多径效应下的雷达信号分选方法研究
发布时间：2020-11-12 22:44
现代电子侦察的电磁环境非常复杂,辐射源脉冲密度高、调制方式多样,且信号之间相互干扰严重,其中尤以跟踪目标时不同路径回波形成的多径增批信号为典型,这对现有的雷达信号分选方法造成了极大的挑战。多径增批信号由于参数特征较为相似,难以被传统的信号分选方法所区分。针对以上问题,本文依据信号在反射时极化状态的规律和基本原理,选择信号的极化参数作为信号分选的另一维自由度,致力于解决由多径增批干扰所带来的问题。首先,针对分选电磁环境介绍了多径信号干扰,探讨了数学模型以及影响,并研究了前端信号处理中多径干扰抑制的方法及其不足,为引入后续方法进行铺垫。其次,针对包含多径增批信号的未知辐射源分选问题,提出了一种基于SONN-POLAR的分选方法。该方法利用基于多参数联合的SONN方法对脉冲序列进行主分选,并对分选结果应用极化幅值联合观测的方法分离多径增批信号,仿真实验验证了其有效性。最后,针对多径效应下的信号分选设计了雷达信号分选半实物仿真平台。该平台由雷达中频数字模拟器模拟真实的电磁环境产生多径增批信号,将脉冲描述字传输给PC端进行信号主分选从而实现分选过程。测试结果表明添加了基于SONN-POLAR的分选方法在半实物条件下能够有效解决多径效应下的雷达信号分选问题并且具有较高的分选可靠性。
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN957.51
【部分图文】：
第三章：面向多径干扰的辐射源盲分选方法设计??本章围绕着ＳＯＮＮ－ＰＯＬＡＲ的分选方法展开介绍，介绍了传统的分选方法和??应用ＳＯＮＮ的聚类分选方法。同时分析了反射信号极化域信息的变化规律，提??出了利用极化幅值联合观测的方法对ＳＯＮＮ方法分选之后的脉冲序列进行多径??增批信号分离的分选方案，并进行仿真验证方法有效性。??第四章：半实物仿真验证??本章节围绕着半实物仿真平台对多径分选方法的实现及验证进行展开。主要??介绍了半实物仿真平台几个主要模块的结构功能，包括雷达中频数字模拟器、预??分选模块、主分选模块、复杂观测分析模块。应用半实物平台对模拟器模拟的多??径增批信号实测脉冲描述字进行主分选测试验证。??第五章：总结与展望??本章节总结了全文的工作情况，并对多径干扰的处理以及雷达信号分选方法??的研究提出进一步的研宄展望。??６??
??效应分析??应正是指由于反射作用使回波产生不止一条的传播路径，反射直接返回接收天线端口的直射路径之外，还有着多条收机接收到的是直射路径和反射路径组合而成的电磁场的多径效应几何示意图，目标回波的直射波反射后的回波与直收到即产生多径效应。??达在进行正常电子侦察任务时，容易受到复杂电磁环境的海杂波、气象杂波等各种杂波信号干扰。这些干扰信号很多都号在海面或者甲板等平面的反射所产生的，也就形成了多径效应较为严重，特别是在进出港口时，还有其它更多的环雷达在收发同时进行时可能接收到自身的信号，这些也是多。目前国内外主要的多径抑制方法也是根据参考信号对这些波进行消除，采用常规的滤波器对多径干扰信号进行抑制，散射回波仍会影响后续雷达信号分选，因此本文主要的研宄
个路径之间的脉冲时延远小于脉冲宽度。在这种情况下，主要的影响是直达回波??和反射回波的相位差会产生信号干涉。通过直接传播途径和反射传播路径到达雷??达侦察设备接收天线的脉冲信号会相互叠加，如图２．２所示为反射回波与真实回??波信号叠加后的时域幅值畸变图，可以看出不仅幅值发生了畸变而且脉冲宽度也??略有增加。在性能方面不仅会影响雷达侦察设备对信号幅度脉宽的测量精度，而??且对雷达福射源方位测量产生影响。对于此类情形，一般在宽带数字接收机的参??数测量阶段进行盲信号处理即可有效解决，不在本文考虑范畴。??２?回波信号??１．５?－?－??１?－?￣??Ｊ〇－???——＾Ｊ?－??〇?Ｉ?Ｉ???－０．５?－?－??０?１?２?３?４?５?６??ｔ／ｕｓ??图２．２脉冲干涉叠加时域畸变示意图??另一种情况是反射信号与真实信号的经历路程差值相对较大，导致路径差值??产生的脉冲前沿间时延大于脉冲宽度，在这种情况下脉冲之间不会相互叠加发生??信号干涉，主要的影响是产生信号增批干扰。由于考虑到多径反射信号幅值与反??射界面的等效截面积以及距离等多种复杂因素相关
