HPM短脉冲雷达信号处理仿真研究

发布时间：2020-11-22 08:21

　　 以HPM(高功率微波)信号作为发射信号的HPM短脉冲雷达,由于HPM信号的脉冲短、峰值功率高以及包络起伏等特性,使该类雷达具备了较高的距离分辨率以及较强的检测力,在民用或者国防上都有着较为广阔的发展前景。但与常规雷达相比,该类新型雷达若利用常规的发射信号模型、目标回波模型以及目标检测方法等,不能获得其最佳的目标检测效果。本文针对HPM短脉冲雷达,研究分析了其信号处理中的信号模型构建及目标信号检测等。文中首先分析了常规雷达的信号模型构建与目标信号检测,明晰了常规雷达信号处理技术运用在HPM短脉冲雷达时出现的不适用性。然后分析了 HPM信号的包络、相位以及时频等信号特征,提出了针对HPM信号的重构方法,并利用高斯多峰模型构建其包络拟合模型,多项式模型构建其相位拟合模型,再将两者结合获得了 HPM信号的脉冲调制模型,而且通过Matlab进行仿真检验,证实了该方法能够有效地实现HPM信号的重构。其次研究了该类雷达的目标散射中心模型、散射中心截面积模型以及目标的姿态变化,并结合多点模型构建了该类雷达的目标回波模型。也针对几种常见的杂波模型进行了仿真研究,并获得了不错的仿真结果。本文最后研究了适用于HPM短脉冲雷达的目标信号检测法,通过研究分析得知,常规雷达的匹配滤波器已不再是该类新型雷达的最佳检测器,为了有效地利用该类雷达各距离分辨单元里的回波能量,本文利用随机参量脉冲串法对该类雷达进行目标检测,并通过Matlab仿真验证了该检测法的有效性,相较于常规检测法,该方法提升了 HPM短脉冲雷达目标回波的检测效果。
【学位单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN957.51
【部分图文】：

??１．１．２雷达信号处理研宄背景??在雷达系统中，主要的组成内容如图１．１所示，其中包括雷达的发射机与接收机、??雷达信号处理机以及显示设备。此时，雷达进行目标探测时的主要流程为：发射信号、??接收信号然后进行雷达信号处理。在雷达探测目标的整体流程中，雷达信号处理一直都??是至关重要的部分，而现代的雷达信号处理技术正朝更高效的处理速度、更大的处理容??量等方向进步与发展。??发射机???接收机??１??信号处理机??显示设备??图１．１雷达系统??在研究新型的ＨＰＭ短脉冲雷达技术时，也需要重点研宄该类雷达的信号处理技术。??而针对雷达的信号处理，需要实现的核心目的是：在含有各种杂波信号以及噪声信号的??雷达回波中，提取出所探测目标的回波信号。其中，降低甚至消除目标回波信号中的干??扰成分，并同时提高雷达的距离分辨力以及最远的探测距离，也是雷达信号处理中非常??重要的任务。??在早期研宄雷达的信号处理技术时

还需利用回波的其他信号特征。在所有接收的回波信号ｕ（ｒ）中，无非就存在??两种情况：一种情况是同时含有目标信号与噪声信号ｎ（〇；另外一种情况便是只含??有噪声信号。如图２．１所示，雷达的的信号检测系统，即是先对回波信号按一??定方法进行处理，再根据信号处理结果，判断出回波中是仅含有噪声信号，即＝?ｎ⑴；??还是同时含有目标信号与噪声信息，即ｔＸＯｚＭＯ?＋?ＷＯ。??｜?Ｖ（ｔ）＝ｎ（ｔ）?目标不存在??Ｖ（ｔ）?｜?１＞（／）?＝?５（〇?＋?／｜（／）目标存在???？信号检测系统??＾??图２．１雷达的信号检测系统??７??

因而该判决准则被人们广泛地运用在了雷达信号检测中。??２．２．３单脉冲回波信号检测??在常规雷达的单脉冲回波检测中，其最佳检测系统如图２．２所示，由于该类雷达有??着比较低的距离分辨率，目标的上的所有散射中心产生的子回波在时域发生了重叠，使??其回波信号被当作点目标回波进行处理。??门限值??ｖ（ｔ）?＊?｜?一??—？匹配滤波器一？包络检波器一？门限判决器一在??图２．２单脉冲回波信号检测系统??９??
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本文编号：2894405