面向雷达信号处理的脉冲压缩及其旁瓣抑制技术的研究与实现
发布时间：2021-01-10 15:37
脉冲压缩技术作为现代雷达数字信号处理的重要手段,该技术的应用使得雷达可以同时提高其远距离探测及高距离分辨性能,但是基于匹配滤波理论的脉冲压缩技术常常会带来较高的自相关旁瓣干扰,特别是在多目标情况下,其严重的距离旁瓣干扰会造成虚假目标以及目标丢失现象,从而影响了雷达对目标的检测。因此,研究如何有效地抑制脉冲压缩带来的距离旁瓣影响,对提升雷达多目标分辨以及微弱目标探测性能起着重要作用。本文主要研究了脉冲压缩的旁瓣抑制技术以及基于分段卷积重叠保留法脉冲压缩硬件电路的设计与实现。文中在对脉冲压缩原理进行研究的基础上,讨论了脉冲压缩的时域、频域实现方式,并进一步讨论了利用分段卷积处理实现脉冲压缩的两种方法:重叠保留法和重叠相加法。文中主要基于LFM信号讨论的旁瓣抑制技术:窗函数加权法、最小均方法以及改进的最小均方法。并通过仿真对比分析了多普勒频移对窗函数加权和改进最小均方法旁瓣抑制性能的影响。本文针对最小均方法在目标存在多普勒频移时旁瓣抑制性能的下降,改进了原最小均方法,该方法考虑不同多普勒频移下的滤波器权值,并对其加权重组得到新的滤波器权值进行旁瓣抑制,相比较未改进前的方法,提升了其在多普勒频...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制信号仿真时序图
分析三个功能验证点之间的相似性，最终可确定下进行功能验证的回波数据的模型搭建，根据时宽20 s，带宽为 5MHz，采样频率为 10MHz 的 LFM 信息，搭建具有不同分段数目的回波数据，不同段数据由具有不同多普勒信息的多个目标构成，从而完成功能验证过程。5.2 基于分段卷积脉冲压缩电路的设计验证5.2.1 功能验证根据上一小节功能验证的分析过程，本小节搭建具体的回波数据模型对设计进行功能验证。情形 1：时宽20 s，带宽为 5MHz，采样频率为 10MHz，脉压点数 N=2000，采用海明窗加权进行旁瓣抑制，回波数据中存在具有不同多普勒信息和幅度的 3 个目标。图 5.2 为 Modelsim 仿真的输出结果，其中，信号 dout_r，dout_i 分别为脉压结果的实部和虚部，其中，dout_r 以模拟的形式给出，可以看到，输出存在 3 个目标。
西安电子科技大学硕士学位论文将 Modelsim 和 Matlab 的两个脉压结果归一化处理后做差，得到数据之间的相对误差，如图 5.4 所示，Matlab 采用的是双精度数据，计算结果精度高，因此最终设计误差精度在10 3范围内能够满足雷达数字信号处理的要求，验证了该设计能够正确实现脉冲压缩的过程。情形 2：同情形 1 仿真条件相同，时宽20 s，带宽为 5MHz，采样频率为 10MHz，采用海明窗加权进行旁瓣抑制，不同之处在于这里的脉压点数 N=3000，回波数据中存在具有不同多普勒信息和幅度的 6 个目标。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的脉冲压缩处理器设计与实现[J]. 苏斌,刘畅. 电子测量技术. 2014(07)
[2]改进的对角加载自适应脉冲压缩算法[J]. 孔令讲,罗美方. 电子科技大学学报. 2010(06)
[3]一种实现超低旁瓣的脉冲压缩算法[J]. 王萱芬,李巍,王子立. 现代电子技术. 2009(23)
[4]基于最大输出信噪比准则的自适应脉冲压缩[J]. 张劲东,王海青,朱晓华,李彧晟. 电子与信息学报. 2009(04)
[5]一种迭代加权最小二乘旁瓣抑制滤波器设计[J]. 王丽萍,苏涛. 火控雷达技术. 2008(01)
[6]一种基于FPGA的超高速32k点FFT处理器[J]. 李伟,孙进平,王俊,李少洪. 北京航空航天大学学报. 2007(12)
[7]线性调频脉冲压缩技术及其在雷达系统中的应用[J]. 翟庆林,张军,付强. 现代电子技术. 2007(01)
[8]基于DSP或FPGA的脉冲压缩实现方法[J]. 王德勇,陈祝明,高如鹏. 实验科学与技术. 2006(04)
[9]长二相码准连续波雷达信号脉压及多目标影响[J]. 高梅国,田黎育. 系统工程与电子技术. 2004(02)
[10]多相脉压编码在旁瓣抑制下的多普勒性能[J]. 俞根苗,吴顺君,罗永健. 现代雷达. 2002(03)
博士论文
[1]距离旁瓣抑制的波形设计算法研究[D]. 张天贤.电子科技大学 2015
[2]基于发射波形设计与自适应接收处理的目标探测技术研究[D]. 黎亮.电子科技大学 2015
[3]基于凸优化的雷达波形设计及阵列方向图综合算法研究[D]. 何学辉.西安电子科技大学 2010
[4]星载降水雷达技术研究[D]. 尹红刚.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2008
硕士论文
[1]宽带天气雷达数字接收机设计[D]. 郭晓伟.南京信息工程大学 2016
[2]多相编码信号的脉冲压缩技术研究[D]. 谢毕文.南京理工大学 2015
