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高频雷达复合调制波形设计与处理

作 者: 王莹莹
导 师: 位寅生
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 信息与通信工程
关键词: 随机跳频 旁瓣抑制 增益处理损失 恒增益损失旁瓣抑制滤波器 脉内相位编码脉间跳频
分类号: TN958.93
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要


高频地波超视距雷达工作波段十分拥挤,很难找到系统需要的连续带宽。所以采用随机跳频信号来避开外界频率干扰。但由于频谱不连续,其回波经常规的匹配处理后产生很高的旁瓣,不利于信号的检测。所以怎样抑制旁瓣是随机跳频信号应用的主要问题。旁瓣抑制主要为两个方向:一方面是引入失配滤波器来抑制脉压旁瓣;另一方面则是波形综合与编码方法的研究,寻找具有低副瓣的雷达波形。衡量旁瓣抑制滤波器性能的指标主要有三项:峰值旁瓣电平、积累旁瓣电平、以及增益处理损失。它们分别定义为最大旁瓣功率与峰值响应的比值、旁瓣总功率与峰值响应的比值以及与匹配滤波器相比,失配引起的信噪比损失,即失配滤波器增益处理损失。文章首先利用失配滤波方法,根据随机跳频信号的二维处理方法,在提取速度信息的基础上对信号做距离维处理。采用加权迭代最小二乘滤波器来抑制距离旁瓣。但此旁瓣抑制滤波器的设计是以旁瓣电平最低为设计目标,未考虑信噪比损失,在某些情况下会导致输出信噪比损失过大,影响弱信号的检测。针对失配处理引起的信噪比(损失增益处理损失)损失,本文提出了恒增益损失旁瓣抑制滤波器。恒增益损失最佳积累旁瓣抑制滤波器,恒增益损失最佳峰值旁瓣抑制滤波器。并给出了滤波器的设计方法。利用非线性约束优化理论对滤波器系数进行求解。另一方面,介绍了相位编码信号的特点,详细分析了Taylor码和P4码的特性。并结合随机跳频原理,设计脉内相位编码脉间随机跳频雷达信号。阐述脉内相位编码脉间跳频信号的设计原理和思路,讨论了信号的处理方法,给出了仿真结果。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 课题背景  8-11
    1.1.1 高频雷达特点与应用  8-10
    1.1.2 高频地波雷达波形设计与处理  10-11
  1.2 课题来源  11-12
  1.3 课题主要研究内容  12-14
第2章 随机跳频信号分析与处理  14-33
  2.1 随机跳频信号形式  14-16
  2.2 随机跳频信号二维处理方法  16-20
    2.2.1 速度维处理  18-20
    2.2.2 距离维匹配处理  20
  2.3 距离失配处理  20-26
    2.3.1 加权迭代最小二乘旁瓣抑制滤波器  21-24
    2.3.2 失配处理信噪比损失  24-26
  2.4 恒增益损失旁瓣抑制滤波器  26-31
    2.4.1 增益处理损失  26-27
    2.4.2 CLPG最佳峰值旁瓣电平滤波器  27-29
    2.4.3 CLPG最佳积累旁瓣电平滤波器  29-31
  2.5 本章小结  31-33
第3章 脉内调相脉间跳频信号的设计和处理  33-42
  3.1 波形复合调制  33-34
  3.2 相位编码信号  34-39
    3.2.1 Taylor四相码及性能分析  34-37
    3.2.2 P4 码及性能分析  37-39
  3.3 脉内调相脉间跳频信号形式  39-40
  3.4 脉内调相脉间跳频信号处理  40-41
    3.4.1 距离脉内处理  40-41
    3.4.2 速度处理  41
  3.5 本章小结  41-42
第4章 仿真实验与性能分析  42-53
  4.1 随机跳频信号二维处理  42-44
  4.2 随机跳频信号旁瓣抑制  44-48
    4.2.1 加权迭代最小二乘滤波器仿真  44-46
    4.2.2 信噪比损失的计算  46-48
  4.3 恒增益损失旁瓣抑制滤波器  48-50
    4.3.1 CLPG最佳峰值旁瓣电平滤波器仿真  48-49
    4.3.2 CLPG最佳积累旁瓣电平滤波器仿真  49-50
  4.4 脉内调相脉间跳频信号处理  50-51
  4.5 本章小结  51-53
结论  53-54
参考文献  54-58
致谢  58

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达:按体制分 > 超视距雷达
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