基于图像处理的高频外辐射源雷达射频干扰抑制算法研究
发布时间：2021-08-03 12:42
基于DRM数字短波广播的高频外辐射源雷达利用非合作的数字广播信号进行目标探测和跟踪,作为主动雷达的有益补充,可为我国战略预警、国土防空、海洋权益维护提供一种新颖的手段。高频外辐射源雷达由于工作在频段拥挤的短波段,所以会受到射频干扰的影响,参考通道和监测通道均会被其干扰,从而影响了雷达对二维谱图上目标的探测性能。结合射频干扰在高频外辐射源雷达二维谱图上的特征分析,本文在对现有信号处理类射频干扰抑制算法研究的基础上,提出了基于图像处理的射频干扰检测和抑制方法。具体的研究内容如下:（1）研究了射频干扰对高频外辐射源雷达的影响,总结了常用的基于信号处理的射频干扰方法,根据高频外辐射源雷达信号处理的流程以及波形特征,分析了射频干扰在高频外辐射源雷达距离谱上的特征,在此基础上提出了基于图像处理的射频干扰检测和抑制思路和方案;（2）针对高频外辐射源雷达射频干扰的检测问题,引入了图像处理的方法在距离谱上对其进行检测。首先对接收信号进行直达波和强多径杂波抑制,然后利用边缘检测算法预处理存在射频干扰的距离谱图,最后利用直线检测算法来精准地检测和确定射频干扰在距离谱中的位置,从而判断出被射频干扰污染的距离谱...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２高频外辐射源雷达传播模式示意图??与有源主动雷达一样，高频外辐射源雷达由于工作在频段拥挤的短波段，??
?Ｏ?Ｄ?．??预编?？?导频Ｆ?Ｆ?｜—Ｉ??￣￣?码紐护＾?信道编码模块???〇?Ｄ?，ｗ????＾￣＇?＾?Ｍ?．?Ｍ?．?ｌ！?ＤＲＭ?＾??信源编码模块丨?！?承一符一＊＾！！＾???????！?元?号：器??＾?＾ｃｎ?．能最?＾?信道?ＦＡＣ?ｔ?映?生：１＿｜??ＦＡＣｆｅ息?政编Ｍ?＇￣？扩散?＾编码＇一￣１?＾射?成??ＳＤＣ信息＿＿＾?预编码?—ＰＳ?—＞?ｉｓ?＾????！?．?—?＾?ｕ?．—．一??图２．１?ＤＲＭ信号发生框图??２．１．２?ＤＲＭ接收信号模型??ＤＲＭ广播信号的传输单位是超帧，该单位是由Ｎｆ个传输帧组成，并且每个??传输帧包含了Ｌ个ＯＦＤＭ符号。ＤＲＭ基带信号［５８］的表示如公式２．１所示：??〇〇?Ｌ－ｌ?Ｋｍ？??ｘ（〇?＝?ｚｚｚ?ＣｆＪ，ｋＶｆｊ，ｋ?（０?（２．１）??／＝０，＝０?＊＝Ｋ？ｉｎ??ｒ?ｒ?ｋ?＼??，、ｅｘｐ?ｊ２７ｉ—（＾－Ｔ?－５Ｔｓ－ＬｒＴｓ）?，?（５?＋?Ｌｒ）Ｔｓ＜／＜（５?＋?Ｌｒ?＋?ｌ）Ｔｓ??＝?ｊ?Ｖ?Ｔｕ?Ｊ?（２．２）??〇?，?其他??其中，／代表了传输帧的序号，／是符号序号，Ａ代表的是子载波序号，是??第／帧中第／个符号内第Ａ个子载波的复调制数据，Ａ的上下限分别是与??，ＯＦＤＭ符号有效部分时间长度用Ｔｕ来表示、ＯＦＤＭ符号保护间隔时间长??度用Ｔｇ来表示，一个完整ＯＦＤＭ符号时间长度用Ｔｓ表示，载波频率间隔用１／ＴＵ??表示。适用于不同的传输环境，ＤＲＭ标准中定义了?５种不同的传播模式（Ａ？Ｅ），??每种传播模式所对应的典型传播环境［５９
?第２章理论基础???示多径个数；Ａ，ｘ为直达波，１；，第？：个目标的复包络幅度，ｃ，．为第ｆ个多径的复??包络幅度；Ｔａ．为第Ｚ？条多径的时间延迟，为第ｍ个目标的时间延迟；０＾表示??直达波的方位角，ｅ。，表示第／条多径的方位角，ｔ表示第ｗ个目标的方位角；??工作波长用Ａ来表示，与之对应的工作频率用／Ｒ表示；第Ｍ个目标的多普勒频??移用表示；第《个阵元的噪声用表示。??下面给出ＲＦＩ的信号模型：ＲＦＩ被认为是一个窄带信号，可以模拟为一系列??具有相干频率的正弦函数的叠加。为了简化，ＲＦＩ可以解释为一个单频信号。不??失一般性，在符号ｍ的持续时间内，ＲＦＩ可以写作：??０?（０?＝?ｅｘｐ（?ｊ２？ｉ／／?＋?ｊ?＜ｐＪ０?），?ｊｎＴｓ＜ｔ＜?（ｍ?＋?ｌ）Ｔｓ?（２．４）??其中￣是时变振幅，但由于其频率的变化与干扰频率相比较小，所以近似??为常数＾力是单一干扰频率，％。