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机载雷达杂波抑制技术的研究

作　者: 王洁
导　师: 陈祝明
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 雷达杂波抑制 FFT ADSP21160 CHIRP
分类号: V243.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 440次
引　用: 3次
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内容摘要

机载雷达由于架设在运动的高空平台上,具有探测距离远、覆盖范围大、机动灵活等特点,应用范围相当广泛,可以执行战场侦察、预警等任务。在海湾战争、伊拉克战争中起到关键作用,在现代战争中越来越不可缺少,因此近年来受到广泛重视。但由于机载雷达的应用面临非常复杂的杂波环境,杂波功率很强,载机的平台运动效应使杂波谱展宽。此外,飞机运动时,杂波背景的特性会随时间变化。因此,有效地抑制这种时间非平稳和空间非平均的杂波干扰是雷达系统有效完成地面目标和低空飞行目标检测必须解决的首要问题。传统的机载雷达地杂波抑制方法采用多普勒频域一维自适应滤波,即利用杂波和目标信号回波在多普勒频域上的差别对杂波进行抑制。频域一维滤波主要考虑主杂波的抑制。而且对于低速目标,目标和杂波多普勒频率非常接近,其杂波抑制能力严重下降。空时自适应处理利用机载雷达地杂波多普勒频率与地杂波空间位置的耦合性,根据目标和杂波在空间-多普勒频域二维空间分布上的差别对杂波进行抑制。但庞大的计算量限制了STAP在工程中的应用。本文对机载雷达杂波抑制技术进行研究,该研究对自适应滤波和谱估计的快速实时应用及工程研制具有重要意义。内容主要包括以下几个方面。首先分析总结了地物杂波频谱的组成特性,系统地阐述了机载雷达杂波抑制的基本理论及其发展动态。重点讨论了基于谱宽估计的杂波抑制方法。分别采用计算机仿真回波数据和一组真实的飞行数据,对该方法和AMTI两种运动杂波抑制技术进行了比较和分析,为工程实现做理论准备。完成了基于谱宽估计的杂波抑制方法的实现,通过对多片数字信号处理器ADSP21160编程实现信号杂波抑制和动目标检测的功能,该模块具有结构简单、系统稳定、能适应灵活信号处理的优点,并且已经成功应用于某机载相控阵雷达,在工程实践中取得很好的效果。在不改变现有雷达体制的条件下,通过改变雷达发射信号的形式及信号的处理算法,提高雷达的性能,本文对Chirp子脉冲频率步进雷达信号进行研究,讨论了信号参数的设置,证明了该信号与单个Chirp子脉冲相比有更高的输入信杂比。

全文目录

第一章绪论  10-14
  1.1 论文研究背景与意义  10
  1.2 机载雷达杂波抑制技术的发展概况  10-13
  1.3 本文主要工作  13-14
第二章机载雷达地杂波分析与杂波抑制方法  14-23
  2.1 机载前视雷达的回波谱分析  14-17
    2.1.1 主瓣杂波频谱  14-17
    2.1.2 主瓣杂波频谱分析  17
  2.2 机载雷达杂波抑制方法  17-22
    2.2.1 TACCAR 和 DPCA 技术  18-19
    2.2.2 AMTI 技术  19-21
    2.2.3 STAP 技术  21-22
  2.3 小结  22-23
第三章自适应谱估计方法与性能比较  23-34
  3.1 杂波谱统计平均估计  23-27
    3.1.1 多脉冲积累  24
    3.1.2 FFT 滤波器组  24-26
    3.1.3 杂波中心和宽度估计  26-27
  3.2 杂波抑制方法性能比较  27-33
    3.2.1 低速目标检测能力比较  28-29
    3.2.2 杂波谱中心移动时杂波抑制能力比较  29-31
    3.2.3 采用真实飞行数据进行比较  31-33
  3.3 小结  33-34
第四章基于谱宽估计的杂波抑制方法实现  34-50
  4.1 实时处理技术  36-39
    4.1.1 实时的概念  36-38
    4.1.2 进程结构  38-39
  4.2 信号处理机的设计原则  39-42
    4.2.1 处理单元的选取  40-42
  4.3 多片 DSP 并行处理流程  42-46
    4.3.1 并行处理流程  43-45
    4.3.2 软件部分设计  45-46
      4.3.2.1 数据的存储  45-46
      4.3.2.2 程序的优化与整合  46
  4.4 系统调试及结果  46-49
    4.4.1 问题及解决  47-48
    4.4.2 结果及分析  48-49
  4.5 小结  49-50
第五章基于 CHIRP 子脉冲频率步进信号的地杂波抑制技术研究  50-69
  5.1 CHIRP 子脉冲频率步进雷达信号  50-51
  5.2 信号特征分析与处理过程  51-56
    5.2.1 CHIRP子脉冲频率步进雷达信号的模糊函数  51-54
    5.2.2 CHIRP子脉冲频率步进雷达信号的频域特性  54-55
    5.2.3 CHIRP子脉冲频率步进雷达信号的处理过程  55-56
  5.3 回波信号的多普勒效应  56-62
    5.3.1 多普勒效应对子脉冲压缩的影响分析  58-59
    5.3.2 多普勒效应对频率步进的影响  59-60
    5.3.3 仿真分析  60-62
  5.4 信号参数设计  62-65
    5.4.1 调频带宽 B 的约束条件  62-63
    5.4.2 采样间隔 TS的选取  63
    5.4.3 仿真分析  63-65
  5.5 信杂比的改善与实现上的难点  65-68
    5.5.1 距离拼接前后信杂比的改善  65-67
      5.5.1.1 理论分析  65-66
      5.5.1.2 仿真及结果分析  66-67
    5.5.2 实现上的难点  67-68
  5.6 小结  68-69
第六章结束语  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-73
攻硕学位期间取得的研究成果  73

机载雷达杂波抑制技术的研究

内容摘要

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