基于DVB-S信号的无源雷达检测方法研究

发布时间：2020-09-08 16:36

　　 利用非合作照射源进行目标检测、定位和跟踪的无源雷达系统,具有探测范围广、隐蔽性高、反隐身目标特性强等特点,备受广大雷达研究者的关注。本论文着眼于构建海空目标监测网络,研究以卫星电视DVB-S(Digital Video Broadcasting Satellites)信号作为机会照射源的无源雷达探测系统,针对使用非合作照射源进行目标探测时性能易受干扰影响的问题,提出通过多信道(频道)联合检测提升检测性能的策略,并重点研究了检测结果融合时的权重设定方法;针对海空目标出现概率较低的大概率事实提出二阶协作检测方法,实现检测性能有保障前提下的检测能效提升。论文各章节内容简报如下:在第一章对研究背景及意义作了阐述后,第二章介绍了以卫星电视DVB-S信号为机会照射源的无源雷达目标探测系统,提供了作为潜在机会照射源的亚太六号卫星的信道实测结果。第三章基于仿真结果评估了检测卫星电视DVB-S信号经空中目标反射后的微弱回波信号所面临的挑战。第四章着眼于缓解干扰导致的检测性能恶化,针对时变干扰在不同信道上独立分布的大概率事实,提出基于检测结果加权融合的多信道联合检测方法:针对干扰往往持续存在于多个检测周期的大概率事实,建立了描述这一特征的干扰条件概率模型,进而提出基于干扰存在概率估计的权重设定方法;进一步,讨论了基于干扰存在概率的权重设定方法与基于干扰功率估算的权重设定方法在多信道联合检测中的使用条件,并通过仿真比较了两者的性能,同时也验证了相较于单信道检测的优越性。相关检测和循环平稳检测是DVB-S信号较有效的两种检测方法。两者相比,前者检测性能更佳但检测能效较低,后者检测能效较高但检测性能面对具有循环平稳特性的干扰将显著恶化。第五章于是提出一种二阶协作检测方案,常态下使用循环平稳检测,当且仅当循环平稳检测的结果显示目标可能存在时,才使用相关检测来做进一步的判别。仿真结果显示这一策略既可提高监测系统的能效又能解决循环平稳检测面对特定类型干扰时的高虚警概率问题。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN958.97
【部分图文】：

学硕士学位论文逦逡逑ＤＶＢ－Ｓ为机会照射源的无源雷徸系统逡逑系统介绍逡逑如图２．１所示，本文探讨用于监测空中移动目标的无源雷达系统，使用卫星逡逑信号作为机会照射源。一旦信号覆盖的空域有目标经过，移动目标将产生卫逡逑视信号的反射／散射信号。通过捕获和解析这些反射／散射信号，可以发现和逡逑移动目标。作为标准卫星电视信号的ＤＶＢ－Ｓ信号可为检测提供较充分的先逡逑息。检测节点可通过对准卫星接收直达波信号作为参考信号；同时，通过扫逡逑方式捕捉经由移动目标反射／散射的回波信号，将同步接收的回波信号和直逡逑信号进行互相关即可判断反射波中是否存在目标信号。在相关检测中，还可逡逑过解调再生成的方式，可以从直达波中提取出纯净的参考信号从而提高检测逡逑。逡逑

逡逑得到低频信号用于采样、存储，最后在本地进行一系列信号处理流程。图２．２为我逡逑们研究的无源雷达接收系统硬件平台的功能框图。逡逑ＩＶ逦：道—逦｜逡逑！逦逦邋逦邋逦１邋：逦数椐获取、存储系统逡逑丨调配器Ｈ邋ＬＮＡ邋４邋ＬＰＦ邋！逡逑ｉ卫星天逡逑丨＿邋线逦逦邋Ｉ邋Ｉ逦邋邋邋Ｉ逡逑射频前端逡逑＊逦ｆＴ存储逦处理逡逑；＼７＂逦＂—……邋逦邋：丨丨逦丨逡逑ｎ逦监测通道逡逑调配器逦＊邋ＬＮＡ邋＊邋ＬＰＦ逡逑ｉＫｕ波段逦邋逦邋逦逡逑｜卫星天逡逑Ｌｉ＿逦逦逦逦ｉ逡逑图２．２无源雷徸接收系统硬件功能框图逡逑２３信号源逡逑本文采用ＤＶＢ－Ｓ信号作为无源雷达的外辐射源。ＤＶＢ－Ｓ，即卫星数字视频广逡逑播信号系统，是目前我国上空被广泛采用的直播卫星信号标准，与ＤＶＢ－Ｔ、ＦＭ逡逑及ＷｉＦｉ等信号所不同的是，ＤＶＢ－信号使用的辐射源来自地球同步轨道的卫星，逡逑因此该信号覆盖范围广阔且有较大的辐射功率。这使得该信号相比于其他外辐射逡逑源具有一定的优势。与其他外辐射源信号相同，ＤＶＢ－Ｓ信号并不是以雷徶检测为逡逑目的的信号，但是文献［丨１］中已经证明，根据ＤＶＢ－Ｓ信号的特性，其能够作为无逡逑源雷达系统的外辐射源。目前国内外已经有关于ＤＶＢ－Ｓ信号特征以及检测方法的逡逑研究，文献［４５］对ＤＶＢ－Ｓ信号的模糊特性进行了详细的分析。本文研究的无源雷逡逑达也将以ＤＶＢ－Ｓ信号作为外辐射源。逡逑ＤＶＢ－Ｓ采用格雷码编码的ＱＰＳＫ调制技术，生成过程如图２．３所示。逡逑９逡逑

ｎ＝＼逡逑设定码元速率频率凡＝３０ＭＨｚ，升余弦滤波器滚降系数ａ＝０．３邋，载波频率逡逑４０ＭＨＺ，此时带宽５＝（ｌ＋ａ）／？．产３９ＭＨｚ，仿真得ＤＶＢ－Ｓ信号频谱图如图２．４所示。逡逑图２．５为实测ＤＶＢ－Ｓ信号频谱图。从图２．４与图２．５可以看出：仿真、实测ＤＶＢ－逡逑Ｓ信号频谱的３ｄＢ带宽与理论带宽基本一致。逡逑１０逡逑

【参考文献】

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本文编号：2814394