分布式米波雷达信号处理方法及实测数据处理软件设计

发布时间：2017-04-03 12:10

  本文关键词：分布式米波雷达信号处理方法及实测数据处理软件设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：米波雷达在反隐身方面有着独特的优势,但是它的一些固有缺点例如波束宽、机动性差等仍然限制了它的发展。分布式体制雷达由若干单元雷达分开布站构成,具有机动性强、易扩展等优点。结合两种雷达优势的分布式米波雷达在保证反隐身的同时还能提高雷达的角度分辨力,并且具有一定的机动性,具有广阔的发展前景。本文结合分布式米波雷达项目,进行信号处理方法设计,对实测数据进行离线处理并设计相关软件。论文首先介绍原理性样机的系统结构、工作模式,并结合雷达的实际工作环境,分析系统参数的选取方法,根据系统参数给出雷达威力图。然后针对试验系统的数据处理方法进行研究。先对实测数据中用到的信号预处理方法进行理论分析与仿真,包括脉压、动目标显示、脉冲积累、恒虚警检测、波束扫描等;接着针对分布式阵列高精度测角问题,设计了DBF(波束扫描)粗测+ML(最大似然)精测的处理方法,利用阵列方向图栅瓣位置确定精测搜索区间,仿真证明基线长度在一定范围内时不存在栅瓣,可实现测角解模糊;然后论述实测数据处理方法,包括数据提取方法、模目模式数据处理方法、正常工作模式单子阵数据处理方法以及分布式阵列数据处理方法。通过对模目模式下回波数据脉压峰值点相位与校正系数的对比,验证接收校正可以将通道之间的相位一致性保持在2°以内,并且通过一定时间的观测,各通道的相位波动小于等于0.5°;通过对正常工作模式下单个子阵的数据处理,验证了各通道幅度基本一致,相位的趋势与理论值的趋势一致,各阵元相位起伏不大;针对正常工作模式分布式阵列数据的处理,研究了子阵内相参合成+子阵间非相参合成的信噪比提升方法,另外通过数据处理结果验证了分布式阵列测角均方根误差小于等于1.02°。最后,开发了相应的数据处理软件,进行实测数据处理验证。软件包括仿真信号处理与实测数据处理两大模块,仿真信号处理用于验证雷达试验系统参数设计的合理性并为实测数据处理模块提供可行的信号处理算法,实测数据处理完成实测数据的离线处理。模目模式下数据处理说明:模目回波信号的通道幅度一致性较好,系统的固定延时参数为8μs,两子阵的DBF结果指向一致,并且接收校正之后各通道脉压峰值点的相位差在2°以内;正常工作模式单个子阵的数据处理结果表明航迹关联距离均方根误差小于等于85m,角度均方根误差小于等于2.25°。
【关键词】：米波雷达 分布式阵列 高精度测角 实测数据处理
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 研究背景及意义16-17
• 1.2 国内外研究历史及现状17-19
• 1.3 本论文主要工作内容19-20
• 第二章 分布式米波雷达试验系统20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 系统结构20-22
• 2.3 离线处理模块22-23
• 2.4 工作模式简介23-24
• 2.5 系统参数设计24-26
• 2.6 小结26-28
• 第三章 试验系统信号处理方法28-58
• 3.1 引言28
• 3.2 信号预处理方法28-35
• 3.2.1 脉冲压缩处理28-30
• 3.2.2 动目标显示30-31
• 3.2.3 脉冲积累31-33
• 3.2.4 恒虚警检测33-34
• 3.2.5 波束扫描(DBF)34-35
• 3.3 分布式阵列高精度测角35-39
• 3.4 实测数据处理方法39-57
• 3.4.1 数据提取方法39-44
• 3.4.2 模目模式数据处理44-46
• 3.4.3 正常工作模式单子阵数据处理46-52
• 3.4.4 正常工作模式分布式阵列数据处理52-57
• 3.5 小结57-58
• 第四章 数据处理软件设计58-82
• 4.1 引言58
• 4.2 数据处理软件的设计需求58-59
• 4.2.1 软件的功能需求58
• 4.2.2 软件的数据需求58-59
• 4.2.3 软件的接口需求59
• 4.3 数据处理软件的总体设计59-60
• 4.4 数据处理软件具体实现与处理结果60-81
• 4.4.1 菜单栏和工具栏61-62
• 4.4.2 仿真数据处理模块62-68
• 4.4.3 实测数据处理模块68-81
• 4.5 小结81-82
• 第五章 结束语82-84
• 参考文献84-86
• 致谢86-88
• 作者简介88-89

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