无人机机载脉冲雷达MTD的实现与实验研究

无人机机载脉冲雷达MTD的实现与实验研究

一、无人机载脉冲雷达MTD的实现及实验研究(论文文献综述)

杨贵福[1](2021)在《LFMCW雷达慢速小目标检测与跟踪算法研究》文中研究表明

郭佶玙[2](2021)在《特殊探地雷达宽带定向天线关键技术研究》文中进行了进一步梳理探地雷达是地表地球物理科学中一种重要的探测工具。其中,能够满足特定应用环境需求的探地雷达又称为特殊探地雷达,如钻孔雷达、机载探地雷达、前视探地雷达、水下探地雷达等。特殊探地雷达可以极大地弥补常规地面探地雷达勘探技术的不足,因此极具应用前景。天线作为探地雷达系统最为核心的组成部分之一,能够辐射或接收指定频段的电磁波,完成电磁能量在自由空间和雷达系统间的相互转换,其设计的好坏往往决定了探地雷达系统整机性能的优劣。常见的探地雷达系统天线主要有喇叭天线、偶极子天线、碟形天线、Vivaldi天线等。由于特殊探地雷达往往受到特定工作环境的约束,导致其天线系统的设计会受到环境及雷达本身的影响和限制,因此传统探地雷达天线已很难满足其需求。特别是近年来随着勘探技术的发展,特殊探地雷达对其天线系统工作带宽以及辐射定向性等性能提出了更高的要求,因此开展特殊探地雷达宽带定向天线技术的研究有着重要的现实意义。本论文针对钻孔雷达、机载探地雷达以及前视探地雷达等特殊探地雷达系统对其天线在工作带宽、定向性、时域辐射性能以及结构尺寸等方面的需求,着重开展了以下研究工作:1.钻孔雷达定向天线的研究。针对定向钻孔雷达系统对接收天线工作带宽及定向性的需求,利用介质埋藏和反射板天线技术,设计了两款针对钻孔雷达系统的宽带定向接收天线。该研究首先从简单的偶极子钻孔雷达天线模型出发,介绍了钻孔雷达天线的基本原理;其次,结合钻孔雷达系统的需求,设计了两款带有金属反射板的钻孔雷达定向天线:钻孔雷达定向偶极子天线和钻孔雷达Vivaldi天线。然后,根据实际钻孔雷达样机脉冲源的工作频率,加工了所设计的钻孔雷达定向偶极子天线,并测试了该天线的时域工作性能。结果显示所加工的钻孔雷达定向偶极子天线具备良好的宽带特性和时域定向性,在钻孔环境中其工作频带为190~350MHz,中心工作频率270MHz,相对带宽55%;工作频带内天线幅度响应平坦,远场时域波形拖尾幅度小于10%,拖尾时间小于一个脉冲宽度,并且归一化能量方向图前后比大于10d B。最后,我们将所设计的三个定向偶极子天线装入钻孔雷达系统样机,并进行了井下探测实验。探测结果显示所组装的钻孔雷达样机能够有效探测井周裂缝,并提供裂缝的距离、深度、方位和倾角等信息,从而实现了井周目标的三维定位。2.无人机载探地雷达天线及合作型目标物的研究。针对无人机载探地雷达系统对宽带定向天线的需求,利用指数渐变的开口槽以及侧边缘开槽技术,设计了一款适合无人机搭载的宽带定向Vivaldi天线。该研究首先从机载探地雷达理论模型出发,分析了飞行高度与接收信号之间的关系,得出了无人机载探地雷达天线需要有良好的增益、定向性及工作带宽。然后设计、加工并测试了一款可应用于无人机载探地雷达的宽带Vivaldi天线。采用指数渐变的开口槽以及侧边缘开槽技术,天线在尺寸不变的情况下,有效拓展了低频工作带宽,并提高了天线的定向性能。微波暗室测试结果显示所设计的宽带Vivaldi天线在300MHz~2GHz超宽带频率范围内都有着良好的时域辐射性能和定向性,且天线具有紧凑的结构尺寸(600 mm×450 mm×1.5 mm),以及较轻的重量(670g),因而十分适合旋翼无人机等飞行平台搭载。此外,针对无人机载探地雷达环境干扰抑制的问题,提出了利用基于延迟线传感器的合作型目标物抑制环境杂波干扰的探测方法,并且设计了一款可用于目标物定位及环境温度监控的无源合作型目标物。所设计的合作型目标物具备微秒级的信号延迟能力,因此其雷达反射特征信号可以轻易地从纳秒级的环境干扰信号中分离出来。该方法能有效地抑制环境杂波对目标探测的影响,实现对目标物的高精度定位。并且该合作型目标物具有对环境温度极度敏感的特性,利用该特性我们设计了一个基于探地雷达和合作型目标物的混凝土内部温度监测系统,实验结果显示该温度监测系统能够得到与实际情况相同的混凝土温度随时间变化曲线。3.基于超薄吸波材料的前视探地雷达定向天线研究。针对前视探地雷达系统对天线定向性以及背向信号屏蔽能力的需求,利用超薄吸波材料设计了一款具有背向信号屏蔽能力且结构紧凑的宽带定向天线。该研究首先利用传输线等效电路理论分析了基于FSS结构层与磁性材料的超薄吸波材料的吸波原理,并提出了一种超薄吸波材料的设计方法。其次,根据所提出的设计方法设计了一款基于V字形FSS结构层的超薄吸波材料,该吸波材料可在50~400MHz频带范围内实现对入射电磁波的高效吸收,且材料厚度小于十分之一波长。然后,将所设计的超薄吸波材料与宽带平板偶极子天线相结合,设计了一款针对前视探地雷达系统的定向天线。天线在130~275MHz宽带范围内有着良好的时域工作性能,相对工作带宽71.6%,前后比大于10d B,辐射波形干净、拖尾小。此外,由于基于超薄吸波材料的吸波腔体与天线的距离不受四分之一波长的限制,因此天线有着非常紧凑的结构尺寸。最后,分别在微波暗室和室外场景下对所设计的定向天线进行了测试。测试结果表明该天线有着良好的工作带宽、定向性、背向屏蔽能力以及时域辐射性能,因此非常适合工作于前视探地雷达系统中。