是第一个符号开始前的初始随机相位。??２，１．３外辐射源雷达信号处理基本流程??由于多普勒信息反映的是目标的速度，并且距离信息反映的是目标离接收??站的距离，所以高频外辐射源雷达信号处理的主要是用于获取多普勒信息和距??离。图２．２表示高频外辐射源雷达的平面几何关系。??发射站?接收站??图２．２高频外辐射源雷达平面几何关系??在上图中：发射站和接收站的距离用＆表示；发射站与目标的距离用孕表??示，接收站和目标的距离凡表示；发射站的天线波束指向角用６＞，表示，接收站??的天线波束指向角用０表示；双基地角用Ｐ来表示；Ｐ角平分线和目标运动方??向的夹角用Ｊ来表示［５９］。??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Canny算子的边缘检测算法研究[J]. 商景辉. 信息与电脑(理论版). 2020(02)
[2]图像直线段检测算法综述与测评[J]. 郑行家,钟宝江. 计算机工程与应用. 2019(17)
[3]合成孔径雷达图像分割研究进展[J]. 万玲,尤红建,程跃兵,卢晓军. 遥感技术与应用. 2018(01)
[4]外辐射源雷达参考信号提纯方法[J]. 陈刚,王俊,王珏,郭帅,宋海婷,邢玉帅. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[5]纹理粗糙度在红外图像显著性检测中的应用[J]. 赵爱罡,王宏力,杨小冈,陆敬辉,姜伟. 光学精密工程. 2016(01)
[6]基于激光散斑成像的零件表面粗糙度建模[J]. 陈苏婷,胡海锋,张闯. 物理学报. 2015(23)
[7]外辐射源雷达模糊函数副峰抑制算法研究[J]. 唐波,程水英,张浩. 电子学报. 2015(06)
[8]面向对象的高分辨率SAR图像处理及应用[J]. 张红,叶曦,王超,张波,吴樊,汤益先. 中国图象图形学报. 2014(03)
[9]基于低频段数字广播电视信号的外辐射源雷达发展现状与趋势[J]. 万显荣. 雷达学报. 2012(02)
[10]基于DRM数字调幅广播的高频外辐射源雷达实验研究[J]. 万显荣,赵志欣,柯亨玉,程丰,饶云华,龚子平. 雷达学报. 2012(01)
博士论文
[1]高频外辐射源雷达新体制与信号处理若干关键技术研究[D]. 赵志欣.武汉大学 2013
硕士论文
[1]结合图像分割的高频雷达干扰抑制方法研究[D]. 吴太锋.重庆邮电大学 2019
[2]DRM外辐射源雷达杂波抑制算法研究[D]. 朱斯航.南昌大学 2018
本文编号：3319640
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２高频外辐射源雷达传播模式示意图??与有源主动雷达一样，高频外辐射源雷达由于工作在频段拥挤的短波段，??
?Ｏ?Ｄ?．??预编?？?导频Ｆ?Ｆ?｜—Ｉ??￣￣?码紐护＾?信道编码模块???〇?Ｄ?，ｗ????＾￣＇?＾?Ｍ?．?Ｍ?．?ｌ！?ＤＲＭ?＾??信源编码模块丨?！?承一符一＊＾！！＾???????！?元?号：器??＾?＾ｃｎ?．能最?＾?信道?ＦＡＣ?ｔ?映?生：１＿｜??ＦＡＣｆｅ息?政编Ｍ?＇￣？扩散?＾编码＇一￣１?＾射?成??ＳＤＣ信息＿＿＾?预编码?—ＰＳ?—＞?ｉｓ?＾????！?．?—?＾?ｕ?．—．一??图２．１?ＤＲＭ信号发生框图??２．１．２?ＤＲＭ接收信号模型??ＤＲＭ广播信号的传输单位是超帧，该单位是由Ｎｆ个传输帧组成，并且每个??传输帧包含了Ｌ个ＯＦＤＭ符号。ＤＲＭ基带信号［５８］的表示如公式２．１所示：??〇〇?Ｌ－ｌ?Ｋｍ？??ｘ（〇?＝?ｚｚｚ?ＣｆＪ，ｋＶｆｊ，ｋ?（０?（２．１）??／＝０，＝０?＊＝Ｋ？ｉｎ??ｒ?ｒ?ｋ?＼??，、ｅｘｐ?ｊ２７ｉ—（＾－Ｔ?－５Ｔｓ－ＬｒＴｓ）?，?（５?＋?Ｌｒ）Ｔｓ＜／＜（５?＋?Ｌｒ?＋?ｌ）Ｔｓ??＝?ｊ?Ｖ?Ｔｕ?Ｊ?（２．２）??〇?，?其他??其中，／代表了传输帧的序号，／是符号序号，Ａ代表的是子载波序号，是??第／帧中第／个符号内第Ａ个子载波的复调制数据，Ａ的上下限分别是与??，ＯＦＤＭ符号有效部分时间长度用Ｔｕ来表示、ＯＦＤＭ符号保护间隔时间长??度用Ｔｇ来表示，一个完整ＯＦＤＭ符号时间长度用Ｔｓ表示，载波频率间隔用１／ＴＵ??表示。适用于不同的传输环境，ＤＲＭ标准中定义了?５种不同的传播模式（Ａ？Ｅ），??每种传播模式所对应的典型传播环境［５９
