非相干散射雷达自相关函数估计和异常谱对消算法研究

发布时间：2020-11-01 22:37

　　 随着科学技术的进步,电离层对通信、导航、成像等活动的影响越来越受到重视,因此对电离层的研究极其重要。非相干散射雷达以较广阔的探测范围、较高的时间和空间分辨率等优点成为地面探测电离层最强大的工具。从信号处理角度出发,对电离层的研究归根结底就是对非相干散射雷达回波信号功率谱的研究。本文将推导简化的非相干散射谱和自相关函数模型,并结合QJISR(曲靖非相干散射雷达)的实测数据改善自相关函数的均衡性。同时对因空间碎片存在而造成的非相干散射异常谱进行对消。第一,阐述了非相干散射雷达探测基础。电离层是典型的软目标,对该类目标的探测与普通目标不同,而且电离层不同高度的散射回波信号混叠在一起,存在模糊,因此需要进行软目标的信号处理。主要介绍了基于交替码的非相干散射雷达信号处理流程,重点对处理过程的各种模糊函数进行了推导和仿真、对时延剖面矩阵进行了详细介绍、对自相关函数和功率谱的计算过程进行了分析。第二,研究了非相干散射谱和自相关函数估计算法。经典的非相干散射谱模型公式表达比较复杂,且无法逆推出自相关函数,基于此,对简化的非相干散射谱和自相关函数进行推导。为改善自相关函数的时延均衡性,提高电离层各参数的反演精度,提出使用阻尼函数模型估计零时延自相关值的数据拟合方法。在后续处理中,为提高算法的实时性,降低计算复杂度,使用更简洁的多项式拟合模型替代阻尼拟合模型。第三,研究了非相干散射异常谱对消方法。非相干散射雷达不仅可探测电离层,还可同时探测空间碎片,因此非相干散射雷达的回波数据中可能存在空间碎片信息。对于电离层非相干散射谱来说,空间碎片散射谱即为异常谱。从三个方面对异常谱进行了对消。首先,使用排序统计滤波算法判别空间碎片导致的异常谱是否存在;若存在,使用匹配函数方法估计空间碎片的参数信息;最后,利用估计的空间碎片高度信息对消异常谱。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN958
【部分图文】：

达探测范围较广（80~6000km）、测量效的电离层探测工具，同时在空间碎片自主研发的非相干散射雷达[10]，如图 取实时数据的难题，为我国电离层探测值。

全文安排第一章绪论，首先阐述了电离层的基本特性，说明了电离层探测的重要意义，并简单总结本文的整体研究内容，并对后续研究方向进行展望

处的自相关函数，其中1 1x x 代表动 c t/2可得到第二高度自相关，度范围由模糊函数确定，如图 2.7线对应时延一处的自相关，第二副时延三处的自相关。因为四位交替，因此截止到第三副对角线，如图
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 鲁自清;姚明;邓晓华;;关于非相干散射雷达对电离层参数测量仿真[J];计算机仿真;2017年01期

2 王海强;;欧洲非相干散射雷达的早期历史和最近十年来的工作[J];电波与天线;1995年01期

3 姚明;管炜;左铭;;非相干散射雷达探测回波信号快速提取仿真[J];计算机仿真;2017年10期

4 史国宁;杨宝珠;;用非相干散射雷达对中层大气的遥感[J];气象科技;1980年S5期

5 金旺;杨玉峰;李清亮;赵有;吴健;;曲靖非相干散射雷达在空间碎片探测中的应用[J];电子学报;2018年01期

6 王椿年;利用数字频高图估算总电子含量[J];电波科学学报;1994年04期

7 李慧霞;姚明;魏葵;;雷达探测高空大气等离子体波形设计与仿真[J];计算机仿真;2015年11期

8 金旺;吴振森;吴健;刘拥军;孙明国;徐彬;李辉;周亮;;非相干散射雷达探测空间碎片实验研究[J];电波科学学报;2011年05期

9 徐彬;王占阁;许正文;吴健;薛昆;;基于各向异性分布的非相干散射雷达谱仿真[J];空间科学学报;2017年06期

10 代连东;丁宗华;王宁;林乐科;许正文;;曲靖非相干散射雷达的维护与故障修复[J];气象水文海洋仪器;2017年01期

相关博士学位论文 前2条

1 金旺;极区地基雷达电离层特性和弱小目标测量[D];西安电子科技大学;2013年

2 陈光明;中低纬顶部电离层O~+场向扩散通量研究[D];中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵海龙;相控阵非相干散射雷达探测性能仿真与参数提取误差分析[D];南昌大学;2019年

2 韩承姣;非相干散射雷达自相关函数估计和异常谱对消算法研究[D];西安电子科技大学;2019年

3 王亚杰;现代谱估计方法在QJISR信号处理中的应用[D];西安电子科技大学;2018年

4 郭雅静;非相干散射雷达信号处理分析与研究[D];南昌大学;2018年

5 管炜;非相干散射雷达系统仿真与参数反演技术研究[D];南昌大学;2017年

6 赵博;非相干散射雷达信号采集与存储技术研究[D];西安电子科技大学;2012年

7 王凯丽;非相干散射雷达电离层参数提取方法研究[D];南昌大学;2017年

8 王玮;非相干散射雷达信号处理算法研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年

9 李聪;非相干散射雷达弱信号处理方法的研究[D];南昌大学;2015年

10 杜鑫;非相干散射雷达信号处理软件设计与实现[D];西安电子科技大学;2012年

本文编号：2866201