宽带相控阵雷达自适应干扰抑制算法研究

发布时间：2017-11-20 03:15

  本文关键词：宽带相控阵雷达自适应干扰抑制算法研究

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【摘要】：宽带相控阵雷达因其具有高分辨率、目标分类和识别的能力、空域快速电扫描、自适应抑制杂波以及能对密集目标进行检测和跟踪的能力,而被广泛应用于军事国防、经济、科学研究等领域。然而面对错综复杂的电磁环境,使得宽带相控阵雷达面临着被人为恶意干扰的威胁,因此研究宽带相控阵雷达下的自适应干扰抑制算法很有必要性。本文从构建宽带相控阵信号模型和干扰模型出发,研究适用于宽带相控阵雷达的空频波束形成器和空时波束形成器;然后针对宽带干扰,研究了抑制宽带干扰需要多少自由度的问题以及宽带干扰和空时结构对波束的影响;接着分析了一系列因素对干扰抑制性能的影响,推导了随着时延抽头数增加的抗干扰性能上界;最后为了降低抑制干扰所需的自由度,研究了一种抽头数减半的高效自适应宽带波束形成器。本文的主要研究内容和工作如下:首先,为避免孔径渡越效应,直接以时延对宽带相控阵雷达建模,并且以分数时延滤波器来控制波束指向以及对宽带阵列干扰进行建模。其次,由于宽带空时结构和空频结构通过增加时域或者频域自由度来抑制宽带干扰信号,本文研究了宽带干扰秩估计问题,即抑制宽带干扰需要多少自由度,推导了宽带相控阵雷达中宽带干扰秩估计的闭合表达式,再将单宽带干扰推广到两/多宽带干扰,并且通过仿真实验验证了宽带干扰秩估计的正确性。通过波束方向图,研究并对比了不同带宽和结构情况下的干扰信号对波束的影响,从而解释了如何通过空时结构减小其对波束的影响,同时也验证了之前关于宽带干扰秩的结论。再次,就干扰角度、阵元数、带宽载频比以及空时结构中的延迟抽头个数,对宽带相控阵雷达抗干扰性能的影响进行了研究,推导了随着时域抽头个数增加而信干噪比增加的性能上界,并通过仿真实验验证该理论上界。此外还研究了不同阵元后不同抽头数对抗干扰性能的影响,结果表明在所有延迟抽头数一定的情况下,每个阵元后所接抽头数相同时抗干扰性能最好。最后,利用奇阵元之后接奇数延迟间隔,偶阵元之后接偶数延迟间隔,研究了一种抽头数减半的高效宽带波束形成器。理论分析表明该高效结构在一定的条件下,其抗干扰之后的期望信号功率和干扰功率与Frost结构的相同,其性能的差异只是由对噪声的抑制引起,并通过仿真实验验证这一理论分析的正确性。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958.92

【参考文献】

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本文编号：1205881