祝茜[3](2020)在《非合作双基地雷达杂波干扰抑制与目标跟踪关键技术研究》文中认为非合作双基地雷达探测系统由于具有“四抗”特性且成本较低,成为近年来雷达领域的研究热点。利用非合作雷达信号作为外辐射源的被动探测系统不仅提高了外辐射源雷达的探测威力性能,而且扩展了可利用的外辐射源种类。但系统的研究面临诸多问题和挑战,特别是系统探测过程中的杂波干扰以及低检测概率下的目标跟踪问题。本文围绕非合作双基地雷达的杂波干扰抑制以及目标跟踪关键技术开展了深入研究工作。主要内容概况如下:第二章分析了非合作双基地雷达系统的探测性能。首先研究了非合作双基地雷达系统的工作原理和系统结构组成。然后在双基地雷达方程基础上构建了以线性调频脉冲信号为外辐射源的非合作双基地雷达距离方程,并分析了辐射源的非合作性对系统探测性能的影响。最后分析了系统探测中存在的主要问题。第三章研究了非合作双基地雷达探测系统信号处理阶段的近程杂波干扰抑制算法。在时域扩展相消算法的基础上,结合脉冲信号辐射源特点,充分利用数字阵列接收天线优势,提出了一种基于阻塞矩阵的分步自适应扩展相消算法。实验结果表明,本文所提算法在杂波干扰抑制过程中能够较好保留目标回波信号分量的同时尽可能抑制掉直达波干扰以及多径地物杂波干扰,有助于后续近程目标的检测。第四章研究了非合作双基地雷达数据中的杂波干扰抑制算法。首先结合双基地量测模型,提出了一种迭代的非均匀双基地量测网格单元构建算法。然后基于构建的量测网格单元模型,针对非合作双基地雷达数据中的虚警干扰,提出了一种基于非均匀网格形态学膨胀的虚警抑制算法。仿真和实测实验结果表明,所提算法能够抑制掉大量虚警数据,同时与数据关联算法相结合能够有效提高密集杂波干扰环境下非合作双基地雷达数据关联算法的性能。针对非合作双基地雷达数据中的静态地物杂波干扰以及其他剩余杂波问题,提出一种基于网格化形态学处理与多维随机抽样一致性(Random Sample Consensus,RANSAC)的杂波抑制算法。实测实验表明,所提算法能够有效抑制掉地物杂波和其他剩余杂波干扰,同时能较为完整地保留目标数据,特别是低信噪比的目标数据,且不受辐射源信号脉冲间隔时间捷变的影响。第五章研究了低检测概率下基于随机有限集的多目标跟踪算法。针对非合作双基地雷达探测系统多目标跟踪中面临的目标检测概率低、新生目标出现位置和出现时间未知且随机等复杂场景问题,在随机有限集(Random Finite Set,RFS)多目标跟踪算法框架下,提出了一种带有自适应新生强度估计的改进PHD(Probability Hypothesis Density)滤波器。针对低目标检测概率问题,在经典PHD滤波器中,建立了正式状态集和临时状态集,并在临时状态集中引入了状态的遗忘因子参数,从而实现临时状态集内动态检测概率的构建。结合所提改进PHD滤波器结构,针对新生目标出现位置随机、出现时间随机问题,提出一种自适应新生强度估计方法。仿真和实测实验结果表明,相比其他带有自适应强度估计的多目标跟踪算法,所提算法在低目标检测概率下性能表现优异。

