超高速运动目标相参积累检测技术研究

发布时间：2017-10-28 23:15

  本文关键词：超高速运动目标相参积累检测技术研究

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【摘要】：超高速飞行器的问世给传统体制的雷达检测带来了新的挑战,目标的超高速运动会对回波信号带来很大影响：一方面,不同重复周期的回波信号包络会出现距离走动现象；另一方面,回波信号已经不是单频信号,而是多项式相位信号,从而导致多普勒时变现象。这两点都会严重影响相参积累的效果,导致传统检测方法的性能下降。本文以超高速运动目标为对象,详细研究了同时存在距离走动和多普勒频率时变现象时信号的相参积累与检测方法。主要工作如下：1)建立了超高速运动目标的回波模型,仿真证明了目标的超高速运动对传统检测方法性能的影响,从超高速目标的运动参数对回波模型的影响这一角度,对超高速目标存在的距离走动和多普勒时变现象进行了定量分析与推导,提出了针对超高速运动目标检测的总体设计方案。2)针对超高速运动目标的距离走动现象,对keystone变换进行了深入研究,分析了3种keystone变换的实现方法：Sinc插值法、离散傅里叶变换法和Chirp-Z变换法,仿真证明了这3种算法都能有效的实现距离走动校正,并对运算量进行了比较。研究了目标运动参数不同时,距离走动校正对雷达检测性能的改善情况。3)对距离走动校正后的回波信号进行了分析,将LFM的参数估计与检测方法应用于超高速目标时变多普勒频率信号的检测中。分别研究了高阶模糊函数法(HAF)、解线调法(Dechirp)、分数阶傅立叶变换(FRFT)和Wigner-Ville分布(WVD)这几种参数估计方法,仿真证明这些算法都能有效的实现超高速运动目标时变多普勒频率回波的脉冲积累。同时,对各种算法的运算量和检测性能进行了比较,并通过数学推导,从理论上证明了这几种算法的数学统一性。
【关键词】：超高速目标 相参积累 距离走动 多普勒时变 keystone变换 LFM信号
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究历史及现状8-10
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排10-12
• 2 超高速运动目标回波信号分析12-30
• 2.1 基于线性调频信号的雷达回波模型12-19
• 2.1.1 线性调频信号的特性分析12-15
• 2.1.2 运动目标的回波模型15-19
• 2.2 超高速运动目标的常规检测性能分析19-28
• 2.2.1 雷达目标检测的常规处理19-20
• 2.2.2 目标的超高速运动对雷达检测的影响20-25
• 2.2.3 超高速目标的运动参数对检测性能的影响25-28
• 2.3 超高速运动目标的检测流程28
• 2.4 本章小结28-30
• 3 基于keystone变换的距离走动校正30-43
• 3.1 keystone变换原理30-32
• 3.1.1 keystone变换的基本原理30-31
• 3.1.2 存在速度模糊时的keystone变换31-32
• 3.2 keystone变换的实现算法32-40
• 3.2.1 Sinc插值法32-35
• 3.2.2 离散傅里叶变换法35-37
• 3.2.3 Chirp-Z变换法37-39
• 3.2.4 几种算法运算量的分析与比较39-40
• 3.3 keystone变换对雷达检测性能的影响40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 基于相位补偿的多普勒脉冲积累与检测43-52
• 4.1 慢时间维时变多普勒频率信号的LFM模型43
• 4.2 高阶模糊函数法(HAF)43-48
• 4.2.1 HAF的基本原理43-44
• 4.2.2 HAF在LFM检测中的应用44-46
• 4.2.3 基于HAF的超高速目标检测46-48
• 4.3 解线调法(Dechirp)48-50
• 4.3.1 Dechirp的基本原理48
• 4.3.2 基于Dechirp的超高速目标检测48-50
• 4.4 HAF与Dechirp的运算量及性能比较50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 基于时频分析的多普勒脉冲积累与检测52-68
• 5.1 分数阶傅立叶变换法(FRFT)52-56
• 5.1.1 FRFT的定义52
• 5.1.2 LFM的FRFT52-54
• 5.1.3 基于FRFT的超高速目标检测54-56
• 5.2 基于Wigner-Ville分布(WVD)的检测方法研究56-64
• 5.2.1 LFM的WVD特性56-58
• 5.2.2 Radon-Wigner变换(RWT)58-61
• 5.2.3 Wigner-Hough变换(WHT)61-64
• 5.3 FRFT,RWT与WHT的运算量及性能比较64-65
• 5.4 各种算法的数学统一65-67
• 5.5 本章小结67-68
• 6 结束语68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士期间参与的科研项目73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 吴仁彪;贾琼琼;李海;;机载雷达高速空中微弱动目标检测新方法[J];电子与信息学报;2011年06期

2 陈建军;王盛利;;超高速运动目标回波及其对雷达检测的影响[J];现代雷达;2007年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张希会;多项式相位信号的检测与参数估计[D];电子科技大学;2012年

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本文编号：1110382