本文選題：機(jī)動目標(biāo) + 參數(shù)估計　； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：近年來,對復(fù)雜運(yùn)動目標(biāo)的檢測和跟蹤成為了雷達(dá)信號處理領(lǐng)域的前沿課題和緊迫任務(wù)。在一個短的雷達(dá)信號處理周期內(nèi),復(fù)雜運(yùn)動目標(biāo)可以一階近似為勻加速度運(yùn)動目標(biāo),其回波模型為線性調(diào)頻信號。目標(biāo)機(jī)動性將使雷達(dá)常規(guī)信號處理時,能量在多普勒域發(fā)生擴(kuò)散,目標(biāo)積累增益降低,分辨性能和信噪比下降,且機(jī)動性越大,目標(biāo)能量越發(fā)散,檢測性能越差。因此,在信號處理階段研究對機(jī)動目標(biāo)的徑向初速度和加速度參數(shù)信息進(jìn)行估計并提取,對改善機(jī)動目標(biāo)檢測和跟蹤性能具有重要影響。論文圍繞機(jī)動目標(biāo)雷達(dá)信號參數(shù)估計方法進(jìn)行了一些探索和研究。首先由勻速運(yùn)動目標(biāo)的回波特性推導(dǎo)得出機(jī)動目標(biāo)的回波信號模型,并分析了機(jī)動目標(biāo)加速度的存在對傳統(tǒng)譜分析的性能影響,以便進(jìn)一步研究機(jī)動目標(biāo)雷達(dá)信號處理或補(bǔ)償方法。本文主要介紹了典型的三種常規(guī)機(jī)動目標(biāo)參數(shù)估計方法:應(yīng)用最大似然思想的解線性調(diào)頻法,時頻分析方法中分?jǐn)?shù)階傅里葉變換法和拉冬-魏格納變換法。首先詳細(xì)介紹了這些常規(guī)方法的基本原理及主要內(nèi)容;其次通過大量實(shí)驗(yàn)仿真并得出了不同參數(shù)對各個常規(guī)方法性能的影響,同時,簡要概述了各方法的適用條件以及不足之處;最后重點(diǎn)分析了這些方法對處理多分量機(jī)動目標(biāo)參數(shù)估計中存在的諸多不足以及這些方法的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。針對常規(guī)方法處理多機(jī)動目標(biāo)存在的局限性,本文結(jié)合最新的高分辨壓縮感知理論和“分級逼近法”思想,提出了一種高分辨的多機(jī)動目標(biāo)參數(shù)估計方法,它是利用CS理論和信號的稀疏特性建立超完備原子庫,得到信號在超完備原子庫上的分解系數(shù)投影,再通過1范數(shù)約束條件下的最優(yōu)化算法和“分級逼近”的頻率細(xì)化手段進(jìn)行參數(shù)估計。本文簡要描述了壓縮感知系統(tǒng)的基本理論框架及主要內(nèi)容,包括信號的稀疏表示、信號的觀測采樣、信號的重構(gòu)等,并詳細(xì)介紹了該方法的設(shè)計算法和流程,最后通過大量仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法能實(shí)現(xiàn)多機(jī)動目標(biāo)的超分辨能力以及超高的參數(shù)估計精度。
[Abstract]:In recent years, the detection and tracking of complex moving targets has become the frontier and urgent task in the field of radar signal processing. In a short period of radar signal processing, the complex moving target can be approximated as a moving target with uniform acceleration, and its echo model is a linear frequency modulation signal. Target maneuverability will make the energy diffuse in the Doppler domain, decrease the target accumulation gain, decrease the resolution performance and SNR, and the greater the maneuverability, the more dispersed the target energy is and the worse the detection performance is. Therefore, in the signal processing stage, the estimation and extraction of radial initial velocity and acceleration parameters of maneuvering targets play an important role in improving the detection and tracking performance of maneuvering targets. This paper focuses on the method of radar signal parameter estimation for maneuvering target. Firstly, the echo signal model of maneuvering target is derived from the echo characteristics of moving target, and the influence of the acceleration of maneuvering target on the performance of traditional spectral analysis is analyzed. In order to further study the maneuvering target radar signal processing or compensation methods. This paper mainly introduces three typical methods of parameter estimation for maneuvering targets: the linear frequency modulation method using the maximum likelihood method, the fractional Fourier transform method and the Lato Wigner transform method in the time-frequency analysis method. Firstly, the basic principles and main contents of these conventional methods are introduced in detail. Secondly, the effects of different parameters on the performance of each conventional method are obtained through a large number of experiments and simulations, at the same time, The application conditions and shortcomings of these methods are briefly summarized, and the shortcomings of these methods in the estimation of multi-component maneuvering target parameters are analyzed. In view of the limitations of conventional methods in dealing with multiple maneuvering targets, this paper proposes a high-resolution method for estimating the parameters of multi-maneuvering targets by combining with the latest theory of high-resolution compression perception and the idea of "hierarchical approximation". It uses the CS theory and the sparse characteristic of the signal to establish the supercomplete atomic library, and gets the decomposition coefficient projection of the signal on the supercomplete atomic library. Then the parameters are estimated by the optimization algorithm under 1-norm constraint and the frequency thinning method of "hierarchical approximation". This paper briefly describes the basic theoretical framework and main contents of the compressed sensing system, including the sparse representation of the signal, the observation and sampling of the signal, the reconstruction of the signal, and introduces the design algorithm and flow chart of the method in detail. Finally, a large number of simulation experiments show that the method can achieve the super-resolution of multiple maneuvering targets and the ultra-high precision of parameter estimation.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN957.51

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本文編號：2011216