基于RD-STAP的线性调频连续波低空风切变检测方法研究
发布时间：2021-09-03 21:12
低空风切变属于一种尺度小、强度大、危害性强、不易监测的极端天气,在飞机起降阶段严重影响着飞行安全。机载气象雷达能够沿航路实时探测低空风切变等恶劣自然现象并实时发出告警,可谓是民航飞机的“双眼”。较传统的脉冲雷达,LFMCW（linear frequency modulated continuous wave,LFMCW）雷达体积小、重量轻,当LFMCW体制机载气象雷达下视探测低空风切变时,低空风切变信号会淹没在强杂波背景中,难以检测。空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing,STAP）可用于LFMCW体制机载气象雷达中进行杂波抑制,全维STAP处理性能优越,但其运算量难以接受,同时,当存在杂波起伏时,杂波谱发生扩展,低空风切变检测难度加大。因此,本文以LFMCW体制机载气象雷达为平台,分别针对传统STAP方法运算量大、存在杂波起伏时杂波难以抑制的问题,提出了两种降维STAP的低空风切变检测方法。第一,针对目标信号淹没在强杂波背景中,全维STAP运算量较大的问题,提出了一种基于两维两脉冲对消-局域联合处理（Two Dimensional Pulse-t...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内民航机场分布
中国民航大学硕士学位论文2空风切变。图1-2低空风切变形成示意图低空风切变尺度孝强度大、危害性强、难监测[8-9]。在飞机执行飞行任务中，通常会经历起飞，巡航，进近阶段。当飞机处在巡航阶段时，飞行相对较平稳；但当飞机处在起飞或进近时，飞行高度低，气象条件复杂，需要飞行员投入较多的精力来应对有可能发生的安全事故，在这个阶段突然遭遇低空风切变，飞行员若由于没有足够的空间和时间来调整飞机姿态，极易造成严重的飞行事故[10]。以飞机着陆通过低空风切变为例进行分析。图1-3为飞机经过低空风切变示意图，由图中可以看出，当飞机通过逆风区时，飞机的飞行方向与风场速度方向相反，此时飞机升力加大，需要降低发动机功率，当飞机飞越风场中心进入顺风区，飞机的飞行方向与风场速度方向相同，此时飞机的升力减弱，需要提高发动机功率以获得足够多的升力，若此时飞行员没有及时地做出出调整提高发动机功率，飞机将面临失速导致升力急剧降低，以至于存在坠落的风险，造成严重的空难[11-13]。因此，低空风切变被称为民航飞机的“第一杀手”[5]。图1-3飞机经过低空风切变示意图
中国民航大学硕士学位论文2空风切变。图1-2低空风切变形成示意图低空风切变尺度孝强度大、危害性强、难监测[8-9]。在飞机执行飞行任务中，通常会经历起飞，巡航，进近阶段。当飞机处在巡航阶段时，飞行相对较平稳；但当飞机处在起飞或进近时，飞行高度低，气象条件复杂，需要飞行员投入较多的精力来应对有可能发生的安全事故，在这个阶段突然遭遇低空风切变，飞行员若由于没有足够的空间和时间来调整飞机姿态，极易造成严重的飞行事故[10]。以飞机着陆通过低空风切变为例进行分析。图1-3为飞机经过低空风切变示意图，由图中可以看出，当飞机通过逆风区时，飞机的飞行方向与风场速度方向相反，此时飞机升力加大，需要降低发动机功率，当飞机飞越风场中心进入顺风区，飞机的飞行方向与风场速度方向相同，此时飞机的升力减弱，需要提高发动机功率以获得足够多的升力，若此时飞行员没有及时地做出出调整提高发动机功率，飞机将面临失速导致升力急剧降低，以至于存在坠落的风险，造成严重的空难[11-13]。因此，低空风切变被称为民航飞机的“第一杀手”[5]。图1-3飞机经过低空风切变示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多通道LFMCW雷达的低空风切变风速估计方法[J]. 李海,段佳玲,呼延泽,宋迪. 信号处理. 2019(11)
[2]基于CMCAP的低空风切变风速估计方法[J]. 李海,王杰. 系统工程与电子技术. 2019(03)
[3]测风激光雷达修正F因子的小尺度风切变检测算法[J]. 陈星,李贞,庄子波,熊兴隆. 光学精密工程. 2018(04)
[4]非线性时变机载雷达微下击暴流目标回波建模与算法设计[J]. 刘小洋,曾孝平. 四川大学学报(自然科学版). 2017(01)