[3]雷达信号处理关键IP核设计与实现[D]. 田映辉.西安电子科技大学 2013
[4]线性模型最小二乘估计递推算法[D]. 刘洪伟.东北林业大学 2012
[5]对海情报侦察雷达中的旁瓣抑制技术及海杂波特性分析[D]. 李桐.哈尔滨工业大学 2011
[6]基于FPGA的宽带信号实时脉冲压缩系统设计[D]. 邓军.电子科技大学 2010
[7]相位编码信号脉冲压缩旁瓣抑制技术研究[D]. 蔡凤丽.南京理工大学 2009
[8]脉冲压缩及其旁瓣抑制技术研究[D]. 张静.西安电子科技大学 2005
本文编号：2968962
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制信号仿真时序图
分析三个功能验证点之间的相似性，最终可确定下进行功能验证的回波数据的模型搭建，根据时宽20 s，带宽为 5MHz，采样频率为 10MHz 的 LFM 信息，搭建具有不同分段数目的回波数据，不同段数据由具有不同多普勒信息的多个目标构成，从而完成功能验证过程。5.2 基于分段卷积脉冲压缩电路的设计验证5.2.1 功能验证根据上一小节功能验证的分析过程，本小节搭建具体的回波数据模型对设计进行功能验证。情形 1：时宽20 s，带宽为 5MHz，采样频率为 10MHz，脉压点数 N=2000，采用海明窗加权进行旁瓣抑制，回波数据中存在具有不同多普勒信息和幅度的 3 个目标。图 5.2 为 Modelsim 仿真的输出结果，其中，信号 dout_r，dout_i 分别为脉压结果的实部和虚部，其中，dout_r 以模拟的形式给出，可以看到，输出存在 3 个目标。
西安电子科技大学硕士学位论文将 Modelsim 和 Matlab 的两个脉压结果归一化处理后做差，得到数据之间的相对误差，如图 5.4 所示，Matlab 采用的是双精度数据，计算结果精度高，因此最终设计误差精度在10 3范围内能够满足雷达数字信号处理的要求，验证了该设计能够正确实现脉冲压缩的过程。情形 2：同情形 1 仿真条件相同，时宽20 s，带宽为 5MHz，采样频率为 10MHz，采用海明窗加权进行旁瓣抑制，不同之处在于这里的脉压点数 N=3000，回波数据中存在具有不同多普勒信息和幅度的 6 个目标。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的脉冲压缩处理器设计与实现[J]. 苏斌,刘畅. 电子测量技术. 2014(07)
[2]改进的对角加载自适应脉冲压缩算法[J]. 孔令讲,罗美方. 电子科技大学学报. 2010(06)
[3]一种实现超低旁瓣的脉冲压缩算法[J]. 王萱芬,李巍,王子立. 现代电子技术. 2009(23)
[4]基于最大输出信噪比准则的自适应脉冲压缩[J]. 张劲东,王海青,朱晓华,李彧晟. 电子与信息学报. 2009(04)
[5]一种迭代加权最小二乘旁瓣抑制滤波器设计[J]. 王丽萍,苏涛. 火控雷达技术. 2008(01)
[6]一种基于FPGA的超高速32k点FFT处理器[J]. 李伟,孙进平,王俊,李少洪. 北京航空航天大学学报. 2007(12)
[7]线性调频脉冲压缩技术及其在雷达系统中的应用[J]. 翟庆林,张军,付强. 现代电子技术. 2007(01)
[8]基于DSP或FPGA的脉冲压缩实现方法[J]. 王德勇,陈祝明,高如鹏. 实验科学与技术. 2006(04)
[9]长二相码准连续波雷达信号脉压及多目标影响[J]. 高梅国,田黎育. 系统工程与电子技术. 2004(02)
[10]多相脉压编码在旁瓣抑制下的多普勒性能[J]. 俞根苗,吴顺君,罗永健. 现代雷达. 2002(03)
博士论文
[1]距离旁瓣抑制的波形设计算法研究[D]. 张天贤.电子科技大学 2015
[2]基于发射波形设计与自适应接收处理的目标探测技术研究[D]. 黎亮.电子科技大学 2015
[3]基于凸优化的雷达波形设计及阵列方向图综合算法研究[D]. 何学辉.西安电子科技大学 2010
[4]星载降水雷达技术研究[D]. 尹红刚.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2008
硕士论文
[1]宽带天气雷达数字接收机设计[D]. 郭晓伟.南京信息工程大学 2016
[2]多相编码信号的脉冲压缩技术研究[D]. 谢毕文.南京理工大学 2015
[3]雷达信号处理关键IP核设计与实现[D]. 田映辉.西安电子科技大学 2013
[4]线性模型最小二乘估计递推算法[D]. 刘洪伟.东北林业大学 2012
[5]对海情报侦察雷达中的旁瓣抑制技术及海杂波特性分析[D]. 李桐.哈尔滨工业大学 2011
[6]基于FPGA的宽带信号实时脉冲压缩系统设计[D]. 邓军.电子科技大学 2010
[7]相位编码信号脉冲压缩旁瓣抑制技术研究[D]. 蔡凤丽.南京理工大学 2009
[8]脉冲压缩及其旁瓣抑制技术研究[D]. 张静.西安电子科技大学 2005
本文编号：2968962
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