吴其华[4](2019)在《宽带雷达信号间歇采样调制方法及应用研究》文中研究指明各类先进电子器件的飞速发展使得对波形的灵活调制成为可能,因而信号调制技术已经成为雷达博弈双方关注的重要领域。宽带成像雷达需要在复杂电磁环境中获取目标图像信息,成像雷达对抗设备则需要对目标进行有效的图像特征控制,两者均极大地依赖于对雷达信号在时频空等域上的灵活调制,因此对雷达信号调制方法展开研究具有迫切需求。间歇采样调制通过对信号的低速率交替采样与处理,大大降低了对宽带雷达信号的高速采样要求,具有实现简单、设计灵活等优势,因此在雷达信号处理特别是成像雷达干扰领域得到了广泛关注。在此背景下,本文以间歇采样调制技术为主线,以宽带成像雷达为应用背景,以目标图像获取与特征控制为具体问题,从理论方法与具体应用两个层面对雷达信号间歇采样调制技术展开了系统性的研究。主要内容如下:首先,研究了雷达信号间歇采样调制特性。在分析传统均匀间歇采样调制特性基础上,结合伪随机编码与周期循环编码两种典型编码方式,重点对雷达信号编码间歇采样调制特性进行详细分析。首先,研究了编码间歇采样调制脉冲特性;其次,详细分析了雷达信号特别是线性调频信号(Linear Frequency Modulation,LFM)经过编码间歇采样调制后的特性,给出了信号频谱与匹配滤波输出;最后对于不同编码方式下的间歇采样调制结果进行分析,仿真给出了不同调制参数对调制效果的影响。这部分工作为本文后续研究奠定了理论基础。进而,研究了基于间歇采样调制信号的雷达成像方法。利用编码间歇采样调制灵活的时域编码调控特性,提出了将编码间歇采样调制LFM信号用于实际雷达波形的思路。首先,从时域脉冲流密度、信号频谱、模糊函数、匹配滤波特性等角度将其与完整LFM信号进行比较,证明间歇调制信号在具备LFM信号大时宽带宽积、高多普勒容限等优势的同时,还可大大减少成像采样数据量并具备较好的抗干扰潜力;其次,针对传统脉冲压缩成像处理形成高水平距离旁瓣的问题,利用信号的稀疏特性采用基于压缩感知理论的正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法对目标图像进行重构,得到了目标的高分辨图像;最后,通过实测ISAR数据仿真以及微波暗室实验的方式验证了所提方法的有效性。随后,研究了基于正交间歇采样调制信号的全极化成像雷达目标HRRP合成方法。针对同时全极化雷达对于不同极化通道信号严苛的正交性要求,利用间歇采样调制的脉内时域分集特性,通过对完整信号进行正交编码间歇采样调制的方式得到了在脉内时域上正交的全极化成像信号;为充分利用不同极化通道信息之间的关联性,进一步提出了基于行稀疏性的联合压缩感知全极化同时OMP算法(Fully Polarization-Simultaneous OMP,FP-SOMP)对目标全极化HRRP进行重构,提高了全极化HRRP重构概率以及精度;最后,通过数字仿真以及实测全极化无人机数据实验的方式对所提方法进行了性能分析与有效性验证。最后,研究了基于间歇采样调制信号的成像雷达目标图像特征控制方法。提出了一种基于间歇采样调制的成像雷达有源回波对消方法。该方法利用均匀与编码间歇采样调制的独特特性,针对由于时延偏移、相位估计偏差、能量误差等非理想因素带来的对消信号与雷达回波幅度失配进而使得对消失效的问题,分别通过生成多个逼真假目标或者压制式干扰条带的方式对残留雷达目标图像进行保护,从而提高了回波对消的鲁棒性;提出了一种基于编码间歇采样调制的ISAR目标压制式图像特征控制方法。该方法通过直接对截获到的雷达信号进行快慢时间的联合编码间歇采样调制,形成了沿距离向与方位向扩展的二维压制式干扰条带,有效掩盖了所需保护目标的图像特征。相比于传统的ISAR图像特征控制方法,该方法不需要调制目标散射特性模板,因此提高了干扰信号产生的实时性与可实现性。

钟湉田[5](2019)在《基于雷达通信一体化波形的微弱目标检测方法研究》文中研究指明随着电子技术的飞速发展及广泛应用,雷达与通信设备都已取得重大进步。然而,作战平台需要配备多种电子系统及设备,系统对集成度和性能的要求越来越高,且电子对抗的环境也日趋复杂。同时,数据传输量的需求成倍增加,已超出现有数据链的传输能力。因此,对未来综合电子系统来说,设计雷达通信一体化波形是一种解决方案。一体化波形的设计和选择是雷达通信一体化系统实现的基础,直接影响信号处理方式及各项系统性能指标。本课题研究满足高效通信速率和雷达探测的一体化波形,采用扩频技术生成雷达通信一体化信号,并进行Matlab仿真实验,研究雷达通信一体化波形的性能及实际应用的可靠性和有效性。在传统雷达脉冲波形基础上,与通信码元调制产生一体化波形并分析雷达探测和通信传输性能,寻找检测微弱目标的有效方法。本课题以雷达通信一体化波形检测微弱目标为研究方向,全文第一至第五章的工作主要包括:1、详细介绍了雷达通信一体化信号设计的研究背景、意义和发展现状,一体化波形对于提高雷达检测性能以及对发展雷达探测技术具有重要意义。对目标回波的长时间积累方法有很多,通常是根据雷达回波的相位信息是否被利用来分类,常用目标检测方法可以分为相干积累检测和非相干积累检测。微弱目标的积累检测算法有多种,包括对跨距离单元走动、跨多普勒单元走动、跨波束走动等问题的校正。2、设计直接序列扩频的二进制差分相移键控Radon-傅里叶变换(DSSS-2DPSK-RFT)信号进行积累检测。基于雷达信号和通信信号的研究分析,设计出直接序列扩频的二进制差分相移键控(DSSS-2DPSK)一体化信号,一体化信号进行微弱目标检测时采用MTD算法和RFT算法,理论推导后进行比较,通过仿真实验验证理论推导。3、设计直接序列chirp扩频的Radon-傅里叶变换(DS-CSS-RFT)信号进行积累检测。首先,chirp信号的不敏感性,特别是在多普勒频率方面;其次,自相关和互相关特性良好,比较容易得到较大的带宽。通常发射的雷达信号满足低截获概率,也是最常用的,chirp信号是其中一种。由于DSSS-2DPSK一体化信号具有多普勒敏感现象,进而设计出直接序列chirp扩频(DS-CSS)一体化信号,通过仿真实验比较DS-CSS-MTD算法和DS-CSS-RFT算法的微弱目标检测性能。4、设计基于扩频的正交频分复用改进坐标轴旋转(SS-OFDM-IAR)信号进行积累检测。介绍了传统的OFDM信号原理,分析了其雷达探测性能。为提升信道中的通信数据实时传输能力,设计基于SS-OFDM的一体化波形,分别用Keystone算法和改进坐标轴旋转(IAR)算法对微弱目标进行检测,并给出仿真实验结果。实验证明SS-OFDM-IAR算法能对距离徙动进行补偿,减少相干积累后的能量损失,提高积累增益。

