雷達信號時空多參量估計技術(shù)研究.pdf

1、隨著雷達技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，現(xiàn)代雷達的信號形式、傳播環(huán)境已發(fā)生了很大的改變。現(xiàn)代雷達在時域、頻域、空域的分布很廣，非平穩(wěn)、相干干擾、短時間序列也是常常面臨的問題。研究能夠適用于現(xiàn)代雷達信號環(huán)境且性能優(yōu)良的多參量估計方法是信息探測領(lǐng)域的前沿課題之一。本文深入研究了處于現(xiàn)代電磁環(huán)境中的雷達信號時空多維參量估計算法。歸納起來，主要包括以下幾個方面： 1．研究了時頻分析工具在非平穩(wěn)雷達信號分析中的應(yīng)用。提出了一種適合線性調(diào)頻信號(LF

2、M)的交叉項抑制時頻分布。該分布是對Wigner-Ville分布的改進，通過分段補償平滑的方式來抑制Wigner-Ville分布中產(chǎn)生的交叉項。 2．研究了線性調(diào)頻雷達信號的時頻檢測方法與基于解線調(diào)原理的特征參數(shù)估計方法。并針對超低信噪比的情況，提出一種非線性的弱LFM雷達信號的檢測與參數(shù)估計方法。該方法利用Duffing振子構(gòu)建廣義濾波器組，并以其最大Lyapunov指數(shù)的符號作為系統(tǒng)狀態(tài)的判斷標準。根據(jù)信號特征，將LFM信號

3、的檢測問題轉(zhuǎn)化為一個周期檢測的問題，使其滿足Duffing振子的檢測條件。為提高信噪比，本文還提出分段相關(guān)平滑的方法，使檢測和估計性能得到提高。 3．分析了窄帶陣列信號模型，研究了將時頻分析與傳統(tǒng)子空間測向方法結(jié)合的時頻子空間測向算法。針對相干干擾問題，利用脈沖雷達的特點，提出一種新的估計相干信號源到達角(DOA)估計方法。本算法只需要K+1個陣元即可實現(xiàn)K個相干信號的DOA估計。而且，該算法對陣列形式約束較小。研究了短時間序列

4、的波達方向估計問題，提出改進的偽協(xié)方差矩陣以及相應(yīng)的DOA估計算法。 4．分析了寬帶陣列信號模型，并結(jié)合具體的非平穩(wěn)雷達信號，推導了寬帶線性調(diào)頻信號的簡化模型、完整模型以及寬帶對稱三角線性調(diào)頻(STLFM)信號的陣列輸出模型。提出了基于虛擬WVD的寬帶LFM信號的到達角估計方法、基于模糊變換的寬帶LFM信號的到達角估計方法以及基于數(shù)掘分段虛擬陣元的寬帶STLFM信號的到達角估計方法。仿真表明，提出算法比傳統(tǒng)的TF-CSM方法精度

5、更高，計算量更小。 5．研究了極化敏感陣列多參量估計問題。分別提出演變周期譜與正交偶極子陣列結(jié)合算法，以及分數(shù)階傅里葉變換與矢量陣元陣列結(jié)合算法，高精度地實現(xiàn)了LFM信號DOA與極化參數(shù)的聯(lián)合估計。提出空間一極化分維方法，利用矢量天線陣元實現(xiàn)了相干信號的DOA與極化聯(lián)合估計。研究了正交偶極子陣列的信息構(gòu)成，提出基于該陣列的寬頻段信號DOA與極化聯(lián)合估計算法。為避免極子之間存在的互耦效應(yīng)，提出一種由分離偶極子構(gòu)成的陣列形式，實現(xiàn)了