[5]低空风切变下基于NDI-PID的飞机进近控制律设计[J]. 符鹏,周鑫,袁锁中. 电光与控制. 2016(11)
[6]航空器穿越低空风切变区仿真研究与实现[J]. 苏志刚,陈琦,郝敬堂. 系统仿真学报. 2016(06)
[7]利用函数拟合的低空风切变三维建模与雷达回波仿真[J]. 韩雁飞,刘夏,李海,卢晓光. 信号处理. 2015(09)
[8]基于微物理特性的三维低空风切变雷达回波仿真[J]. 韩雁飞,刘夏,李海,吴仁彪. 系统工程与电子技术. 2016(02)
[9]低空风切变的形成过程以及影响飞行安全的因素[J]. 黄冠. 科技展望. 2015(15)
[10]低空风切变对飞机进近着陆的影响分析[J]. 兰承诚. 科技与企业. 2015(12)
博士论文
[1]稀疏STAP中杂波空时谱估计问题的研究[D]. 白尕太.北京理工大学 2017
[2]调频连续波合成孔径雷达成像研究与系统实现[D]. 蔡永俊.中国科学院国家空间科学中心 2016
[3]机载雷达降维空时自适应处理方法及杂波预滤波技术研究[D]. 周延.西安电子科技大学 2015
[4]机载雷达非自适应杂波抑制方法研究[D]. 曹杨.西安电子科技大学 2014
[5]分布式信号源参数估计技术研究[D]. 姚晖.解放军信息工程大学 2013
[6]阵列自适应波束形成及空时自适应处理方法研究[D]. 向聪.西安电子科技大学 2012
[7]虚拟试验风场建模及应用技术研究[D]. 吴扬.哈尔滨工业大学 2011
[8]机载相控阵雷达STAP算法研究[D]. 曹建蜀.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]基于FPGA的LFMCW高度表设计[D]. 崔凯.西安电子科技大学 2019
[2]地理信息辅助的低空风切变检测方法研究[D]. 王杰.中国民航大学 2019
[3]机载双基地雷达远程空中动目标探测方法研究[D]. 薛玉喜.西安电子科技大学 2019
[4]调频连续波多普勒雷达的设计[D]. 利晓芸.西安电子科技大学 2018
[5]高精度脱靶测量雷达系统信号处理实现[D]. 蔡超函.南京理工大学 2018
[6]基于降秩STAP的低空风切变检测方法研究[D]. 张志强.中国民航大学 2017
[7]基于辅助知识的低空风切变检测方法研究[D]. 周盟.中国民航大学 2016
[8]客机在低空风切变下告警与控制研究[D]. 符鹏.南京航空航天大学 2016
[9]机载雷达非自适应杂波抑制方法及应用研究[D]. 任娅.西安电子科技大学 2015
[10]机载雷达杂波与干扰抑制问题中STAP技术研究[D]. 杜娅杰.西安电子科技大学 2015
本文编号：3381858
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内民航机场分布
中国民航大学硕士学位论文2空风切变。图1-2低空风切变形成示意图低空风切变尺度孝强度大、危害性强、难监测[8-9]。在飞机执行飞行任务中，通常会经历起飞，巡航，进近阶段。当飞机处在巡航阶段时，飞行相对较平稳；但当飞机处在起飞或进近时，飞行高度低，气象条件复杂，需要飞行员投入较多的精力来应对有可能发生的安全事故，在这个阶段突然遭遇低空风切变，飞行员若由于没有足够的空间和时间来调整飞机姿态，极易造成严重的飞行事故[10]。以飞机着陆通过低空风切变为例进行分析。图1-3为飞机经过低空风切变示意图，由图中可以看出，当飞机通过逆风区时，飞机的飞行方向与风场速度方向相反，此时飞机升力加大，需要降低发动机功率，当飞机飞越风场中心进入顺风区，飞机的飞行方向与风场速度方向相同，此时飞机的升力减弱，需要提高发动机功率以获得足够多的升力，若此时飞行员没有及时地做出出调整提高发动机功率，飞机将面临失速导致升力急剧降低，以至于存在坠落的风险，造成严重的空难[11-13]。因此，低空风切变被称为民航飞机的“第一杀手”[5]。图1-3飞机经过低空风切变示意图
