面向參數(shù)估計的認(rèn)知雷達(dá)自適應(yīng)發(fā)射波形優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射波形和工作模式一般固定不變，接收系統(tǒng)僅被動地處理雷達(dá)信號和數(shù)據(jù)，使得即使精心設(shè)計的雷達(dá)系統(tǒng)也難以在復(fù)雜的時空多變環(huán)境中獲得理想的處理性能。認(rèn)知雷達(dá)具有接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的閉環(huán)反饋機(jī)制，能夠根據(jù)先驗和實(shí)時的環(huán)境及目標(biāo)知識自適應(yīng)動態(tài)調(diào)整雷達(dá)收發(fā)系統(tǒng)，從根本上改變了傳統(tǒng)雷達(dá)單向的信息處理方式，能夠大幅提高雷達(dá)系統(tǒng)性能和環(huán)境適應(yīng)能力，具有重要的理論研究和軍事應(yīng)用價值，受到國內(nèi)外很多專家學(xué)者和軍方的廣泛關(guān)注。自適應(yīng)發(fā)射波形優(yōu)化技術(shù)是

2、認(rèn)知雷達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)之一，本文主要研究了面向目標(biāo)參數(shù)估計問題的雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)整技術(shù)。
　?、叛芯苛穗s波環(huán)境下以提高機(jī)動目標(biāo)跟蹤精度為目的的自適應(yīng)波形選擇技術(shù)。論文首先對雷達(dá)接收系統(tǒng)和跟蹤測量數(shù)據(jù)獲取過程進(jìn)行了詳細(xì)建模，分析了不同信噪比情況下雷達(dá)發(fā)射波形對測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計特性的影響及定量計算方法，并設(shè)計了與自然界中蝙蝠發(fā)射聲波信號類似的CF-HFM（Constant Frequency-Hyperbolic Freque

3、ncy Modulation）雷達(dá)脈沖串波形，提出了雜波環(huán)境下基于雷達(dá)任務(wù)的機(jī)動目標(biāo)跟蹤自適應(yīng)波形選擇算法及自適應(yīng)發(fā)射波形與檢測門限聯(lián)合優(yōu)化方法；其次，為了較為精確地估計機(jī)動目標(biāo)混合運(yùn)動狀態(tài)后驗概率密度函數(shù)，提出了一種完全分離連續(xù)基狀態(tài)與離散模型狀態(tài)估計的交互多模型概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)粒子濾波器（Interacting Multiple Model Probabilistic Data Association Particle Filter，I

4、MMPDAPF），估計循環(huán)僅需要基狀態(tài)粒子，能夠控制每個運(yùn)動模型對應(yīng)的粒子數(shù)，并引入穩(wěn)健性較好的Amariα-散度表征不同發(fā)射波形對應(yīng)雷達(dá)測量數(shù)據(jù)包含的信息量，提出了與IMMPDAPF實(shí)現(xiàn)過程緊密結(jié)合的雜波環(huán)境下基于信息論準(zhǔn)則的機(jī)動目標(biāo)跟蹤自適應(yīng)波形選擇算法。
　　⑵研究了以降低成像處理復(fù)雜度為目的的自適應(yīng)發(fā)射分集技術(shù)和基于發(fā)射分集的曲線彈道合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）成像算法。首先，針

5、對以景象匹配制導(dǎo)為目的的曲線彈道SAR成像問題，提出通過自適應(yīng)調(diào)整雷達(dá)波束指向使雷達(dá)近似工作于等效正側(cè)視幾何下，能夠大大減小距離徙動校正難度及回波信號方位向和距離向耦合，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了利用部分孔徑數(shù)據(jù)和高效頻譜分析方法的RD-Dechirp（Range Doppler-Dechirp）快視成像算法；其次，針對以尋的制導(dǎo)為目的大斜視曲線彈道SAR成像問題，通過在雷達(dá)發(fā)射信號中引入自適應(yīng)調(diào)整的非線性調(diào)頻分量，提出了曲線彈道SAR非線性調(diào)

6、頻變標(biāo)（Nonlinear Chirp Scaling，NCS）成像算法，能夠同時處理大斜視曲線彈道情況下距離徙動校正和二次距離壓縮的方位頻率依賴性和距離空變性，算法計算量與標(biāo)準(zhǔn)CS算法及RD算法相當(dāng)，提供了成像性能與計算量的完美折中；最后，針對任意航跡和斜視幾何情況下的聚束SAR成像問題，提出了基于PRI（Pulse Repetition Interval）自適應(yīng)調(diào)整的PFA（Polar Format Algorithm）成像算法，能

7、夠避免原始PFA算法的插值操作和利用全部波數(shù)域數(shù)據(jù)進(jìn)行成像，生成高質(zhì)量SAR圖像僅需要FFT和復(fù)乘運(yùn)算，能夠兼顧平臺航跡靈活性、成像精度及成像效率。
　?、浅浞掷美走_(dá)接收系統(tǒng)到發(fā)射系統(tǒng)的反饋機(jī)制和先驗知識，研究了面向目標(biāo)參數(shù)估計問題的雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)和方法，研究成果有助于從根本上改變現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的工作方式，提高現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的工作性能和復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力，為推動我國雷達(dá)系統(tǒng)的智能化和認(rèn)知雷達(dá)技術(shù)的實(shí)用化提供基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技