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基于小波理论的超宽带雷达信号处理的研究

作　者: 邓志清
导　师: 林明
学　校: 江苏科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 超宽带雷达回波模型小波变换二通道采样小波去噪
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

超宽带雷达是指相对工作带宽大于或等于其中心频率20%的雷达,是一种新的雷达体制,它具有高的距离分辨率、低截获概率、抗干扰、反隐身、抗多径和特有的穿透力等常规雷达难以比拟的优点。我国自20世纪80年代开始研究超宽带技术,自21世纪初开始引进超宽带探地雷达系统,就其总体研究水平而言,大多数研究机构仍然处于实验研究和理论研究阶段。在信号处理领域内,傅里叶变换是主要的信号处理工具,一直处于霸主地位;小波变换是傅里叶变换的发展,近年来越来越多地应用于信号处理领域。本文根据超宽带雷达信号的特点,研究了基于小波理论的超宽带雷达信号处理方面的两个问题:即基于小波的二通道信号采样系统以降低超宽带信号的采样率要求,和基于小波的信号去噪算法以提高信噪比,即提高信号检测概率。首先,超宽带雷达信号在时域表现为持续时间极短的窄脉冲,在频域则占据极宽的带宽,给信号采集带来困难,往往超出了现有ADC器件的能力范围。为了降低采样率要求,本文使用小波方法构建了一个二通道采样系统,将信号变换到小波域,通过构建分解正交镜像滤波器组,将信号的频带一分为二,然后再通过对应的重构滤波器组,将信号有效的重构出来。其次,超宽带雷达回波信号具备微弱、时变等特征,信号检测难度增加。为了提高信号的检测概率,本文使用小波方法,对带噪回波信号进行去噪处理,利用小波良好的时频域细节分析能力,对小波域的信号系数和噪声系数进行研究,使用阈值去噪方法抑制噪声,并对结果量化分析。最后,采用理论推导和软件仿真的方式得到相应的结论:小波方法构建的正交镜像滤波器组可以达到降低采样率的目的;小波阈值去噪可以有效地提高了信噪比,达到抑制噪声,提高检测概率的目的。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-20
  1.1 研究背景和意义  12-16
  1.2 国内外研究现状  16-18
    1.2.1 国外研究现状  16-18
    1.2.2 国内研究现状  18
  1.3 本文的主要工作  18-20
第2章超宽带冲激雷达基本理论  20-40
  2.1 系统的基本结构  20-22
  2.2 超宽带雷达探测原理  22-27
    2.2.1 雷达方程  22-24
    2.2.2 距离模糊函数  24-25
    2.2.3 目标参数测量原理  25-27
  2.3 冲激信号的解析  27-31
  2.4 目标回波建模  31-39
    2.4.1 发射信号  31-34
    2.4.2 建模影响因素  34
    2.4.3 回波数学模型的建立  34-39
  2.5 本章小结  39-40
第3章小波分析理论及其应用  40-56
  3.1 小波基础理论  40-48
  3.2 小波与信号处理  48-55
    3.2.1 小波的理论来源  48-52
    3.2.2 小波在信号处理中的应用  52-53
    3.2.3 小波在雷达信号处理中的应用  53-55
  3.3 本章小结  55-56
第4章基于小波的超宽带雷达信号处理  56-76
  4.1 基于小波的二通道数据采集滤波器组设计  56-65
    4.1.1 二通道采样系统  56-59
    4.1.2 基于Daubechies 小波的二通道采样系统  59-65
  4.2 基于小波的超宽带雷达信号特征分析  65-68
  4.3 基于小波的超宽带雷达信号去噪分析  68-75
    4.3.1 小波去噪的原理分析  68-72
    4.3.2 基于小波的超宽带雷达信号去噪仿真  72-75
  4.4 本章小结  75-76
第5章总结与展望  76-78
  5.1 利用小波处理UWB 雷达信号的优势和缺点  76-77
  5.2 UWB 雷达信号处理发展前景  77
  5.3 本章小结  77-78
结束语  78-80
参考文献  80-84
攻读硕士学位期间发表的学术论文  84-86
致谢  86-87
详细摘要  87-88
Abstract  88-89

基于小波理论的超宽带雷达信号处理的研究

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