刘晓斌[6](2018)在《雷达半实物仿真信号收发处理方法及应用研究》文中研究指明雷达辐射式半实物仿真采用部分真实装备,实物模拟设备和数学仿真模型构成仿真系统。由于雷达参数、目标参数、环境配置等可以灵活设置,辐射式半实物仿真具有可控性好、可重复性高等优点,同时可以有效规避外场飞行试验复杂度大、成本高、周期长和保密性差等固有缺陷。传统的雷达辐射式半实物仿真主要在室内场采用冲激脉冲或者扫频信号,实现静态目标电磁特征的获取。但是,随着雷达目标日益呈现出绝对速度更快、机动能力更强、姿态更加多变等特点,雷达目标的动态特性变得更为复杂,从而对传统目标电磁特征获取的理论和技术构成了严峻挑战。脉冲雷达信号作为空间目标探测的典型信号,广泛用于动态目标电磁特征获取与分析。因此,研究辐射式半实物仿真中采用实际雷达脉冲信号实现目标特性测量与分析的方法极为迫切。在辐射式半实物仿真中,由于雷达脉冲持续时间对应的传播距离远大于室内场微波暗室的尺寸,目标回波会在脉冲信号尚未被完全辐射前返回接收天线,造成收发信号相互耦合,难以分离。因此,本文在辐射式半实物仿真背景下,以间歇采样收发为技术主线,系统地研究了室内场脉冲雷达信号收发处理技术、回波重构方法与仿真应用,为脉冲雷达半实物仿真的设计、测量方法和应用提供了理论基础。本文主要研究内容如下:(一)半实物仿真脉冲雷达均匀间歇采样收发处理方法。针对半实物仿真中室内场微波暗室尺寸有限导致脉冲雷达收发信号互耦的问题,提出将脉冲雷达信号分段发射、分段接收的间歇采样收发方法。建立了典型线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)、相位编码(Phase Code Modulation,PCM)脉冲信号参数、间歇采样收发参数、目标参数与室内场微波暗室尺寸的显式关系;分析了收发参数的约束条件与目标回波、距离像重构方法,得到目标雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)特征;通过理论推导和数值仿真,讨论了均匀间歇采样收发与完整脉冲所得目标距离像的一致性;最后,根据雷达系统暂态响应特性,分析了非理想条件下间歇采样收发处理的目标测量结果。(二)半实物仿真脉冲雷达伪随机间歇采样收发处理方法。均匀间歇采样收发会导致目标脉压结果中真实峰两侧产生虚假峰,当收发周期固定时,若目标尺寸较大,距离像中目标真实峰与虚假峰将会重合。为此,本文提出伪随机间歇采样收发方法,降低了距离像中虚假峰的幅度。通过理论推导与仿真验证,分析了伪随机间歇采样收发控制信号特性、目标回波特性与距离像特征。进一步,结合间歇采样收发回波的分段稀疏特性与压缩感知原理,提出了目标距离像重构方法,得到目标高分辨一维距离像,通过仿真对重构方法进行了分析与验证;为改善目标距离像重构性能,研究了基于遗传算法的伪随机间歇采样收发优化方法,并分析了优化性能。(三)脉冲雷达信号间歇采样收发目标特性测量及应用研究。通过构建脉冲雷达间歇采样收发实验系统,开展微波暗室目标特性测量实验,得到目标一维像,验证了均匀、伪随机间歇采样收发方法的有效性。利用间歇采样收发高分辨距离像重构方法,实现了微波暗室脉冲信号逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像的等效仿真。间歇采样收发能够利用脉冲重复频率较高的脉冲信号进行目标测量,因此通过构建间歇采样收发脉冲雷达目标微动特性测量实验系统,实现了旋转目标、进动目标微动特征的有效提取。最后,以卷积干扰为例,给出了间歇采样收发脉冲雷达对抗仿真方法,得到了与完整脉冲一致的目标探测结果。论文的研究成果为半实物仿真中室内场环境空间受限导致脉冲雷达收发信号互耦的问题提供了可行的解决方案,给出了不同的脉冲雷达信号收发策略与信号重构方法。通过仿真与暗室实验,测量得到目标RCS、距离像和微动特性等电磁特征,验证了间歇采样收发方法的有效性与实用性,为脉冲雷达辐射式半实物仿真的工程化应用提供了理论方法和技术支撑。

王俞奇[7](2013)在《机载PD雷达仿真系统的设计和实现》文中研究表明本文对机载脉冲多普勒(PD)雷达的信号产生及信号处理过程的基本理论进行了系统地阐述。从工程应用的角度出发,为了同时保证仿真系统的准确性及高效性,采用了一种矢量化方法进行建模并结合计算机仿真技术完成了机载PD雷达仿真系统的软件实现。本文首先介绍了课题的背景,意义和研究现状,第二步,在对机载PD雷达基本原理具体分析的基础上,完成了包括杂波信号、目标回波信号、干扰信号等接收机环境信号及信号处理过程的建模,接着提出了仿真系统软件的总体设计方案,按照功能对软件进行了子系统和相关模块的划分,详细阐述了各模块的设计流程,然后利用Visual C++,OpenGL,Matfor等开发工具完成了机载PD雷达仿真系统软件的编程实现,最后通过不同条件下的多次运行,对仿真软件进行了测试,给出了测试结果。

张伟,田忠[8](2005)在《机载高分辨率PD雷达信号模拟器的测试及应用研究》文中研究指明雷达信号模拟器日益成为现代雷达整机调试和评估所不可缺少的测试工具。本文首先简要介绍了机载高分辨率PD雷达信号模拟器实现中的关键技术,在通过对该雷达信号模拟器所作的性能测试证明其为合格的测试信号源后,将其应用于机载高分辨率PD雷达整机的调试和评估中,对雷达信号处理机的各项改善因子和雷达终端的显示接口做了评估和测试。实验结果表明,测试方法全面合理、简单实用,模拟器可以有效地应用在雷达信号处理机和显控性能的检验和评估。

