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岸基逆合成孔径雷达信号处理技术研究

作　者: 冯晓东
导　师: 谢俊好
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 岸基逆合成孔径雷达 方位估值 目标检测估值 边扫描边跟踪雷达
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


岸基ISAR是现代新体制雷达下的新一代岸基海防系统,其信号处理技术包括探测和成像两个部分,本文着重研究了探测通道的信号处理技术,给出了一个比较完整的用于探测通道的工程实现方案,详细介绍了获得目标回波数据后的速度距离分选,目标检测估值,方位信息获取以及最后的目标跟踪处理。探测通道距离速度方位信息的精确获取有利于成像通道对目标的快速捕捉。方位信息获取,针对岸基ISAR机械扫描雷达采用传统测角法计算量大、精度不高、稳定性差等问题,提出了单脉冲技术在其中的应用。介绍了单脉冲测角原理,分析了单脉冲法与传统测角法的精度差异,并在此基础上探讨了该应用的工程实现,其主要优点表现在计算量显著减小,稳定性好,精度也有所提高。最后文中对ISAR探测模式下的外场实测数据进行了处理,验证了这一应用的有效性。岸基ISAR探测通道的目标检测首先对回波信号进行脉冲压缩、相参积累以获得目标的距离多普勒二维像,再利用恒虚警检测理论对目标进行检测估值。有序统计恒虚警处理是工程上应用比较广泛的一类目标检测算法,其相比较于均值类恒虚警检测算法能够较好的适应多目标检测环境,在杂波边缘环境下也有比较好的检测性能。文中最后对岸基ISAR探测通道的实测数据进行了处理,验证了该方法的有效性,以及对具体工程实现的指导意义。探测通道除了目标检测的任务还有一个重要任务是完成目标的跟踪处理,岸基ISAR采用的是单波束机械扫描天线,对于这类边扫描边跟踪(TWS)雷达,除了常规跟踪中所涉及的滤波算法、点迹关联、航迹起始与消亡等方面的问题外,还涉及在新点迹出现时不同优先级航迹处理的时序问题,点迹扇区航迹扇区划分的问题,以及目标与天线相对运动所引起的扫描周期动态变化的问题。对于上述问题本文将点迹航迹扇区部分交叠,分三步进行不同优先级航迹的关联,结合极坐标下的Kalman滤波算法,给出了利于工程实现的TWS系统多目标跟踪处理流程,最后通过仿真也验证了这一流程的有效性,能够对多目标跟踪方案的确定提供实际的参考。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-15
  1.1 课题来源与意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及分析  9-13
    1.2.1 岸基ISAR警戒雷达国内外发展现状  9-10
    1.2.2 岸基ISAR信号处理技术发展现状  10-12
    1.2.3 岸基ISAR信号处理流程  12-13
  1.3 本文的结构安排  13-15
第2章 单波束机械扫描雷达方位估值研究  15-26
  2.1 单脉冲方位获取基本理论  16-19
    2.1.1 单脉冲基本理论  16-18
    2.1.2 理论测角精度  18-19
  2.2 基于探测通道的改进单脉冲算法  19-22
    2.2.1 关于 θ_(ikn)=2θ_k的选取?  20-21
    2.2.2 改进单脉冲技术的工程实现  21-22
  2.3 实测数据处理结果及分析  22-25
  2.4 本章小节  25-26
第3章 目标检测估计理论  26-40
  3.1 距离速度分选  26-28
    3.1.1 距离分选  26-27
    3.1.2 多普勒信息提取  27-28
  3.2 恒虚警检测算法  28-32
    3.2.1 均值类恒虚警检测算法  28-30
    3.2.2 有序统计恒虚警检测算法  30-32
  3.3 实测数据处理结果及分析  32-39
    3.3.1 距离分选  32-33
    3.3.2 速度分选  33
    3.3.3 目标检测估值  33-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章 边扫描边跟踪雷达多目标跟踪理论研究  40-57
  4.1 跟踪滤波算法  41-47
    4.1.1 目标运动模型  41-42
    4.1.2 处理坐标系的确定  42
    4.1.3 滤波算法  42-45
    4.1.4 滤波算法仿真结果  45-47
  4.2 多目标跟踪相关理论  47-56
    4.2.1 点迹扇区及航迹扇区的划分  47-49
    4.2.2 相关波门的选择  49-50
    4.2.3 相关准则及关联算法  50-51
    4.2.4 航迹质量管理  51-52
    4.2.5 航迹起始  52
    4.2.6 动态扫描周期  52-53
    4.2.7 多目标环境下跟踪仿真  53-56
  4.3 本章小结  56-57
结论  57-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  62-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
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