中国民航大学硕士学位论文2空风切变。图1-2低空风切变形成示意图低空风切变尺度孝强度大、危害性强、难监测[8-9]。在飞机执行飞行任务中，通常会经历起飞，巡航，进近阶段。当飞机处在巡航阶段时，飞行相对较平稳；但当飞机处在起飞或进近时，飞行高度低，气象条件复杂，需要飞行员投入较多的精力来应对有可能发生的安全事故，在这个阶段突然遭遇低空风切变，飞行员若由于没有足够的空间和时间来调整飞机姿态，极易造成严重的飞行事故[10]。以飞机着陆通过低空风切变为例进行分析。图1-3为飞机经过低空风切变示意图，由图中可以看出，当飞机通过逆风区时，飞机的飞行方向与风场速度方向相反，此时飞机升力加大，需要降低发动机功率，当飞机飞越风场中心进入顺风区，飞机的飞行方向与风场速度方向相同，此时飞机的升力减弱，需要提高发动机功率以获得足够多的升力，若此时飞行员没有及时地做出出调整提高发动机功率，飞机将面临失速导致升力急剧降低，以至于存在坠落的风险，造成严重的空难[11-13]。因此，低空风切变被称为民航飞机的“第一杀手”[5]。图1-3飞机经过低空风切变示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多通道LFMCW雷达的低空风切变风速估计方法[J]. 李海,段佳玲,呼延泽,宋迪. 信号处理. 2019(11)
[2]基于CMCAP的低空风切变风速估计方法[J]. 李海,王杰. 系统工程与电子技术. 2019(03)
[3]测风激光雷达修正F因子的小尺度风切变检测算法[J]. 陈星,李贞,庄子波,熊兴隆. 光学精密工程. 2018(04)
[4]非线性时变机载雷达微下击暴流目标回波建模与算法设计[J]. 刘小洋,曾孝平. 四川大学学报(自然科学版). 2017(01)
[5]低空风切变下基于NDI-PID的飞机进近控制律设计[J]. 符鹏,周鑫,袁锁中. 电光与控制. 2016(11)
[6]航空器穿越低空风切变区仿真研究与实现[J]. 苏志刚,陈琦,郝敬堂. 系统仿真学报. 2016(06)
[7]利用函数拟合的低空风切变三维建模与雷达回波仿真[J]. 韩雁飞,刘夏,李海,卢晓光. 信号处理. 2015(09)
[8]基于微物理特性的三维低空风切变雷达回波仿真[J]. 韩雁飞,刘夏,李海,吴仁彪. 系统工程与电子技术. 2016(02)
[9]低空风切变的形成过程以及影响飞行安全的因素[J]. 黄冠. 科技展望. 2015(15)
[10]低空风切变对飞机进近着陆的影响分析[J]. 兰承诚. 科技与企业. 2015(12)
博士论文
[1]稀疏STAP中杂波空时谱估计问题的研究[D]. 白尕太.北京理工大学 2017
[2]调频连续波合成孔径雷达成像研究与系统实现[D]. 蔡永俊.中国科学院国家空间科学中心 2016
[3]机载雷达降维空时自适应处理方法及杂波预滤波技术研究[D]. 周延.西安电子科技大学 2015
[4]机载雷达非自适应杂波抑制方法研究[D]. 曹杨.西安电子科技大学 2014
[5]分布式信号源参数估计技术研究[D]. 姚晖.解放军信息工程大学 2013
[6]阵列自适应波束形成及空时自适应处理方法研究[D]. 向聪.西安电子科技大学 2012
[7]虚拟试验风场建模及应用技术研究[D]. 吴扬.哈尔滨工业大学 2011
[8]机载相控阵雷达STAP算法研究[D]. 曹建蜀.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]基于FPGA的LFMCW高度表设计[D]. 崔凯.西安电子科技大学 2019
[2]地理信息辅助的低空风切变检测方法研究[D]. 王杰.中国民航大学 2019
[3]机载双基地雷达远程空中动目标探测方法研究[D]. 薛玉喜.西安电子科技大学 2019
[4]调频连续波多普勒雷达的设计[D]. 利晓芸.西安电子科技大学 2018
[5]高精度脱靶测量雷达系统信号处理实现[D]. 蔡超函.南京理工大学 2018
[6]基于降秩STAP的低空风切变检测方法研究[D]. 张志强.中国民航大学 2017
[7]基于辅助知识的低空风切变检测方法研究[D]. 周盟.中国民航大学 2016
[8]客机在低空风切变下告警与控制研究[D]. 符鹏.南京航空航天大学 2016
[9]机载雷达非自适应杂波抑制方法及应用研究[D]. 任娅.西安电子科技大学 2015
[10]机载雷达杂波与干扰抑制问题中STAP技术研究[D]. 杜娅杰.西安电子科技大学 2015
本文编号：3381858
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3381858.html