张伟[9](2004)在《雷达系统仿真的理论、方法与应用研究》文中进行了进一步梳理雷达系统的设计、开发和测试越来越成为一项耗费大量财力和时间的工作,雷达系统仿真技术被广泛应用,为系统的研究、设计和验证节省了大量的费用。雷达系仿真技术所具有的经济、灵活和实用的特点,使其逐渐成为雷达系统和电子对抗系统研究中的一项关键技术。目前,通用雷达模拟器、雷达目标模拟器与电子对抗模拟器构成了雷达对抗闭环仿真系统,攻防双方相互验证和评估,极大的推进了电子战技术的发展。 本文以与29所合作项目“频相扫三坐标雷达软件仿真系统”以及“九五”预研项目“机载高分辨率PD雷达信号模拟器”为背景,对雷达系统模拟的理论、方法和实现应用作了较为深入的研究。 本文完成的主要工作和创新之处有: 经过深入分析频相扫三坐标雷达的工作原理及其回波产生机理,本文在三坐标雷达系统仿真研究中得到如下成果: 1.提出了一种三坐标雷达目标中频回波模型及其模拟方法,通过对和、差及辅助通道的目标三联波束回波统一建模,可以全面逼真地模拟频相扫三坐标雷达的目标回波。 2.提出了一种三坐标雷达的杂波中频回波模型及其模拟方法,利用前面提出了三坐标雷达目标中频回波模型,采用空间叠加的方法,实现了三坐标雷达三联波束中频杂波的模拟,模拟方法简单有效;对参差周期杂波的模拟进行了讨论,有效的解决了复杂雷达体制下的杂波模拟问题。 3.提出了一种通用全面的三坐标雷达系统仿真模型,采用中视频相干模拟和变采样率处理的方法,可以准确有效地模拟三坐标雷达中频接收的非线性失真和抗干扰措施的效果,对于评估宽带干扰信号对雷达接收机的干扰效果十分必要。对于三坐标雷达所特有的多波束点迹凝聚及测角技术以及其他先进的信号处理技术都进行了较为深入的分析,建立了全面合理的信号处理模型。在三坐标雷达的数据处理模型中,对于航迹互连的仿真也有独到之处。针对各个模块特点,进行算法分析和优化,采用多种快速算法,在中频仿真数据量大的情况下,有效地提高了仿真速度 4.采用面向对象设计方法在Microsoft Visual C++环境下设计实现了三坐标雷达软件仿真系统。可以设置雷达的系统工作参数,包括波形、波束和扫描参数,并对雷达系统模块进行配置和组建,以实现不同的雷达工

张伟,向敬成,胡美莉,肖国强[10](2001)在《三毫米相参脉冲雷达信号处理系统的实验研究》文中指出本文根据机载雷达的杂波谱特性,针对三毫米波无人机载雷达,采用一种在距离-多谱勒平面抑制主杂波的方法,完成了距离分辨率为3米的MTD信号处理机。测试结果表明,该系统应用于无人机载和场面监视毫米波脉冲雷达效果良好。

二、无人机载脉冲雷达MTD的实现及实验研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、无人机载脉冲雷达MTD的实现及实验研究(论文提纲范文)

(2)特殊探地雷达宽带定向天线关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
        1.2.1 钻孔雷达天线研究及应用
        1.2.2 机载探地雷达天线研究及应用
        1.2.3 前视探地雷达天线研究及应用
    1.3 本文的主要创新点
    1.4 本文的结构安排
第二章 钻孔雷达定向天线的研究
    2.1 钻孔雷达天线的基本理论
    2.2 钻孔雷达定向偶极子天线设计
        2.2.1 定向偶极子天线结构
        2.2.2 定向偶极子天线关键参数分析
        2.2.3 定向偶极子天线最终结构及时域波形特征
    2.3 钻孔雷达VIVALDI天线设计
        2.3.1 钻孔雷达Vivaldi天线结构
        2.3.2 钻孔雷达Vivaldi天线关键参数分析
    2.4 钻孔雷达定向偶极子天线的测试与系统组装
        2.4.1 钻孔雷达定向偶极子天线测试
        2.4.2 定向钻孔雷达系统样机组装
    2.5 本章小结
第三章 无人机载探地雷达天线及合作型目标物的研究
    3.1 机载探地雷达的基本理论
    3.2 无人机载探地雷达VIVALDI天线设计
        3.2.1 无人机载探地雷达Vivaldi天线结构
        3.2.2 无人机载探地雷达Vivaldi天线的加工与测试
        3.2.3 机载探地雷达系统沙坑实验
    3.3 基于合作型目标物的环境杂波抑制研究
        3.3.1 基于延迟线传感器的合作型目标物的基本原理
        3.3.2 基于合作型目标物的建筑物内部温度监测系统
        3.3.3 合作型目标物天线设计
        3.3.4 合作型目标物性能测试实验
    3.4 本章小结
第四章 基于超薄吸波材料的前视探地雷达定向天线研究
    4.1 基于频率选择表面的超薄宽带吸波材料理论研究
    4.2 基于超薄吸波材料的前视探地雷达定向天线设计
    4.3 前视探地雷达定向天线的加工与测试
    4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

