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天基雷达的杂波建模与仿真

作　者: 文春艳
导　师: 汪学刚
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 天基雷达几何模型空时二维杂波距离模糊多普勒模糊
分类号: TN959.74
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 174次
引　用: 1次
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内容摘要

天基雷达(SBR)是一种以卫星为平台,用于远距离目标检测和跟踪的雷达系统。因其具有全天候、探测空域大、预警时间长、抗摧毁能力强、不受领空和地球曲率限制等优点,近年来已经成为一个重要的研究课题。其中空中动目标显示(AMTI)是天基雷达的重要应用之一,地杂波抑制则是实现动目标检测的关键技术。本文正是为了实现杂波抑制和动目标检测,以天基雷达地面杂波为研究对象,深入分析了其空时二维杂波特性。主要研究内容包括:1、分析了天基雷达几何场景中的六个坐标系以及它们相互之间的转换关系,并建立了确立天基雷达与杂波散射点几何关系的数学模型,得出了几何关系中距离和角度的关系式,最后通过角度-多普勒迹仿真结果验证了几何模型的正确性。该模型的建立可以作为研究天基雷达杂波特性和杂波建模的基础,对天基雷达杂波抑制技术的研究有重要参考价值。2、介绍了雷达杂波的统计特性和功率谱特性,详细分析了天基雷达杂波的独特特性,其中包括距离模糊、多普勒模糊和地球自转对天基雷达地面杂波的影响。3、建立了天基雷达地面杂波的空时二维模型,分析了杂波协方差阵的构成,并详细研究了由杂波协方差阵得出的特征谱和功率谱特性。根据设定的雷达参数,得出杂波协方差阵、杂波特征值和杂波功率,并给出了角度-多普勒谱、角度-多普勒迹、距离-多普勒谱和杂波特征谱等的Matlab仿真结果。通过对仿真结果进行深入分析可得出:地球自转对天基雷达杂波的影响是使杂波自由度随着偏航角的增加而逐渐增大,角度-多普勒迹由一条直线变成了曲线;天基雷达位置很高,作用距离很远,需要用低PRF;而目标移动速度快的特性则要求选高PRF。但PRF的取值越高,距离模糊越严重;相反,PRF的取值越低,杂波多普勒模糊就越严重;不同的主波束宽度对杂波距离模糊也会产生影响,在PRF和其他雷达参数确定的情况下,主波束宽度取值太大就会导致一定程度的距离模糊。最后,分析了距离模糊和多普勒模糊给杂波抑制技术带来的困难和挑战。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-14
  1.1 课题背景及意义  9-11
  1.2 国内外发展动态  11-13
  1.3 本文的主要工作  13-14
第二章天基雷达杂波几何模型的建立  14-23
  2.1 概述  14
  2.2 天基雷达几何关系中的坐标系变换  14-20
    2.2.1 各坐标系的定义  15-18
    2.2.2 各坐标系之间的转换  18-20
  2.3 天基雷达杂波几何模型的建立  20-21
  2.4 仿真结果  21-22
  2.5 小结  22-23
第三章天基雷达的杂波特性分析  23-40
  3.1 概述  23
  3.2 雷达杂波特性分析  23-28
    3.2.1 雷达杂波的相关概念  23-25
    3.2.2 雷达杂波统计特性  25-26
    3.2.3 雷达杂波功率谱特性  26-28
  3.3 天基雷达杂波的独特特性  28-39
    3.3.1 距离模糊和多普勒模糊  28-32
    3.3.2 地球自转对天基雷达地面杂波的影响  32-39
  3.4 小结  39-40
第四章天基雷达空时二维杂波模型和仿真分析  40-57
  4.1 概述  40
  4.2 天基雷达空时二维杂波模型  40-45
    4.2.1 二维杂波数学模型  40-42
    4.2.2 杂波协方差阵  42-44
    4.2.3 功率谱和特征谱  44-45
  4.3 天基雷达空时二维杂波特性  45-55
    4.3.1 地球自转对天基雷达空时二维杂波的影响  45-51
    4.3.2 PRF 对天基雷达空时二维杂波的影响  51-53
    4.3.3 天线主波束宽度对距离模糊的影响  53-55
  4.4 杂波特性对杂波抑制技术的影响  55-56
  4.5 小结  56-57
第五章结束语  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
攻硕期间取得的研究成果  63-64

天基雷达的杂波建模与仿真

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