發(fā)布時間：2019-02-21 14:28

【摘要】：近年來,多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)的引入為雷達系統(tǒng)的進一步發(fā)展帶來了新的契機。雙基地MIMO雷達結(jié)合了MIMO技術(shù)以及雙基地雷達體制的優(yōu)勢,擁有良好的技戰(zhàn)術(shù)性能,引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。本文圍繞雙基地MIMO雷達信號處理以及相關(guān)算法進行了研究,主要工作以及貢獻如下:(1)本文給出了雙基地MIMO雷達系統(tǒng)的基本配置;建立了雙基地MIMO雷達回波信號模型,包括均勻線陣模型以及面陣模型;并且在雷達信號模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實際,給出了雙基地MIMO雷達的基本信號處理算法以及工作流程,并針對雙基地MIMO雷達中較為特殊的波束形成、雷達不同工作過程的匹配濾波處理以及脈沖積累處理方案進行了介紹;同時針對實際應(yīng)用中影響雙基地MIMO雷達性能的常見的干擾以及非理想因素進行了分析;然后建立了基本的仿真平臺實現(xiàn)構(gòu)架。(2)對目標的搜索探測是雷達的基本功能之一。雙基地MIMO雷達寬發(fā)寬收的工作模式以及對數(shù)字波束形成(Digital Beam Forming,DBF)技術(shù)和長時間積累技術(shù)的使用,能夠解決常規(guī)雷達遇到的對責(zé)任空域的快速搜索以及對特定目標的精確測量之間的矛盾問題;但搜索過程過于復(fù)雜以及由等效發(fā)射波束形成失準所引起的匹配濾波輸出損失卻對雷達的性能造成了一定影響。本文對搜索處理中常用的步進頻分線性調(diào)頻(Stepped Frequency Division Linear Frequency Modulation,SFDLFM)信號的“距離-角度”耦合效應(yīng)進行了分析討論,優(yōu)化了雙基地MIMO雷達搜索處理結(jié)構(gòu),并利用此耦合效應(yīng),提出了雙基地MIMO雷達在二維以及三維下的搜索距離段劃分方法,此方法能夠降低匹配濾波處理輸出的損失。(3)雙基地MIMO雷達通過信息融合技術(shù)能夠提升整個系統(tǒng)對目標的測量精度和復(fù)雜條件下的探測跟蹤能力,而數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是信息融合的前提。結(jié)合最近鄰域關(guān)聯(lián)算法,本文提出了基于發(fā)射視線角以及距離參數(shù)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)決策,并推導(dǎo)了關(guān)聯(lián)概率。該方法能有效規(guī)避發(fā)射陣列指向誤差導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)失誤,改善多個接收站之間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的正確概率。另外通過與相控陣雷達比較,驗證了雙基地MIMO雷達數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方面的優(yōu)良性能。(4)雙基地MIMO雷達收發(fā)分置,發(fā)射陣列發(fā)射正交的探測信號波形,其在干擾對抗方面有著獨特的優(yōu)勢和潛力。本文針對直達波以及多徑干擾,提出將CLEAN算法應(yīng)用于雙基地MIMO雷達信號處理中,并與空域線性約束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance,LCMV)算法相結(jié)合,實現(xiàn)對直達波以及多徑干擾的抑制;針對距離欺騙干擾,分別提出了利用對比不同途徑得到的目標距離參數(shù),以及通過最小二乘擬合誤差構(gòu)造二元檢測器這兩種方法來實現(xiàn)對距離欺騙干擾的識別,這兩種方法分別針對兩種不同的定位算法,利用的是定位過程的中間量,不會額外增加系統(tǒng)負擔(dān)。(5)實際工程應(yīng)用中,各種陣列誤差的存在會嚴重影響雷達參數(shù)估計以及定位跟蹤性能。針對此問題,本文對雙基地MIMO雷達收發(fā)陣列中的幅相和互耦誤差進行了聯(lián)合校正,首先對誤差矩陣進行了變形,然后利用迭代算法對誤差進行了聯(lián)合估計;提出了利用非線性最小二乘方法對雙基MIMO雷達收發(fā)陣列指向誤差進行收發(fā)聯(lián)合校正的方法。仿真驗證了本文所提方法具有良好的誤差估計精度。(6)雙基地MIMO雷達空、時、頻同步系統(tǒng)的構(gòu)造以及實現(xiàn)都較為復(fù)雜,并且會直接影響參數(shù)測量的性能。本文對雙基地MIMO雷達同步系統(tǒng)的功能需求進行了研究,并且對同步誤差對雙基地MIMO雷達測距測速的影響進行了分析,并在此基礎(chǔ)上進行了雙基地MIMO雷達同步方案的對比選擇。(7)除了理論分析以及仿真實驗,硬件實驗平臺對完善一部雷達系統(tǒng)的功能和應(yīng)用測試也是不可或缺的。本文對雙基地MIMO雷達硬件實驗平臺進行了介紹。對其基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及工作流程進行了介紹,并展示了部分實驗處理結(jié)果,驗證了雙基地MIMO實驗系統(tǒng)目標探測性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN957.51

【參考文獻】

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本文編號：2427586