(3)非合作双基地雷达杂波干扰抑制与目标跟踪关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究发展现状
        1.2.1 非合作双基地雷达探测系统的研究历史和发展现状
        1.2.2 非合作双基地雷达杂波干扰抑制算法研究进展
        1.2.3 多目标跟踪算法研究及其在无源雷达中的应用现状
    1.3 本文主要研究内容和章节安排
        1.3.1 论文的研究内容
        1.3.2 论文的章节安排
第二章 非合作双基地雷达系统探测性能分析
    2.1 引言
    2.2 非合作双基地雷达系统工作原理
        2.2.1 目标探测原理
        2.2.2 系统结构与算法处理流程
    2.3 辐射源的非合作性对系统探测性能影响分析
        2.3.1 双基地雷达方程
        2.3.2 以线性调频脉冲信号为外辐射源的非合作双基地雷达方程
        2.3.3 仿真分析
    2.4 系统探测中存在的主要问题分析
        2.4.1 非合作双基地雷达系统主要杂波和干扰来源
        2.4.2 近程杂波干扰对目标检测的影响
        2.4.3 非合作双基地雷达数据处理中面临的问题
    2.5 本章小结
第三章 非合作双基地雷达近程杂波干扰抑制算法研究
    3.1 引言
    3.2 典型的无源雷达自适应杂波干扰抑制算法
        3.2.1 自适应旁瓣对消技术
        3.2.2 时域扩展相消技术
    3.3 基于阻塞矩阵的分步自适应扩展相消算法
        3.3.1 回波通道天线接收信号模型
        3.3.2 信号的分段提取
        3.3.3 基于阻塞矩阵的杂波子空间重构
        3.3.4 自适应扩展相消
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 仿真场景设置
        3.4.2 算法处理结果对比与分析
    3.5 本章小结
第四章 非合作双基地雷达数据中的杂波干扰抑制算法研究
    4.1 引言
    4.2 基于非均匀网格形态学膨胀的无源雷达虚警抑制算法
        4.2.1 一种迭代的非均匀双基地量测网格单元划分算法
        4.2.2 基于网格形态学膨胀的虚警数据分离算法
        4.2.3 实验结果与分析
    4.3 基于网格化形态学处理与多维RANSAC的地物杂波干扰抑制算法研究
        4.3.1 一种两步级联的无源雷达杂波抑制处理机制
        4.3.2 算法原理
        4.3.3 实测数据实验验证
    4.4 本章小结
第五章 低检测概率下基于随机有限集的多目标跟踪算法研究
    5.1 引言
    5.2 RFS框架下的多目标跟踪算法
        5.2.1 多目标跟踪的RFS模型
        5.2.2 多目标贝叶斯跟踪理论
        5.2.3 标准PHD滤波器
    5.3 带有自适应新生强度估计的改进PHD滤波器
        5.3.1 量测集的预处理
        5.3.2 基于量测驱动的新生强度估计
        5.3.3 改进的PHD滤波器
        5.3.4 改进PHD滤波器的GM实现形式
    5.4 实验结果与分析
        5.4.1 仿真数据实验验证
        5.4.2 无源雷达实测数据实验验证
        5.4.3 算法复杂度分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文主要工作及创新点
    6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
附录A 矩阵S的分析及式(5.14)的详细推导
附录B 改进PHD滤波器的更新表达式的推导
附录C 改进PHD滤波器的GM实现形式伪代码

(4)宽带雷达信号间歇采样调制方法及应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 雷达信号间歇采样调制技术发展现状
        1.2.2 成像雷达技术发展现状
        1.2.3 成像雷达目标图像特征控制技术发展现状
        1.2.4 间歇采样调制技术在成像雷达中应用的思路
    1.3 论文主要工作及内容安排
第二章 雷达信号间歇采样调制特性
    2.1 引言
    2.2 雷达信号均匀间歇采样调制特性
        2.2.1 均匀间歇采样调制脉冲特性
        2.2.2 均匀间歇采样调制信号特性
        2.2.3 对LFM信号的调制结果
        2.2.4 仿真分析
    2.3 雷达信号编码间歇采样调制特性
        2.3.1 编码间歇采样调制内涵
        2.3.2 伪随机编码间歇采样调制信号特性
        2.3.3 周期循环编码间歇采样调制信号特性
        2.3.4 仿真分析
    2.4 本章小结
第三章 基于间歇采样调制信号的雷达成像方法
    3.1 引言
    3.2 间歇采样调制LFM雷达信号
        3.2.1 信号组成原理
        3.2.2 与完整LFM信号的比较
    3.3 基于压缩感知的目标图像重构算法
        3.3.1 传统LFM体制雷达成像处理方法的问题
        3.3.2 压缩感知原理
        3.3.3 目标图像压缩感知重构算法
        3.3.4 图像重构处理流程
    3.4 仿真分析与微波暗室实验
        3.4.1 实测ISAR数据验证
        3.4.2 微波暗室实验验证
    3.5 本章小结
第四章 基于正交间歇采样调制信号的全极化成像雷达目标HRRP合成方法
    4.1 引言
    4.2 同时全极化成像雷达正交间歇采样调制信号
        4.2.1 目标全极化测量
        4.2.2 正交间歇采样调制信号
    4.3 基于压缩感知的全极化HRRP重构方法
        4.3.1 正交编码间歇采样调制信号压缩感知重构模型
        4.3.2 单极化OMP重构算法(SP-OMP)
        4.3.3 全极化同时OMP算法(FP-SOMP)
        4.3.4 全极化HRRP重构流程
    4.4 仿真实验与分析
        4.4.1 数字仿真验证
        4.4.2 实测全极化无人机数据验证
    4.5 本章小结
第五章 基于间歇采样调制信号的成像雷达目标图像特征控制方法
    5.1 引言
    5.2 基于间歇采样调制信号的成像雷达有源回波对消方法
        5.2.1 成像雷达目标图像有源回波对消的挑战
        5.2.2 基于均匀间歇采样调制信号的有源回波对消方法
        5.2.3 基于编码间歇采样调制信号的有源回波对消方法
        5.2.4 均匀与编码间歇采样调制有源回波对消效果比较
    5.3 基于编码间歇采样调制信号的ISAR压制式图像特征控制方法
        5.3.1 图像特征控制原理
        5.3.2 性能评估
        5.3.3 调制参数设计
        5.3.4 仿真结果与分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文主要工作
    6.2 论文主要创新点
    6.3 工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
    一、发表论文情况
    二、参与的科研项目
    三、申请专利情况
    四、获得的成果与奖励
附录A 编码间歇采样调制LFM信号模糊函数推导

