高速目标检测算法研究

发布时间：2017-09-30 06:01

  本文关键词：高速目标检测算法研究

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【摘要】：近年来,随着各种高速、超高速飞行器的问世,传统的雷达探测技术面临着严峻挑战,因而对高速目标的检测方法展开研究具有十分重要的意义。脉冲多普勒雷达通常采用长时间积累方法来改善对高速目标的探测性能,本文将针对此处理过程中出现的距离走动以及多普勒扩散问题进行研究,主要工作如下：首先,建立了高速运动目标的回波信号模型,从理论角度对回波信号的距离走动和多普勒扩散现象进行了分析,讨论了高速目标回波的信号处理流程,并说明了用传统相参积累算法进行检测时存在的问题。其次,就目标是否具有高机动性,分别讨论了相应的距离走动校正算法。针对加速度为零的高速目标,研究了多子带划分算法,一阶Keystone变换算法和频域补偿算法,给出了具体的算法实现步骤,结合仿真验证了上述算法在单目标和多目标情况下的有效性,同时对各算法复杂度作了分析与比较；针对带有恒定加速度的高速目标,分析了常规包络补偿算法的局限性,研究了一种Keystone变换-频域补偿联合算法,又从减少运算量角度,对该算法提出了改进,并通过仿真结果进行了验证。最后,针对高速机动目标的多普勒扩散问题,引入了分数阶傅里叶变换,运用参数估计方法来实现对目标的检测,分别在单目标和多目标场景下进行了仿真,并通过理论分析说明了该算法得到的参数估计结果是渐进无偏和有效的。
【关键词】：高速目标 长时间积累 距离走动 多普勒扩散 分数阶傅里叶变换
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 研究概况与发展8-9
• 1.3 本文主要内容和章节安排9-11
• 2 高速运动目标回波建模及检测11-20
• 2.1 引言11
• 2.2 脉冲多普勒雷达发射信号11-13
• 2.3 高速运动目标回波信号模型13-14
• 2.4 高速目标检测14-18
• 2.4.1 脉冲压缩14-15
• 2.4.2 距离走动校正15-17
• 2.4.3 多普勒补偿17
• 2.4.4 相参积累17-18
• 2.5 本章小结18-20
• 3 高速目标距离走动校正算法研究20-46
• 3.1 引言20
• 3.2 匀速高速运动目标的距离走动校正20-38
• 3.2.1 多子带划分处理算法21-26
• 3.2.2 一阶Keystone变换算法26-33
• 3.2.3 频域补偿算法33-37
• 3.2.4 算法运算量比较与分析37-38
• 3.3 匀加速高速运动目标的距离走动校正38-44
• 3.3.1 常规算法处理的局限性38-39
• 3.3.2 Keystone变换-频域补偿算法原理39-41
• 3.3.3 Keystone变换-频域补偿算法改进41-42
• 3.3.4 算法仿真与运算量分析42-44
• 3.4 本章小结44-46
• 4 高速目标多普勒补偿算法研究46-57
• 4.1 引言46
• 4.2 高速运动目标的多普勒扩散分析46-47
• 4.3 基于分数阶傅里叶变换的多普勒补偿算法47-51
• 4.3.1 FRFT算法原理47-49
• 4.3.2 FRFT对LFM信号的检测与参数估计49-51
• 4.4 算法仿真与性能分析51-56
• 4.4.1 基于FRFT的参数估计仿真51-53
• 4.4.2 算法性能分析53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 5 结束语57-59
• 5.1 本文内容总结57
• 5.2 工作展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62

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本文编号：946500