本文關(guān)鍵詞：毫米波雷達高速運動目標(biāo)精確測速研究

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【摘要】：現(xiàn)代化軍事戰(zhàn)爭中,高速運動武器具有很強的防突破能力,其越來越受到青睞,如速度最高可達幾千米每秒的洲際導(dǎo)彈；馬赫數(shù)將近10的各種無人偵察機等等。因此具有高速運動性質(zhì)的武器已經(jīng)成為當(dāng)代軍事戰(zhàn)爭的重要手段之一如何針對這些高速運動目標(biāo)進行檢測、跟蹤、測速、成像以及最終的精確的打擊成為當(dāng)前雷達領(lǐng)域研究亟待解決的問題。與厘米波和傳統(tǒng)的雷達體系相比,毫米波雷達具有許多獨特的優(yōu)勢。由于微波技術(shù)的發(fā)展,尤其是微波元器件工藝的進步,毫米波雷達具有較小的天線尺寸,因此毫米波雷達能獲得較好的窄波,從而擁有較高的分辨率；因為毫米波具有較強的抗干擾能力和較大的反隱身能力,同時受環(huán)境影響較小,因此毫米波雷達具有較強的抗干擾能力。本文主要研究了三種基于毫米波雷達的高速運動目標(biāo)精確測速方法。主要研究內(nèi)容以及研究成果如下所示：1.研究并改進了距離像互相關(guān)精確測速方法。研究了距離像互相關(guān)方法測速原理,然后針對該方法測速誤差較大,提出了一種基于分?jǐn)?shù)階延遲距離像互相關(guān)測速的改進方法。該方法的思路是針對原方法中整數(shù)延遲延伸到分?jǐn)?shù)階延遲,從而提高測速精度。用MATLAB對單個理想目標(biāo)和拓展目標(biāo)模型進行了仿真實驗,仿真結(jié)果表明：改進后的距離像互相關(guān)精確測速法速度估計誤差大概1 m/s,明顯優(yōu)于未改進的。2.提出了二階差分相位測速。二階差分相位測速是基于雷達回波中頻信號在快慢時間域內(nèi)進行二階差分信號處理。二階差分處理后的相位是一個與高速運動目標(biāo)的速度相關(guān)的定值,利用該相位定值可以進行速度估計,論文給出了該測速方法的測速步驟。通過仿真實驗可知該測速方法在信噪比大于3 dB時測速誤差約1 m/s。同時為了提高測速性能的魯棒性,將二維矩陣內(nèi)所有差分處理后的定值相位做統(tǒng)計平均,仿真結(jié)果表明：二階差分相位測速法在帶寬上具有較好的魯棒性。3.提出了基于keystone變換精確測速方法。傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)檢測高速運動目標(biāo)時,存在較嚴(yán)重的距離走動現(xiàn)象。論文提出采用keystone變換解快慢時間域內(nèi)存在的耦合,不需要對移動的距離進行補償,并能得到模糊根數(shù)。經(jīng)過keystone變換后,可以直接進行相參積累,根據(jù)多普勒原理計算目標(biāo)徑向運動速度,根據(jù)模糊根數(shù)解速度模糊。用傳統(tǒng)的keystone變換求取模糊根數(shù)對信噪比要求較高,本文提出一種基于最小熵的keystone變換方法,提高低信噪比時計算模糊根數(shù)的正確率。仿真結(jié)果表明,基于最小熵的keystone變換比傳統(tǒng)的k eystone變換對信噪比的要求降低了10 dB。研究了keystone變換精確測速原理,給出了基于最小熵方法的keystone變換測速流程框圖。仿真結(jié)果表明基于keystone變換測速方法測速誤差約0.042 m/s.
【關(guān)鍵詞】：高速運動目標(biāo) 毫米波雷達 精確測速 二階差分 keystone變換
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN958
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景和研究意義9-11
• 1.2 高速運動目標(biāo)測速研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要工作和內(nèi)容安排13-16
• 第二章 距離像互相關(guān)測速16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 距離像互相關(guān)測速原理16-19
• 2.3 改進的距離像互相關(guān)測速19-20
• 2.4 仿真分析20-22
• 2.5 擴展目標(biāo)測速與仿真分析22-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 二階差分相位測速29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 二階差分相位測速原理29-34
• 3.2.1 信號模型29-32
• 3.2.2 二階差分相位法測速32-34
• 3.3 仿真分析34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 Keystone變換測速法39-55
• 4.1 引言39-40
• 4.2 高速運動目標(biāo)距離走動現(xiàn)象40-42
• 4.2.1 距離走動現(xiàn)象40-41
• 4.2.2 幾種常見校正距離走動現(xiàn)象的方法41-42
• 4.3 keystone變換測速法原理42-47
• 4.3.1 信號模型42-44
• 4.3.2 keystone變換原理44-45
• 4.3.3 基于最小熵方法求取模糊根數(shù)和目標(biāo)速度測量45-47
• 4.4 仿真分析47-51
• 4.5 擴展目標(biāo)測速與仿真51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-59
• 5.1 本文工作總結(jié)55-56
• 5.2 研究與展望56-59
• 參考文獻59-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果65-66

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本文編號：1029650