基于數(shù)字信道化接收機LPI雷達信號參數(shù)估計與分選.pdf

1、低截獲概率(LPI:Low Probability of Intercept)雷達的出現(xiàn),對現(xiàn)代被動偵察接收機和反輻射導(dǎo)彈導(dǎo)引頭提出了新的挑戰(zhàn)。脈沖壓縮雷達是一種LPI雷達,該體制雷達可將接收到的長脈沖雷達信號壓縮為窄脈沖,在降低了截獲概率的同時,提高了雷達的距離分辨率。傳統(tǒng)接收機已不能有效截獲此類雷達信號,因此,研制具有保存脈沖壓縮雷達信號頻率以及相位信息功能的寬帶數(shù)字接收機勢在必行。數(shù)字信道化接收機作為一種較為成熟的寬帶數(shù)字接收機體

2、制,可以有效實現(xiàn)對不同體制雷達信號的“盲接收”。
　　 完整接收到信號后,需要應(yīng)用一些數(shù)字信號處理算法對脈沖壓縮雷達信號的調(diào)制參數(shù)進行提取。脈沖壓縮雷達信號最為普遍采用的信號類型包括相位編碼(PSK:Phase ShiftKeying)信號和調(diào)頻(FM:Frequency Modulation)信號,PSK信號中最常用的是二相編碼(BPSK:Binary Phase Shift Keying)信號和四相編碼(QPSK:Quadr

3、ature Phase ShiftKeying)信號;FM信號包括線性調(diào)頻(LFM:Linear Frequency Modulation)及非線性調(diào)頻(NLFM:Non Linear Frequency Modulation)信號。PSK信號的參數(shù)估計包括提取信號載頻、碼元速率以及編碼規(guī)律;LFM信號參數(shù)估計主要完成信號初始、終止頻率以及調(diào)頻斜率的提取;而對NLFM信號的處理,主要完成信號相位多項式系數(shù)的估計。
　　 信號分選

4、部分主要針對從信道化接收機輸出的雷達信號參數(shù),首先進行雷達信號預(yù)分選,去除不符合要求的雷達信號,對威脅信號進行去交錯,達到稀釋脈沖信號流的目的;再通過單脈沖的到達時間計算脈沖串的重復(fù)間隔,完成主分選。
　　 論文圍繞寬帶數(shù)字信道化接收機平臺截獲和識別脈沖壓縮雷達信號,對PSK雷達信號和FM雷達信號的參數(shù)估計算法進行了深入的研究,對雷達信號分選算法進行了細致的探討。
　　 在寬帶信道化接收技術(shù)方面,推導(dǎo)出了基于多相濾波與快

5、速傅里葉變換(FFT:FastFourier Transform)相結(jié)合的高速高效數(shù)字均勻信道化結(jié)構(gòu)。在信道化后續(xù)處理中,采用CORDIC算法實現(xiàn)了對信號瞬時幅度和相位的提取,針對信道化結(jié)構(gòu)第0個信道輸出數(shù)據(jù)為實數(shù),不能正確提取信號相位和幅度的問題,提出基于Hilbert變換的0信道復(fù)數(shù)化處理方法。
　　 在雷達信號參數(shù)估計方面,首先,應(yīng)用頻譜分析法對雷達信號脈內(nèi)調(diào)制類型進行分類。應(yīng)用循環(huán)自相關(guān)法實現(xiàn)對PSK信號的調(diào)制類型識別,

6、可區(qū)分BPSK信號和QPSK信號,針對此類信號的參數(shù)提取,提出了基于積分包絡(luò)的PSK信號參數(shù)估計方法,結(jié)合信號載頻,可估計信號的子碼寬度及編碼規(guī)律;針對LFM信號參數(shù)估計問題,仍可應(yīng)用積分包絡(luò)法,可實現(xiàn)對此類信號的調(diào)頻斜率、初始以及終止頻率的估計;采用三次相位函數(shù)(CPF:Cubic Phase Function)法可實現(xiàn)對LFM及NLFM雷達信號的參數(shù)估計,可提取此類信號相位多項式的各系數(shù),針對該算法計算量大的問題,提出調(diào)頻斜率搜索范

7、圍設(shè)定準則,另外,提出雙尺度調(diào)頻斜率搜索法,可減少大量計算量,同時保持了算法精度。
　　 在信號分選方面,為了解決傳統(tǒng)方法不能有效分選高密度復(fù)雜雷達信號,以及現(xiàn)有聚類方法達不到實時性要求的問題,提出一種利用雷達脈沖信號特征參數(shù),基于改進的模糊聚類的雷達信號預(yù)分選方法。在改進的算法中,提出了距離加權(quán)系數(shù)的概念,依據(jù)信息熵使各參數(shù)距離加權(quán)系數(shù)的設(shè)置更加合理化。采用追蹤法計算等價模糊矩陣,并提取聚類后的脈沖序號更具有實際意義。在雷達信