線性調(diào)頻類LPI雷達(dá)信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法研究.pdf

1、隨著雷達(dá)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LPI雷達(dá)信號(hào)在新體制雷達(dá)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。作為電子戰(zhàn)的另一方，當(dāng)前電子偵察系統(tǒng)面臨的困難和挑戰(zhàn)越來(lái)越嚴(yán)重。主要表現(xiàn)為信噪比低、信號(hào)形式多樣、參數(shù)多變等，導(dǎo)致常規(guī)信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法精度下降，甚至失效。因此，如何在復(fù)雜環(huán)境下有效估計(jì)LPI雷達(dá)信號(hào)參數(shù)，具有重要的理論研究意義和軍事應(yīng)用價(jià)值。
　　本文圍繞線性調(diào)頻類LPI雷達(dá)信號(hào)參數(shù)估計(jì)展開研究，包括線性調(diào)頻脈沖信號(hào)、線性調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)以及由線性調(diào)頻導(dǎo)出的多相編

2、碼信號(hào)。重點(diǎn)研究時(shí)頻分析及其它時(shí)頻變換算法，估計(jì)信號(hào)載頻、調(diào)頻斜率、調(diào)制周期等參數(shù)，結(jié)合理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證，深入分析算法的估計(jì)性能和適用條件，積極探索改進(jìn)算法和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。主要工作內(nèi)容包括:
　　第一章討論了選題的背景和意義，對(duì)線性調(diào)頻類LPI雷達(dá)信號(hào)參數(shù)估計(jì)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并簡(jiǎn)要介紹了本文的主要工作。
　　第二章介紹了LPI雷達(dá)及其信號(hào)參數(shù)估計(jì)的基礎(chǔ)理論。首先給出LPI雷達(dá)的定義，詳細(xì)論述了雷達(dá)截獲

3、因子，并說明了影響LPI雷達(dá)性能的關(guān)鍵因素，介紹了LPI雷達(dá)信號(hào)處理的關(guān)鍵技術(shù)，即脈沖壓縮的原理和應(yīng)用。其次，從電子偵察的角度論述了LPI雷達(dá)信號(hào)參數(shù)估計(jì)的基礎(chǔ)理論，包括LPI雷達(dá)的信號(hào)形式、信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法和參數(shù)估計(jì)性能評(píng)價(jià)方法。其中，對(duì)時(shí)頻分析法、循環(huán)平穩(wěn)法、現(xiàn)代譜估計(jì)等信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法進(jìn)行了綜述，并討論了克拉美羅界和基于相對(duì)均方根誤差性能評(píng)價(jià)方法。
　　第三章主要研究了線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的參數(shù)估計(jì)。首先分析了線性調(diào)頻脈沖信號(hào)模

4、型，以及信號(hào)時(shí)域和頻域特征。根據(jù)信號(hào)時(shí)頻圖的特點(diǎn)，分別研究了基于WHT和基于RAT的參數(shù)估計(jì)算法，分析了兩種算法的性能。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了基于FRFT、基于MST和基于LVD的LFM脈沖信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法，并且從理論上對(duì)算法進(jìn)行了分析和推導(dǎo)。針對(duì)MST算法中頻率誤差給調(diào)頻斜率估計(jì)所帶來(lái)的影響，提出了一種基于二維平面搜索的改進(jìn)MST算法，有效地提高了信號(hào)參數(shù)估計(jì)性能。最后，仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了各種算法的計(jì)算效率和估計(jì)精度，證明了提出算法的

5、有效性。
　　第四章主要研究線性調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)的參數(shù)估計(jì)。首先，分析了鋸齒波調(diào)制和三角波調(diào)制LFMCW信號(hào)的數(shù)學(xué)模型、實(shí)際截獲信號(hào)波形，以及頻域和時(shí)頻域特征。研究了基于STFT時(shí)頻圖的信號(hào)參數(shù)估計(jì)，即由峰值脊線得到信號(hào)瞬時(shí)頻率，進(jìn)而估計(jì)信號(hào)的參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于自適應(yīng)窗寬的改進(jìn)SM算法，提高了信號(hào)參數(shù)估計(jì)性能。針對(duì)低信噪比下LFMCW信號(hào)的周期估計(jì)問題，分別提出了基于循環(huán)自相關(guān)的估計(jì)算法和基于時(shí)域相關(guān)法的估計(jì)算法。另外

6、，提出基于DCFT與相干平均的信號(hào)頻率和調(diào)頻斜率估計(jì)算法，在低信噪比下具有較高的估計(jì)精度。最后，通過仿真實(shí)驗(yàn)證明了提出算法的正確性和在低信噪比下的有效性。
　　第五章主要研究多相編碼信號(hào)的參數(shù)估計(jì)。首先，分析了由LFM導(dǎo)出的多相編碼信號(hào)，包括Frank碼、P1碼、P2碼、P3碼和P4碼的數(shù)學(xué)模型、時(shí)域、頻域和相位的特點(diǎn)。推導(dǎo)了多相編碼信號(hào)的WVD，分別提出基于WHT和RAT的多相編碼信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了時(shí)頻率分