式SIAR雷達(dá)測角時SNR門限與基線模糊門限的存在;最終通過計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：綜合脈沖與孔徑雷達(dá) MIMO雷達(dá) 幅相誤差校正 直達(dá)波抑制 超分辨算法 波束域?qū)嵵礒SPRIT算法 求根降秩估計(jì)器 克拉美羅界
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN958
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-14
• 縮略語對照表14-18
• 第一章 緒論18-28
• 1.1 研究的背景和意義18-19
• 1.2 研究歷史和現(xiàn)狀19-25
• 1.2.1 MIMO雷達(dá)的研究歷史和現(xiàn)狀19-23
• 1.2.2 綜合脈沖與孔徑雷達(dá)的研究歷史與現(xiàn)狀23-25
• 1.3 本文的主要工作25-28
• 第二章 微波SIAR系統(tǒng)簡介與發(fā)射波形分析28-44
• 2.1 引言28
• 2.2 微波SIAR系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)28-30
• 2.2.1 微波SIAR的系統(tǒng)組成28-30
• 2.2.2 微波SIAR的系統(tǒng)的特點(diǎn)30
• 2.3 微波SIAR系統(tǒng)的發(fā)射波形以及信號處理30-40
• 2.3.1 微波SIAR發(fā)射信號模型31-33
• 2.3.2 微波SIAR發(fā)射信號參數(shù)選取33-35
• 2.3.3 微波SIAR接收信號處理35-40
• 2.4 微波SIAR系統(tǒng)的同步40-42
• 2.4.1 時間同步41
• 2.4.2 頻率同步41-42
• 2.5 本章小結(jié)42-44
• 第三章 微波SIAR陣列誤差的估計(jì)與校正44-60
• 3.1 引言44-45
• 3.2 陣元誤差模型45-46
• 3.3 陣列幅相誤差估計(jì)46-54
• 3.3.1 子空間擬合法46-47
• 3.3.2 最大似然法47-48
• 3.3.3 旋轉(zhuǎn)陣列校正法48-50
• 3.3.4 幅相誤差估計(jì)的Cramer-Rao界50-51
• 3.3.5 計(jì)算機(jī)仿真51-54
• 3.4 幅相誤差校正54-55
• 3.4.1 幅相誤差校正方法54
• 3.4.2 計(jì)算機(jī)仿真54-55
• 3.5 陣元位置誤差估計(jì)與校正55-59
• 3.5.1 CMF法55-57
• 3.5.2 改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)陣列校正法57-58
• 3.5.3 計(jì)算機(jī)仿真58-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 第四章 收發(fā)分置微波SIAR的直達(dá)波抑制60-70
• 4.1 引言60
• 4.2 直達(dá)波抑制方法60-63
• 4.2.1 時域直達(dá)波抑制法60-61
• 4.2.2 基于動目標(biāo)顯示(MTI)的直達(dá)波抑制法61-62
• 4.2.3 基于子空間投影的直達(dá)波抑制法62-63
• 4.3 直達(dá)波抑制性能分析63-65
• 4.3.1 運(yùn)算量分析63-64
• 4.3.2 處理增益64-65
• 4.4 計(jì)算機(jī)仿真及實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)果65-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第五章 微波SIAR的角度估計(jì)算法研究70-98
• 5.1 引言70
• 5.2 基于RD-RISR的單基地SIAR雷達(dá)DOA估計(jì)方法70-78
• 5.2.1 單基地SIAR雷達(dá)信號模型71-72
• 5.2.2 基于RD-RISR算法的角度估計(jì)72-75
• 5.2.3 計(jì)算機(jī)仿真75-78
• 5.2.4 本節(jié)小結(jié)78
• 5.3 基于波束域?qū)嵵礒SPRIT的雙基地SIAR雷達(dá)DOA估計(jì)方法78-88
• 5.3.1 雙基地SIAR雷達(dá)信號模型78-79
• 5.3.2 波束域?qū)嵵礒SPRIT算法79-84
• 5.3.3 計(jì)算復(fù)雜度分析84
• 5.3.4 計(jì)算機(jī)仿真84-88
• 5.3.5 本節(jié)小結(jié)88
• 5.4 非同構(gòu)分布式SIAR雷達(dá)高精度方向估計(jì)88-97
• 5.4.1 非同構(gòu)式陣列及其信號模型89-91
• 5.4.2 基于root-RARE算法的角度估計(jì)91-92
• 5.4.3 非同構(gòu)式分布式陣列CRB推導(dǎo)92-93
• 5.4.4 計(jì)算機(jī)仿真93-97
• 5.5 本章小結(jié)97-98
• 第六章 結(jié)論和展望98-102
• 6.1 本文內(nèi)容總結(jié)98-99
• 6.2 創(chuàng)新性貢獻(xiàn)99
• 6.3 研究展望99-102
• 參考文獻(xiàn)102-112
• 致謝112-114
• 作者簡介114-115

【參考文獻(xiàn)】

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2 程春悅,呂英華;基于子空間的陣列天線幅相誤差校正算法[J];無線電工程;2005年06期

3 黨曉方;楊明磊;陳伯孝;;雙基地MIMO雷達(dá)發(fā)射陣列幅相誤差的旋轉(zhuǎn)陣列校正法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2013年12期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱守平;某地波雷達(dá)發(fā)射天線設(shè)計(jì)與陣列誤差校正[D];西安電子科技大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：微波綜合脈沖孔徑雷達(dá)若干關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：446614