(5)基于雷达通信一体化波形的微弱目标检测方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 雷达通信一体化波形发展现状
    1.3 常用目标检测方法
    1.4 微弱目标检测方法
    1.5 论文的主要内容和安排
第二章 DSSS-2DPSK-RFT信号积累检测算法
    2.1 引言
    2.2 DSSS-2DPSK一体化信号设计
        2.2.1 可行性分析
        2.2.2 DSSS-2DPSK一体化信号产生
        2.2.3 DSSS-2DPSK信号性能分析
    2.3 MTD算法介绍
        2.3.1 MTD检测模型
        2.3.2 基于DSSS-2DPSK-MTD的微弱目标检测
        2.3.3 实验结果及性能分析
    2.4 基于距离补偿的RFT微弱目标积累检测
        2.4.1 RFT检测模型
        2.4.2 基于DSSS-2DPSK-RFT的微弱目标检测
        2.4.3 实验结果及性能分析
    2.5 本章小结
第三章 DS-CSS-RFT信号积累检测算法
    3.1 引言
    3.2 DS-CSS一体化信号设计
        3.2.1 可行性分析
        3.2.2 DS-CSS一体化信号产生
        3.2.3 DS-CSS信号性能分析
    3.3 MTD算法介绍
        3.3.1 基于DS-CSS-MTD的微弱目标检测
        3.3.2 实验结果及性能分析
    3.4 基于距离补偿的RFT微弱目标积累检测
        3.4.1 基于DS-CSS-RFT的微弱目标检测
        3.4.2 实验结果及性能分析
    3.5 本章小结
第四章 SS-OFDM-IAR信号积累检测算法
    4.1 引言
    4.2 SS-OFDM一体化信号设计
        4.2.1 可行性分析
        4.2.2 SS-OFDM一体化信号产生
        4.2.3 SS-OFDM信号性能分析
    4.3 Keystone检测算法介绍
        4.3.1 Keystone检测模型
        4.3.2 基于SS-OFDM-Keystone的微弱目标检测
        4.3.3 实验结果及性能分析
    4.4 基于SS-OFDM-IAR的微弱目标积累检测
        4.4.1 IAR-MTD检测模型
        4.4.2 基于SS-OFDM-IAR的微弱目标检测
        4.4.3 实验结果及性能分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文内容总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况
致谢

(6)雷达半实物仿真信号收发处理方法及应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 半实物仿真技术研究现状
        1.2.2 雷达半实物仿真技术研究现状
        1.2.3 辐射式半实物仿真脉冲雷达目标测量研究现状、面临的挑战
    1.3 论文主要工作及结构安排
第二章 雷达脉冲信号均匀间歇采样收发处理方法
    2.1 引言
    2.2 均匀间歇采样收发处理基本原理
    2.3 线性调频信号均匀间歇采样收发处理与回波重构
        2.3.1 完整脉冲回波特性
        2.3.2 间歇采样收发目标回波特性与信息重构
        2.3.3 目标散射截面积提取
        2.3.4 目标测量结果仿真分析
        2.3.5 目标测量结果一致性分析
    2.4 相位编码信号均匀间歇采样收发处理方法
        2.4.1 PCM信号间歇采样收发回波特性
        2.4.2 仿真与实验结果分析
    2.5 非理想条件下均匀间歇采样收发目标测量性能分析
        2.5.1 非理想间歇采样收发控制信号
        2.5.2 非理想间歇采样收发回波特性
        2.5.3 仿真结果分析
    2.6 本章小结
第三章 雷达脉冲信号伪随机间歇采样收发处理方法
    3.1 引言
    3.2 伪随机间歇采样收发处理基本原理
        3.2.1 伪随机间歇采样收发控制信号特性
        3.2.2 伪随机间歇采样收发信号模糊图特性
    3.3 脉冲信号伪随机间歇采样收发目标测量与回波重构方法
        3.3.1 伪随机间歇采样收发宽带目标回波特性
        3.3.2 基于压缩感知的距离像重构方法
        3.3.3 仿真结果分析
        3.3.4 伪随机间歇采样收发目标测量一致性分析
    3.4 基于遗传算法的伪随机间歇采样收发优化方法
        3.4.1 遗传算法基本原理
        3.4.2 基于遗传算法的伪随机间歇采样收发优化模型
        3.4.3 仿真结果
    3.5 本章小结
第四章 脉冲信号间歇采样收发目标特性测量及应用研究
    4.1 引言
    4.2 脉冲雷达间歇采样收发目标测量方法与实验应用
        4.2.1 实验系统与环境配置
        4.2.2 微波暗室脉冲雷达收发信号互耦实验结果
        4.2.3 均匀间歇采样收发目标测量暗室实验
        4.2.4 伪随机间歇采样收发目标测量暗室实验
    4.3 脉冲雷达间歇采样收发二维成像方法与应用
        4.3.1 目标回波信号特性分析
        4.3.2 二维图像重构方法
        4.3.3 仿真实验与分析
    4.4 脉冲雷达间歇采样收发目标微动特征提取方法与实验应用
        4.4.1 旋转目标微动特征提取方法
        4.4.2 进动目标微动特征提取方法
        4.4.3 仿真结果分析
        4.4.4 微波暗室实验结果分析
    4.5 间歇采样收发脉冲雷达对抗仿真方法与应用
        4.5.1 微波暗室脉冲雷达对抗环境构建
        4.5.2 基于间歇采样收发的脉冲雷达对抗仿真流程
        4.5.3 仿真实验与分析
    4.6 本章小结
第五章 结束语
    5.1 论文主要工作
    5.2 论文主要创新点
    5.3 工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
    一、发表论文情况
    二、参与的科研项目
    三、申请专利与软件着作权
    四、获得的成果与奖励

