合成寬帶信號處理及寬帶陣列雷達若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高分辨距離像反映了沿雷達徑向目標后向散射密度的幾何結(jié)構(gòu)分布，較之于二維或三維所成像，高分辨距離像需要更少的計算量，因而更容易獲取。基于此，距離維高分辨雷達是提供全天候情況下的目標識別及戰(zhàn)場情況感知能力的最佳候選。
　　 為了獲得高分辨距離像，雷達系統(tǒng)必須擁有處理大帶寬信號的能力。但在目前，寬帶雷達在寬帶信號產(chǎn)生、目標運動補償、空域自適應(yīng)處理等方面的相關(guān)理論尚不成熟。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，著重對高分辨合成距離像及其時域及空域的處

2、理作了較深入的研究，并提出了一些創(chuàng)新的算法。這些算法在多組仿真的基礎(chǔ)上進行了驗證。歸納起來，本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 1.合成寬帶波形處理研究
　　 在分析了多種合成寬帶信號特性的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了處理合成寬帶波形的通用結(jié)構(gòu)，并提出了一種衡量合成寬帶距離像失真度的誤差準則和一種誤差分析方法。同時，針對不同的合成寬帶信號形式，改進了它們的具體處理結(jié)構(gòu)。
　　 2.合成寬帶信號的時域處理研究
　　

3、構(gòu)建了合成寬帶信號時域處理的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。提出了一種基于合成寬帶信號和傳統(tǒng)多普勒濾波器組（使用FFT）的成像系統(tǒng)并對其性能進行了詳細地分析。理論分析和仿真結(jié)果表明，由于多普勒散布效應(yīng)，隨著目標速度的增大，目標的合成距離像將會產(chǎn)生失真，失真包括距離移動和幅度變形。與此同時，兩個與距離移動和幅度變形有關(guān)的理論公式被推導出，它們能夠分別計算出距離的移動值及評估合成距離像的幅度變形程度，并由此得到了最大臨界速度；當目標徑向速度小于最大臨界速度時，目

4、標的幅度失真是在一個可接受的范圍內(nèi)。
　　 提出了一種基于速度門的合成寬帶濾波器組結(jié)構(gòu)，通過理論分析，獲得了該濾波器組成立的臨界條件。分析結(jié)果進一步表明，為了得到運動目標的可接受失真度的合成距離像，目標徑向速度必須小于合成寬帶雷達系統(tǒng)中最小的最大不模糊速度。同時，基于這種合成寬帶濾波器組結(jié)構(gòu)，一種新的解速度模糊方法被提出。
　　 提出了一種子帶間變PRF（Pulse Repetition Frequency）方法的合成寬

5、帶濾波器組結(jié)構(gòu)。通過合理的參數(shù)設(shè)置，它不但能在任何速度下保證合成距離像的失真度在可接受范圍內(nèi)，并且還可通過FFT形式來實現(xiàn)，以便獲得計算的高效性。
　　 3.合成寬帶信號的空域自適應(yīng)處理技術(shù)研究
　　 構(gòu)建了合成寬帶空域自適應(yīng)處理的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。提出了一種基于合成寬帶信號和傳統(tǒng)的干擾+噪聲協(xié)方差估計值的合成成像系統(tǒng)并對其性能進行了詳細地分析。理論分析和仿真結(jié)果表明，由于每一個協(xié)方差矩陣在每一個子帶內(nèi)是分別獨立估計的，目標的合

6、成距離像將會在整個距離范圍內(nèi)產(chǎn)生隨機距離旁瓣，其主要是由于噪聲方差估計值在不同的子帶隨機變動而引起的。基于此，提出了兩種減輕和消除隨機距離旁瓣的方法，一種是對角加載方法，另一種是正交子空間投影法。
　　 提出了一種段自適應(yīng)處理技術(shù)，以便簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和減少計算量；同時，對其性能進行了理論分析。
　　 提出了一種變采樣率自適應(yīng)處理方法，并在理論上推導出它的具體實現(xiàn)方式。
　　 4.一種使用LFM波形的寬帶數(shù)字陣列相對

7、時延測量方法
　　 提出了一種使用LFM波形的寬帶數(shù)字陣列相對時延測量方法并對其性能進行了深入的分析?；贒echirping技術(shù)和數(shù)字抽取方法，所提出的測量系統(tǒng)能夠工作在低的數(shù)據(jù)率，從而減小了計算量和降低了硬件復雜度。更進一步，通過合理的參數(shù)設(shè)定和獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)，能夠在一次測量過程中得到多個T/R（Transmit/receive）組件的相對延時值。分析結(jié)果表明，測量誤差由噪聲誤差和系統(tǒng)誤差組成，它們分別由組件熱噪聲和多個共存