微弱多徑信號(hào)時(shí)延估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、本文主要的研究是基于民用機(jī)會(huì)照射源的無(wú)源雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一：探測(cè)目標(biāo)散射信號(hào)的時(shí)延估計(jì)問(wèn)題。論文圍繞著散射信號(hào)（多徑信號(hào)）時(shí)延估計(jì)問(wèn)題展開(kāi)討論，文中提出、推導(dǎo)了一系列具有理論及實(shí)用價(jià)值的新多徑時(shí)延估計(jì)算法，分析了影響多徑時(shí)延估計(jì)性能的因素及解決途徑、基于相關(guān)分析的時(shí)延估計(jì)方法、超分辨率時(shí)延估計(jì)方法和微弱信號(hào)檢測(cè)與時(shí)延估計(jì)方法。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提算法的優(yōu)良性能。歸納起來(lái)，本文的貢獻(xiàn)主要包括以下幾個(gè)方面:
　　 1、通

2、過(guò)推導(dǎo)兩路多徑信號(hào)時(shí)延估計(jì)方差的理論下限（CRLB），演繹出多徑信號(hào)環(huán)境下影響時(shí)延估計(jì)方差的因素，根據(jù)這些影響因素，指出提高時(shí)延估計(jì)性能的途徑。根據(jù)CRLB的參數(shù)，建立多徑信號(hào)仿真模型，并對(duì)信號(hào)模型做了功率譜分析和時(shí)間延遲驗(yàn)證。
　　 2、系統(tǒng)分析了基于相關(guān)分析的時(shí)延估計(jì)方法：互相關(guān)法、譜估計(jì)法、插值法、EM算法和Wrelax算法。提出一種多徑信號(hào)時(shí)延估計(jì)方法—Sem法，該方法根據(jù)EM算法降維處理思想、采用對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域插值的方

3、式替代了Wrelax算法的傅立葉變換獲得連續(xù)時(shí)延估計(jì)，避免了截?cái)嘈?yīng)對(duì)時(shí)延估計(jì)產(chǎn)生的不利影響，與參照算法相比具有更優(yōu)的時(shí)延估計(jì)性能。理論分析了相關(guān)分析時(shí)延估計(jì)法的分辨能力，指出提高基于相關(guān)分析時(shí)延估計(jì)方法分辨性能的途徑。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了提出方法的性能。
　　 3、在簡(jiǎn)要介紹采用譜估計(jì)技術(shù)進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的原理和方法的基礎(chǔ)上，提出了快速時(shí)延MUSIC法和波束域時(shí)延MUSIC法?？焖贂r(shí)延MUSIC法通過(guò)重構(gòu)接收信號(hào)協(xié)方差陣，與傳統(tǒng)的

4、MUSCI時(shí)延測(cè)量法相比，運(yùn)算量減小約2個(gè)數(shù)量級(jí)；后一種方法根據(jù)信號(hào)時(shí)延的時(shí)間分布形成波束轉(zhuǎn)換矩陣，再用快速M(fèi)USIC法做時(shí)延估計(jì)，波束轉(zhuǎn)換矩陣的作用相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間帶通濾波器，其中波束所覆蓋的時(shí)間區(qū)域則相當(dāng)于濾波器的通帶，使波束覆蓋時(shí)間以外的噪聲得到有效抑制，因而算法在低信噪比條件下與參照算法相比具有更優(yōu)時(shí)延分辨性能。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證提出方法的有效性。
　　 4、提出了一種基于軟件無(wú)線電架構(gòu)的單接收站無(wú)源雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用一

5、副天線陣列同時(shí)接收直達(dá)信號(hào)（參考信號(hào)）和目標(biāo)散射信號(hào)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件構(gòu)成，增加系統(tǒng)機(jī)動(dòng)靈活性能。文中詳細(xì)討論了基于該系統(tǒng)的參考信號(hào)提取和目標(biāo)散射信號(hào)檢測(cè)、接收和時(shí)延估計(jì)方法。提出一種參考信號(hào)提取方法，該方法采用天線陣列的數(shù)控定向接收技術(shù)對(duì)強(qiáng)地物雜波信號(hào)形成上百dB的零陷，實(shí)行空域?yàn)V波處理，提取純凈的直達(dá)波信號(hào)作為參考信號(hào)。提出一種微弱散射信號(hào)檢測(cè)方法，該方法聯(lián)合使用空域?yàn)V波技術(shù)和相干檢測(cè)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱散射檢測(cè)檢測(cè)和接收；新方法的相關(guān)