基于盲方法的外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)研究.pdf

1、外輻射源雷達(dá)又稱(chēng)為被動(dòng)相干定位(PCL)雷達(dá),屬于新體制雷達(dá)中的一種。與傳統(tǒng)雷達(dá)不同,外輻射源雷達(dá)自身不主動(dòng)發(fā)射電磁波,而是利用各種通信、廣播信號(hào)(比如調(diào)頻廣播、電視臺(tái)、GSM基站和GPS衛(wèi)星等)作為照射源,被動(dòng)接收目標(biāo)的反射回波信號(hào)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè)和成像。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),外輻射源雷達(dá)屬于雙基地雷達(dá)配置,使其不易被敵方發(fā)現(xiàn),具有較好的抗干擾和抗反輻射導(dǎo)彈能力;并且借助于超高頻和甚高頻的照射源特性,外輻射源雷達(dá)具有良好的反隱身和低空探測(cè)能力;同

2、時(shí)具有便攜、低成本、無(wú)需頻譜分配、無(wú)電磁污染、無(wú)探測(cè)盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn)。因此,為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的目標(biāo)探測(cè)問(wèn)題,外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)已成為一種有效的解決手段,具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　本論文主要針對(duì)簡(jiǎn)易配置的外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)中的若干具體問(wèn)題,如直達(dá)波提純、雜波相消、參數(shù)估計(jì)以及數(shù)據(jù)融合等問(wèn)題進(jìn)行深入研究,所取得的主要研究成果如下:
　　1、針對(duì)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,接收機(jī)周?chē)赡艽嬖诙鄠€(gè)照射源,照射源基本信息未知(主要是基站方

3、向和信號(hào)波形信息),無(wú)法區(qū)分感興趣信號(hào)和干擾信號(hào),無(wú)法確定目標(biāo)探測(cè)中各照射源和目標(biāo)參數(shù)的配對(duì)關(guān)系等問(wèn)題,提出利用信號(hào)特性來(lái)抑制干擾?？紤]到大部分通信信號(hào)都滿(mǎn)足循環(huán)平穩(wěn)的特性,提出利用信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)特性估計(jì)直達(dá)波的方向信息,并抑制其它基站干擾。在目標(biāo)探測(cè)階段,推導(dǎo)二階循環(huán)平穩(wěn)和模糊函數(shù)的等價(jià)性,提出利用二階共軛循環(huán)平穩(wěn)代替模糊函數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣信號(hào)和目標(biāo)參數(shù)信息的配對(duì)。
　　2、針對(duì)實(shí)際工程中參考信號(hào)包含多徑,常規(guī)外輻射源雷達(dá)參考通

4、道和預(yù)警通道都需要雜波相消的問(wèn)題,提出在預(yù)警通道中利用盲源分離方法直接分離直達(dá)波和目標(biāo)回波信號(hào),達(dá)到減少運(yùn)算量和提高目標(biāo)回波信號(hào)信噪比的目的。針對(duì)常規(guī)盲源分離不適用于外輻射源雷達(dá)中病態(tài)矩陣的問(wèn)題,提出利用循環(huán)平穩(wěn)特性來(lái)抑制干擾,達(dá)到增強(qiáng)弱目標(biāo)信號(hào)的目的,在天線(xiàn)個(gè)數(shù)少于信號(hào)源個(gè)數(shù)的欠定情況,本方法同樣適用。在信號(hào)分離階段,針對(duì)實(shí)際混合信號(hào)中還混有噪聲的問(wèn)題,提出魯棒的斜投影方法來(lái)抽取目標(biāo)回波信號(hào)。
　　3、考慮到OFDM信號(hào)在同步和

5、抗干擾方面的優(yōu)點(diǎn),提出基于OFDM信號(hào)特性的外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)。針對(duì)外輻射源雷達(dá)中參考信號(hào)信息可能無(wú)法直接獲取的問(wèn)題,提出利用信號(hào)特性來(lái)估計(jì)OFDM信號(hào)信息。具體考慮到OFDM模糊函數(shù)中的副峰是由導(dǎo)頻的周期性造成的,并且模糊函數(shù)等價(jià)于二階循環(huán)平穩(wěn),提出利用二階循環(huán)平穩(wěn)估計(jì)導(dǎo)頻的周期性,從而能夠確定導(dǎo)頻的位置信息,繼而實(shí)現(xiàn)雜波信道脈沖響應(yīng)估計(jì)和直達(dá)波重構(gòu)。
　　4、針對(duì)目前通信廣播系統(tǒng)大都采用OFDM調(diào)制信號(hào),并且支持SFN結(jié)構(gòu)的

6、情況,提出基于OFDM-SFN的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)提高目標(biāo)探測(cè)的可靠性。但在SFN中,多個(gè)信號(hào)從不同的方向照射到目標(biāo),極有可能造成大時(shí)延擴(kuò)展。并且 OFDM發(fā)射正交子載波,對(duì)載頻頻偏很敏感。針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題,在沒(méi)有參考信號(hào)信息的情況下,提出在接收通道中利用陣列天線(xiàn)把大時(shí)延轉(zhuǎn)化為小時(shí)延,建立新的張量接收模型,并利用聯(lián)合對(duì)角化方法同時(shí)估計(jì)波束、時(shí)延和頻偏三個(gè)矩陣變量,解決頻域盲源分離算法在大時(shí)延擴(kuò)展中估計(jì)精度不高的問(wèn)題。
　　5、針對(duì) O