(7)机载PD雷达仿真系统的设计和实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 机载 PD 雷达的发展状况
        1.1.2 机载 PD 雷达仿真系统的研究现状
    1.2 本文的主要工作
第二章 PD 雷达仿真系统原理
    2.1 雷达脉冲信号产生
        2.1.1 相参脉冲串信号
        2.1.2 线性调频脉冲信号
    2.2 天线和天线扫描方式
    2.3 雷达环境杂波产生
        2.3.1 机载 PD 雷达杂波简介
        2.3.2 杂波的分类和统计模型
        2.3.3 视频地杂波仿真模型
    2.4 目标运动雷达航迹产生
        2.4.1 直角坐标系下的航迹模型
        2.4.2 雷达极坐标系的航迹模型
    2.5 目标回波产生
        2.5.1 雷达回波信号
        2.5.2 雷达目标 RCS
        2.5.3 雷达回波信号模型
    2.6 干扰信号产生
        2.6.1 干扰简述
        2.6.2 干扰信号模型
    2.7 雷达信号处理
        2.7.1 数字脉冲压缩
        2.7.2 高度线杂波对消(MTI)
        2.7.3 主瓣杂波对消(AMTI)
        2.7.4 MTD 处理
        2.7.5 检波和视频积累
        2.7.6 CFAR 处理
        2.7.7 距离和速度解模糊
    2.8 矢量化模型参数验证
        2.8.1 脉冲压缩
        2.8.2 杂波对消
        2.8.3 MTD
        2.8.4 信号积累
第三章 PD 雷达仿真系统的软件实现
    3.1 仿真软件需求分析及总体设计
        3.1.1 仿真环境和系统基本组成
        3.1.2 仿真软件需求分析
    3.2 主控机系统设计
        3.2.1 主控机系统软件结构
        3.2.2 主控机系统模块化设计
    3.3 分机系统设计
        3.3.1 分机系统软件结构
        3.3.2 分机系统模块化设计
    3.4 网络通信模块设计
第四章 PD 雷达仿真系统的测试
    4.1 用户界面测试
        4.1.1 主控机用户界面
        4.1.2 分机用户界面
        4.1.3 用户界面的安全性与稳定性
    4.2 仿真系统运行测试
        4.2.1 改变雷达参数仿真测试
        4.2.2 雷达处理模式仿真测试
        4.2.3 复杂目标航迹仿真测试
        4.2.4 添加干扰信号仿真测试
结束语
致谢
参考文献
在读期间研究成果

(8)机载高分辨率PD雷达信号模拟器的测试及应用研究(论文提纲范文)

1 引 言
2 RSS的实现
    (1) 杂波模拟:
    (2) 波形存储和产生:
3 RSS的测试和应用
    3.1 RSS性能的测试
        3.1.1 软件模拟数据的测试
        3.1.2 D/A转换器测试
    3.2 RSS用于雷达性能的测试和评估
        3.2.1 信号处理机改善因子的测试
        (1) 测试条件:
        (2) 测试方法:
        (3) 测试结果:
        3.2.2 虚警概率和发现概率的测试
        3.2.3 与终端的对比测试
4 结 论

(9)雷达系统仿真的理论、方法与应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 雷达系统模拟技术的概念
    1.2 国内外雷达系统模拟技术发展概况
    1.3 本文主要工作
第二章 雷达系统模拟的基本理论
    2.1 雷达相干视频回波信号模型
    2.2 目标建模与仿真
    2.3 噪声和干扰建模与仿真
    2.4 杂波建模与仿真
    2.5 雷达建模与仿真
    2.6 本章小结
第三章 三坐标雷达仿真系统的分析与设计
    3.1 三坐标雷达仿真需求分析
    3.2 频相扫三坐标雷达的工作原理
    3.3 三坐标雷达仿真系统的总体设计
    3.4 本章小结
第四章 三坐标雷达的回波建模与仿真
    4.1 三坐标雷达的目标中频回波建模与仿真
    4.2 三坐标雷达的杂波建模与仿真
    4.3 三坐标雷达的干扰信号仿真
    4.4 本章小结
第五章 三坐标雷达的系统建模与仿真
    5.1 系统模型
    5.2 接收机子系统的建模与仿真
    5.3 信号处理子系统的建模与仿真
    5.4 数据处理子系统的建模与仿真
    5.5 本章小结
第六章 三坐标雷达仿真系统的实现与测试
    6.1 三坐标雷达仿真系统的实现
    6.2 三坐标雷达仿真系统的测试
    6.3 本章小结
第七章 机载高分辨率PD雷达信号模拟器的测试和应用
    7.1 无人机载高分辨率PD雷达信号模拟器的设计与实现
    7.2 信号模拟器的测试和应用
    7.3 本章小结
第八章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

四、无人机载脉冲雷达MTD的实现及实验研究(论文参考文献)

  • [1]LFMCW雷达慢速小目标检测与跟踪算法研究[D]. 杨贵福. 哈尔滨工程大学, 2021
  • [2]特殊探地雷达宽带定向天线关键技术研究[D]. 郭佶玙. 电子科技大学, 2021(01)
  • [3]非合作双基地雷达杂波干扰抑制与目标跟踪关键技术研究[D]. 祝茜. 国防科技大学, 2020(01)
  • [4]宽带雷达信号间歇采样调制方法及应用研究[D]. 吴其华. 国防科技大学, 2019(01)
  • [5]基于雷达通信一体化波形的微弱目标检测方法研究[D]. 钟湉田. 南昌航空大学, 2019(08)
  • [6]雷达半实物仿真信号收发处理方法及应用研究[D]. 刘晓斌. 国防科技大学, 2018(01)
  • [7]机载PD雷达仿真系统的设计和实现[D]. 王俞奇. 西安电子科技大学, 2013(S2)
  • [8]机载高分辨率PD雷达信号模拟器的测试及应用研究[J]. 张伟,田忠. 电子测量与仪器学报, 2005(06)
  • [9]雷达系统仿真的理论、方法与应用研究[D]. 张伟. 电子科技大学, 2004(07)
  • [10]三毫米相参脉冲雷达信号处理系统的实验研究[A]. 张伟,向敬成,胡美莉,肖国强. 第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集, 2001

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无人机机载脉冲雷达MTD的实现与实验研究
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