彈載寬帶雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，雷達(dá)末制導(dǎo)系統(tǒng)廣泛采用了寬帶雷達(dá)技術(shù)。寬帶雷達(dá)信號(hào)具有較大的絕對帶寬，從而獲得了距離高分辨的能力。與傳統(tǒng)窄帶雷達(dá)相比，寬帶雷達(dá)在抗干擾、反截獲、精確探測與成像、高精度跟蹤、目標(biāo)識(shí)別等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。論文以某反艦寬帶雷達(dá)導(dǎo)引頭的研制為背景，開展了寬帶雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)的算法開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及測試等方面的研究。主要研究了寬帶雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)的兩項(xiàng)關(guān)鍵信號(hào)處理技術(shù)：寬帶雷達(dá)實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測技術(shù)和抗箔條干擾技術(shù)；研究了信號(hào)處

2、理機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并進(jìn)行了實(shí)測分析。
　　針對現(xiàn)有寬帶相參雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測算法較為復(fù)雜、計(jì)算量大、不便于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的問題，研究了彈載寬帶相參雷達(dá)的實(shí)時(shí)距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測方法。對于彈載寬帶雷達(dá)，彈目間高速運(yùn)動(dòng)使目標(biāo)回波產(chǎn)生了距離走動(dòng)，使得目標(biāo)回波的能量更加發(fā)散，給目標(biāo)檢測帶來了新的問題。論文分析并建立了彈載寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)的回波模型，在頻域完成了回波距離走動(dòng)的校正，然后通過對目標(biāo)回波進(jìn)行相參積累和目標(biāo)高分辨率距離像的平均疊加

3、提高了回波信噪比。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于波形熵的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測方法，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法的檢測性能優(yōu)于傳統(tǒng)的能量積累檢測算法，而且計(jì)算量較小，便于工程實(shí)現(xiàn)。針對距離-多普勒二維擴(kuò)展目標(biāo)的檢測問題，提出了一種基于距離-多普勒二維像的雙門限能量積累檢測器。分析并推導(dǎo)了目標(biāo)距離-多普勒二維像的形成過程，利用一次門限剔除雜波單元，獲取了目標(biāo)距離-多普勒二維像的估計(jì)，通過對距離-多普勒二維像的能量進(jìn)行積累構(gòu)建檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量并進(jìn)行二次門限檢測，仿

4、真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法的檢測性能優(yōu)于傳統(tǒng)的直接能量積累檢測算法和二進(jìn)制積累檢測算法，而且穩(wěn)健性較好。
　　調(diào)頻步進(jìn)合成寬帶雷達(dá)結(jié)合了線性調(diào)頻脈沖壓縮技術(shù)與步進(jìn)頻率技術(shù)，對系統(tǒng)的硬件要求不高，近年來在導(dǎo)彈制導(dǎo)方面應(yīng)用比較廣泛。調(diào)頻步進(jìn)雷達(dá)在目標(biāo)抽取形成高分辨距離像的過程中舍棄了部分目標(biāo)強(qiáng)散射點(diǎn)，降低了回波信噪比，從而影響了雷達(dá)對目標(biāo)的檢測。針對這一問題，提出了一種基于回波功率譜的距離擴(kuò)展目標(biāo)頻域檢測算法，該算法無需對目標(biāo)抽取形成一維距

5、離像，直接利用目標(biāo)高分辨距離像功率譜與雜波功率譜的差異，在頻域?qū)崿F(xiàn)了距離擴(kuò)展目標(biāo)回波能量的有效積累。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法顯著提高了步進(jìn)調(diào)頻寬帶雷達(dá)的目標(biāo)檢測性能，并且具有良好的魯棒性和工程可實(shí)現(xiàn)性。針對近距離、大目標(biāo)的應(yīng)用背景，研究了先在中分辨域進(jìn)行目標(biāo)檢測，然后利用目標(biāo)距離信息和回波信號(hào)的多普勒進(jìn)行精確測速的處理方法，提出了一種基于目標(biāo)回波多普勒幅度譜波形熵的高精度測速方法。該方法能夠得到速度的精確估計(jì)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后獲取了目標(biāo)的高精度

6、距離像，仿真結(jié)果表明所提出的解耦合多普勒測速法測速精度高、抗噪性能良好，而且計(jì)算量較小、便于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，無需發(fā)射輔助信號(hào)，降低了雷達(dá)成本，也便于對現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。
　　反艦?zāi)┲茖?dǎo)雷達(dá)受工作環(huán)境和技術(shù)條件等多種因素的影響，在對抗箔條干擾時(shí)仍存在不少問題。從雷達(dá)末制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，采用寬帶、超寬帶等技術(shù)提高雷達(dá)的距離分辨率為抗箔條干擾提供了一條有效的技術(shù)途徑；另外，利用相參回波進(jìn)行多普勒分析也是雷達(dá)常用的對抗雜波和干擾的

7、有效途徑之一，為此論文研究了寬帶線性調(diào)頻脈沖多普勒雷達(dá)的抗箔條干擾方法。首先分析了寬帶相參雷達(dá)艦船目標(biāo)回波與箔條回波的區(qū)別，提出了回波距離-多普勒二維像擴(kuò)展因子和能量均勻度兩個(gè)特征指標(biāo)對艦船和箔條進(jìn)行區(qū)分，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和箔條干擾的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了抗箔條干擾算法的判決準(zhǔn)則，給出了抗箔條干擾算法的實(shí)現(xiàn)流程圖，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果證明了抗箔條干擾方法的有效性。
　　針對彈載寬帶雷達(dá)數(shù)據(jù)量大、計(jì)算量大、實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn)，結(jié)合上面所提算