?第２章理论基础???示多径个数；Ａ，ｘ为直达波，１；，第？：个目标的复包络幅度，ｃ，．为第ｆ个多径的复??包络幅度；Ｔａ．为第Ｚ？条多径的时间延迟，为第ｍ个目标的时间延迟；０＾表示??直达波的方位角，ｅ。，表示第／条多径的方位角，ｔ表示第ｗ个目标的方位角；??工作波长用Ａ来表示，与之对应的工作频率用／Ｒ表示；第Ｍ个目标的多普勒频??移用表示；第《个阵元的噪声用表示。??下面给出ＲＦＩ的信号模型：ＲＦＩ被认为是一个窄带信号，可以模拟为一系列??具有相干频率的正弦函数的叠加。为了简化，ＲＦＩ可以解释为一个单频信号。不??失一般性，在符号ｍ的持续时间内，ＲＦＩ可以写作：??０?（０?＝?ｅｘｐ（?ｊ２？ｉ／／?＋?ｊ?＜ｐＪ０?），?ｊｎＴｓ＜ｔ＜?（ｍ?＋?ｌ）Ｔｓ?（２．４）??其中￣是时变振幅，但由于其频率的变化与干扰频率相比较小，所以近似??为常数＾力是单一干扰频率，％。是第一个符号开始前的初始随机相位。??２，１．３外辐射源雷达信号处理基本流程??由于多普勒信息反映的是目标的速度，并且距离信息反映的是目标离接收??站的距离，所以高频外辐射源雷达信号处理的主要是用于获取多普勒信息和距??离。图２．２表示高频外辐射源雷达的平面几何关系。??发射站?接收站??图２．２高频外辐射源雷达平面几何关系??在上图中：发射站和接收站的距离用＆表示；发射站与目标的距离用孕表??示，接收站和目标的距离凡表示；发射站的天线波束指向角用６＞，表示，接收站??的天线波束指向角用０表示；双基地角用Ｐ来表示；Ｐ角平分线和目标运动方??向的夹角用Ｊ来表示［５９］。??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Canny算子的边缘检测算法研究[J]. 商景辉. 信息与电脑(理论版). 2020(02)
[2]图像直线段检测算法综述与测评[J]. 郑行家,钟宝江. 计算机工程与应用. 2019(17)
[3]合成孔径雷达图像分割研究进展[J]. 万玲,尤红建,程跃兵,卢晓军. 遥感技术与应用. 2018(01)
[4]外辐射源雷达参考信号提纯方法[J]. 陈刚,王俊,王珏,郭帅,宋海婷,邢玉帅. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[5]纹理粗糙度在红外图像显著性检测中的应用[J]. 赵爱罡,王宏力,杨小冈,陆敬辉,姜伟. 光学精密工程. 2016(01)
[6]基于激光散斑成像的零件表面粗糙度建模[J]. 陈苏婷,胡海锋,张闯. 物理学报. 2015(23)
[7]外辐射源雷达模糊函数副峰抑制算法研究[J]. 唐波,程水英,张浩. 电子学报. 2015(06)
[8]面向对象的高分辨率SAR图像处理及应用[J]. 张红,叶曦,王超,张波,吴樊,汤益先. 中国图象图形学报. 2014(03)
[9]基于低频段数字广播电视信号的外辐射源雷达发展现状与趋势[J]. 万显荣. 雷达学报. 2012(02)
[10]基于DRM数字调幅广播的高频外辐射源雷达实验研究[J]. 万显荣,赵志欣,柯亨玉,程丰,饶云华,龚子平. 雷达学报. 2012(01)
博士论文
[1]高频外辐射源雷达新体制与信号处理若干关键技术研究[D]. 赵志欣.武汉大学 2013
硕士论文
[1]结合图像分割的高频雷达干扰抑制方法研究[D]. 吴太锋.重庆邮电大学 2019
[2]DRM外辐射源雷达杂波抑制算法研究[D]. 朱斯航.南昌大学 2018
本文编号：3319640
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3319640.html
