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HPM短脈沖雷達信號處理仿真研究

發(fā)布時間:2020-11-22 08:21
   以HPM(高功率微波)信號作為發(fā)射信號的HPM短脈沖雷達,由于HPM信號的脈沖短、峰值功率高以及包絡(luò)起伏等特性,使該類雷達具備了較高的距離分辨率以及較強的檢測力,在民用或者國防上都有著較為廣闊的發(fā)展前景。但與常規(guī)雷達相比,該類新型雷達若利用常規(guī)的發(fā)射信號模型、目標回波模型以及目標檢測方法等,不能獲得其最佳的目標檢測效果。本文針對HPM短脈沖雷達,研究分析了其信號處理中的信號模型構(gòu)建及目標信號檢測等。文中首先分析了常規(guī)雷達的信號模型構(gòu)建與目標信號檢測,明晰了常規(guī)雷達信號處理技術(shù)運用在HPM短脈沖雷達時出現(xiàn)的不適用性。然后分析了 HPM信號的包絡(luò)、相位以及時頻等信號特征,提出了針對HPM信號的重構(gòu)方法,并利用高斯多峰模型構(gòu)建其包絡(luò)擬合模型,多項式模型構(gòu)建其相位擬合模型,再將兩者結(jié)合獲得了 HPM信號的脈沖調(diào)制模型,而且通過Matlab進行仿真檢驗,證實了該方法能夠有效地實現(xiàn)HPM信號的重構(gòu)。其次研究了該類雷達的目標散射中心模型、散射中心截面積模型以及目標的姿態(tài)變化,并結(jié)合多點模型構(gòu)建了該類雷達的目標回波模型。也針對幾種常見的雜波模型進行了仿真研究,并獲得了不錯的仿真結(jié)果。本文最后研究了適用于HPM短脈沖雷達的目標信號檢測法,通過研究分析得知,常規(guī)雷達的匹配濾波器已不再是該類新型雷達的最佳檢測器,為了有效地利用該類雷達各距離分辨單元里的回波能量,本文利用隨機參量脈沖串法對該類雷達進行目標檢測,并通過Matlab仿真驗證了該檢測法的有效性,相較于常規(guī)檢測法,該方法提升了 HPM短脈沖雷達目標回波的檢測效果。
【學(xué)位單位】:中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2019
【中圖分類】:TN957.51
【部分圖文】:

雷達系統(tǒng),雷達信號處理


??1.1.2雷達信號處理研宄背景??在雷達系統(tǒng)中,主要的組成內(nèi)容如圖1.1所示,其中包括雷達的發(fā)射機與接收機、??雷達信號處理機以及顯示設(shè)備。此時,雷達進行目標探測時的主要流程為:發(fā)射信號、??接收信號然后進行雷達信號處理。在雷達探測目標的整體流程中,雷達信號處理一直都??是至關(guān)重要的部分,而現(xiàn)代的雷達信號處理技術(shù)正朝更高效的處理速度、更大的處理容??量等方向進步與發(fā)展。??發(fā)射機???接收機??1??信號處理機??顯示設(shè)備??圖1.1雷達系統(tǒng)??在研究新型的HPM短脈沖雷達技術(shù)時,也需要重點研宄該類雷達的信號處理技術(shù)。??而針對雷達的信號處理,需要實現(xiàn)的核心目的是:在含有各種雜波信號以及噪聲信號的??雷達回波中,提取出所探測目標的回波信號。其中,降低甚至消除目標回波信號中的干??擾成分,并同時提高雷達的距離分辨力以及最遠的探測距離,也是雷達信號處理中非常??重要的任務(wù)。??在早期研宄雷達的信號處理技術(shù)時

信號檢測系統(tǒng),雷達


還需利用回波的其他信號特征。在所有接收的回波信號u(r)中,無非就存在??兩種情況:一種情況是同時含有目標信號與噪聲信號n(〇;另外一種情況便是只含??有噪聲信號。如圖2.1所示,雷達的的信號檢測系統(tǒng),即是先對回波信號按一??定方法進行處理,再根據(jù)信號處理結(jié)果,判斷出回波中是僅含有噪聲信號,即=?n⑴;??還是同時含有目標信號與噪聲信息,即tXOzMO?+?WO。??|?V(t)=n(t)?目標不存在??V(t)?|?1>(/)?=?5(〇?+?/|(/)目標存在????信號檢測系統(tǒng)??^??圖2.1雷達的信號檢測系統(tǒng)??7??

單脈沖,回波信號,檢測系統(tǒng),回波


因而該判決準則被人們廣泛地運用在了雷達信號檢測中。??2.2.3單脈沖回波信號檢測??在常規(guī)雷達的單脈沖回波檢測中,其最佳檢測系統(tǒng)如圖2.2所示,由于該類雷達有??著比較低的距離分辨率,目標的上的所有散射中心產(chǎn)生的子回波在時域發(fā)生了重疊,使??其回波信號被當作點目標回波進行處理。??門限值??v(t)?*?|?一??—?匹配濾波器一?包絡(luò)檢波器一?門限判決器一在??圖2.2單脈沖回波信號檢測系統(tǒng)??9??
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本文編號:2894405

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