宽带低截获与随机极化雷达信号模型研究

发布时间：2020-10-24 10:03

　　 随着雷达技术的快速发展,雷达对抗及电子战技术也不断取得进步。一方面,随着雷达应用领域的不断拓展,传统的雷达体制和工作模式逐渐不能满足日益深化的应用需求。雷达需要在恶劣的电磁环境下满足战场侦查的应用需求,不仅仅满足于对目标的搜索、跟踪,还要获取目标更精细的信息,比如高分辨率成像、微动特征提取等。另一方面,雷达需提升自身生存能力,降低被截获、干扰的概率,实现射频隐身和良好的抗干扰性。本文主要对宽带低截获与随机极化雷达信号模型展开研究,主要工作和创新点如下:(1)提出了一种非线性调频信号去斜处理方法。将非线性调频信号看作为倒S型调频信号和线性调频信号的复合信号,采用去斜处理方法实现了宽带非线性调频雷达信号的低速率采样下脉冲压缩,解决了宽带非线性调频信号对雷达硬件速率要求较高的问题。数值仿真和高分辨率一维距离像实验结果均证明了此方法能够在保证宽带非线性调频信号低旁瓣性能的同时降低对系统硬件采样率的要求。(2)提出了一种低旁瓣随机雷达信号设计方法。通过在频域调制随机雷达信号的频谱来实现低旁瓣的效果,采用随机序列和高斯窗函数分别对信号相位谱、幅度谱进行调制。由于所设计的随机雷达信号具有高斯型的功率谱密度,因此能够实现低旁瓣的效果,避免了随机雷达信号过高的旁瓣造成的掩盖效应。数值仿真和脉冲压缩实验均验证了所设计信号模型的低旁瓣性能。(3)提出了一种新型线性调频随机雷达信号模型及其去斜处理方法。此波形兼具了随机雷达信号和线性调频信号的优点,不仅具有近似图钉型模糊函数、良好的正交性和多普勒容限,同时还可采用去斜处理方法实现低采样率下脉冲压缩,大大降低了对雷达系统ADC硬件采样率的要求。数值仿真和一维距离像仿真实验均验证了所设计波形优异性能和所提出的去斜处理方法的有效性。通过多载频圆迹SAR高分辨成像实验进一步验证了设计波形和压缩方法的有效性。(4)随机极化雷达信号。对随机极化雷达信号理论机理进行了分析,当通过正交极化天线发射两路去相干的随机雷达信号时可以产生随机极化雷达信号,将低截获雷达信号的研究范畴由时域、频域扩展至极化域。根据随机极化雷达信号对目标散射的作用机理提出了一种基于极化度的有源转发式干扰鉴别方法,依据随机极化雷达信号目标回波极化度和干扰回波极化度的差异来进行干扰鉴别,并结合数值仿真进行分析,验证了所提方法的有效性。
【学位单位】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN957.51
【部分图文】：

但是加窗处理会带来信噪比损失、展宽主瓣，牺牲了雷达系统距离向分辨率，而且LFM信号瞬时频率随时间线性变化，信号形式简单，极易被敌方截获识别，针对LFM信号的干扰形式也层出不穷，传统雷达系统采用LFM信号极易被敌方干扰、欺骗[57,58]。非线性调频信号（NonlinearFrequencyModulation，NLFM）也是一种脉冲压缩调频信号，同样是对调频信号的相位进行非线性调制得到，不同于LFM的是NLFM的瞬时频率随着时间非线性变化，敌方很难精确识别出信号具体参数，具有较好的抗截获和抗干扰能力，而且NLFM信号脉冲压缩时无需加窗处理也能够实现较低的旁瓣，因而避免了引入LFM信号加窗失配处理所带来的主瓣展宽和SNR损失等问题[44, 59, 60]。但是NLFM信号属于多普勒敏感信号，当雷达与目标相对运动速度过大时，匹配滤波可能会多普勒失配，导致脉冲压缩无法出现峰值。中科院电子所王伟等研究了合成孔径雷达成像中非线性调频信号多普勒失配补偿问题，并完成了机载NLFM SAR飞行实验[61, 62]。

Panel）长期关注研究噪声雷达技术，从 2010 年开始连续技术研究，对噪声雷达波形设计、低截获性能、旁瓣抑制标检测、噪声 MIMO 雷达等一系列问题展开了研究[77,国家科学院 K. A. Lukin 等在 NATO 资助的下就噪声雷达深入研究，提出将噪声连续波信号应用于汽车雷达，采用获取目标的距离和速度信息[110]；他研制一套工作在 Ka对噪声雷达近场成像及室内高分辨成像进行了研究[105, MIMO 体制雷达对噪声雷达层析成像进行了探究[109,1大学 Shannon Blunt 等基于交替投影算法设计出一种超低完成地面运动目标的脉冲多普勒实验[113,114]，在此基础用于雷达通信一体化中，通过噪声雷达信号的 LPI/LPD15,116]。Wasserzier,Christoph 等首次将噪声雷达应用于运标的脉冲多普勒实验[117]。

图 2.1 LPI 雷达、目标与截获接收机空间位置关系e 2.1 Spatial position relations of LPI radar, target and interception receiv探测目标时首先需要通过在一定范围内对目标进行搜索，根据到雷达探测距离 为：4/ 获机截获方程可以得到截获机截获 为：4/ 为雷达发射机峰值最大功率， 为雷达天线发射增益， 为， 为雷达发射电磁波波长， 为目标雷达散射截面（Rada
【参考文献】

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本文编号：2854321