【参考文献】
本文编号：2881329
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN957.51
【部分图文】：
第三章：面向多径干扰的辐射源盲分选方法设计??本章围绕着ＳＯＮＮ－ＰＯＬＡＲ的分选方法展开介绍，介绍了传统的分选方法和??应用ＳＯＮＮ的聚类分选方法。同时分析了反射信号极化域信息的变化规律，提??出了利用极化幅值联合观测的方法对ＳＯＮＮ方法分选之后的脉冲序列进行多径??增批信号分离的分选方案，并进行仿真验证方法有效性。??第四章：半实物仿真验证??本章节围绕着半实物仿真平台对多径分选方法的实现及验证进行展开。主要??介绍了半实物仿真平台几个主要模块的结构功能，包括雷达中频数字模拟器、预??分选模块、主分选模块、复杂观测分析模块。应用半实物平台对模拟器模拟的多??径增批信号实测脉冲描述字进行主分选测试验证。??第五章：总结与展望??本章节总结了全文的工作情况，并对多径干扰的处理以及雷达信号分选方法??的研究提出进一步的研宄展望。??６??
??效应分析??应正是指由于反射作用使回波产生不止一条的传播路径，反射直接返回接收天线端口的直射路径之外，还有着多条收机接收到的是直射路径和反射路径组合而成的电磁场的多径效应几何示意图，目标回波的直射波反射后的回波与直收到即产生多径效应。??达在进行正常电子侦察任务时，容易受到复杂电磁环境的海杂波、气象杂波等各种杂波信号干扰。这些干扰信号很多都号在海面或者甲板等平面的反射所产生的，也就形成了多径效应较为严重，特别是在进出港口时，还有其它更多的环雷达在收发同时进行时可能接收到自身的信号，这些也是多。目前国内外主要的多径抑制方法也是根据参考信号对这些波进行消除，采用常规的滤波器对多径干扰信号进行抑制，散射回波仍会影响后续雷达信号分选，因此本文主要的研宄
个路径之间的脉冲时延远小于脉冲宽度。在这种情况下，主要的影响是直达回波??和反射回波的相位差会产生信号干涉。通过直接传播途径和反射传播路径到达雷??达侦察设备接收天线的脉冲信号会相互叠加，如图２．２所示为反射回波与真实回??波信号叠加后的时域幅值畸变图，可以看出不仅幅值发生了畸变而且脉冲宽度也??略有增加。在性能方面不仅会影响雷达侦察设备对信号幅度脉宽的测量精度，而??且对雷达福射源方位测量产生影响。对于此类情形，一般在宽带数字接收机的参??数测量阶段进行盲信号处理即可有效解决，不在本文考虑范畴。??２?回波信号??１．５?－?－??１?－?￣??Ｊ〇－???——＾Ｊ?－??〇?Ｉ?Ｉ???－０．５?－?－??０?１?２?３?４?５?６??ｔ／ｕｓ??图２．２脉冲干涉叠加时域畸变示意图??另一种情况是反射信号与真实信号的经历路程差值相对较大，导致路径差值??产生的脉冲前沿间时延大于脉冲宽度，在这种情况下脉冲之间不会相互叠加发生??信号干涉，主要的影响是产生信号增批干扰。由于考虑到多径反射信号幅值与反??射界面的等效截面积以及距离等多种复杂因素相关
【参考文献】
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本文编号：2881329
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