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信号设计及高分辨雷达目标信息提取技术研究

作　者: 徐庆
导　师: 黄香馥
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 超宽带雷达小波变换脉冲压缩旁瓣抑制时延估计
分类号: TN957.52
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

针对高技术局部战争的特点，现代雷达技术正朝着超宽带、高分辨、低截获、多功能、智能化的方向发展。特别是低可观测目标的大量出现，给防御方的防御能力提出了更高的要求。所以开展先进雷达信号设计及信息处理方法方面的研究，以提高现有雷达的灵敏度、增强检测能力，同时为将来新型雷达的研制提供实用的信号波形及信号处理技术显得十分重要。由于小波变换对超宽带雷达信号的分析具有独特之处，将二者相结合的研究具有巨大的潜力。本文主要进行雷达波形设计研究以及研究小波理论在超宽带雷达中的应用，集中体现在以下几个方面：一类新的组合雷达波形设计及压缩脉冲时间旁瓣抑制技术研究、超宽带雷达多通道数据采集方法中前端射频接收部分的设计及研制、基于小波(包)方法的时延估计方法。作者在以下几个方面的研究工作中取得了进展及创新： 1、在雷达波形设计中，介绍了一类新的线性调频信号与非周期随机编码信号相结合的组合波形的组合形式，通过理论分析和大量的计算机模拟研究了这类组合波形的模糊函数(图)、频谱特性、多普勒频移特性、加权输出特性、低截获等方面的特点，证明了新型的组合波形在高分辨、低截获等方面的有效性。 2、在时间旁瓣抑制研究中，提出了由希望的压缩脉冲信号波形，设计加权网络。采用双加权的失配处理分析方法，在时域进一步降低压缩脉冲的旁瓣电平。给出了该方法适用的一般性定理。通过这种方法分别对线性调频信号和组合波形进行处理后，其时间旁瓣得到了有效地进一步地抑制，特别对组合波形进行处理后，其时间旁瓣大小能满足雷达的要求。同时在有一定大小的多普勒频移情况下，本方法仍然有效。 3、在时延估计方法研究中，提出了超宽带雷达中基于小波多分辨方法的时延估计算法。在这种算法中，通过小波的分解与重构算法在不同的分辨率级别上进行时延估计，以提高时延估计的准确性和算法速度，由于这种算法对于信号及噪声的特性并末提出要求，因而适合于采用多通道数据采集技术的超宽带电子科技大学博士论文雷达中的时延估计。仿真结果证明了方法的有效性，仿真结果同时证明了本方法具有较好的多普勒容限。 4、在超宽带雷达中基于小波多分辨方法的时延估计算法基础上，提出了基于小波包时延估计的方法。该方祛与基于小波多分辨方法的时延估计算法不同之处在于通过对发射信号进行不同的时延，计算其在任意指定分辨率级别，不同结点上的小波包系数，与接收信号在该级别、结点的小波包系数进行时延估计，以提高时延估计的准确性。由于不进行信号的重构计算，有利于算法速度的提高。由于这种算法对信号及噪声的特性也未提出要求，因而也适合于超宽带雷达中的时延估计c仿真结果证明了方法的有效性。同时指出该算法可用于对隐身目标的探测。 5、结合“九、五”军事预研项目一“雷达信号设计和信息提取技术”，提出超宽带雷达数字接收机系统方案，解诀了实验中的一些具体技术问题，研厅回J。丘D制出接收机射频前端组件以及供调试信息采集系统用的宽带数字波形产生器。

全文目录

第一章引言  12-24
  1．1 研究背景及意义  12-19
  1．2 研究现状  19-21
  1．3 本文的主要研究工作  21-22
  1．4 本文的内容安排  22-24
第二章线性调频信号与非周期伪随机编码信号相结合的组合信号  24-40
  2．1 波形设计的重要性  24-27
  2．2 组合波形概述  27-29
  2．3 组合波形结合方式  29-30
  2．4 组合波形的特征  30-38
    2．4．1 组合波形的频谱  31-32
    2．4．2 组合波形的模糊图  32-35
    2．4．3 组合波形通过匹配滤波器处理之后的输出波形及多普勒性能  35-37
    2．4．4 组合波形的截获因子  37-38
  2．5 组合波形的优越性及本章小结  38-40
第三章脉冲压缩信号的旁瓣抑制  40-52
  3．1 基于网络综合的加权方法  40-43
  3．2 实验与计算机仿真  43-47
    3．2．1 线性调频（LFM）信号的双加权输出  43-45
    3．2．2 组合信号双加权时脉冲压缩性能  45-47
  3．3 双加权物理本质讨论  47-49
  3．4 本章小节  49-52
第四章基于小波方法的时延估计  52-70
  4．1 小波基本理论  52-57
    4．1．1 连续小波变换  52-53
    4．1．2 小波分类  53-54
    4．1．3 多分辨分析理论  54-57
  4．2 时延估计方法  57-58
  4．3 基于小波方法的超宽带雷达时延估计  58-60
  4．4 仿真结果  60-69
    4．4．1 不同信噪比下的多目标时延估计  61-67
    4．4．2 存在多普勒频移时的时延估计  67-68
    4．4．3 时延估计的分辨率  68-69
  4．5 本章小结  69-70
第五章基于小波包方法的时延估计  70-88
  5．1 小波包理论  71-73
  5．2 小波（包）系数及其计算  73-80
    5．2．1 小波（包）系数计算方法  74-78
    5．2．2 小波包树的选取及基于小波包时延估计算法  78-80
  5．3 不同信噪比下的多目标时延估计  80-85
  5．4 回波信号被部分吸收后的时延估计以及小波包时延估计分辨率  85-87
  5．5 本章小结  87-88
第六章超宽带雷达接收机设计  88-96
  6．1 超宽带接收机  88-90
  6．2 UWB接收机组件设计及研制  90-95
  6．3 本章小结  95-96
第七章全文总结与展望  96-101
  7．1 全文总结  96-97
  7．2 展望及结束语  97-101
参考文献  101-112
致谢  112-113
附录  113-115
个人简历、在学期间参加的科研项目及发表的学术论文  115

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