弹道测速雷达微弱信号处理方法研究

【摘要】： 低信噪比信号检测和微弱回波信号处理是多谱勒体制测速雷达在雷达信号处理领域中所面临的主要问题,雷达的四大威胁之一便是来自于各种地、海杂波干扰。以非平稳信号处理理论为工具来研究和解决这一问题,是信号处理领域新的热点之一。论文紧密结合轻武器多谱勒体制弹道测速雷达信号处理的特点,以工程应用背景为要求,充分利用国家靶场现有测试设备及技术,积极吸收国内外先进的研究成果,将小波变换、高阶统计量、短时傅立叶变换等非平稳信号处理手段引入多谱勒测速雷达微弱回波信号处理中,从理论上分析解读了轻武器测速雷达测速工作原理及信号处理方法,研究探索了适合轻武器低伸弹道特点的微弱弹道信息处理理论及方法。本文研究的主要内容和创新点如下: 1.提出一种利用四阶累计量作为抑制噪声,提取多谱勒速度的计算方法。该方法解决了传统的频谱分析处理精度差的问题,通过对四阶累积量进行简化递推,易于工程实现。 2.提出一种基于小波包HMM去噪的方法,解决了低伸弹道信号信噪比低的检测难题。仿真实验表明,在强噪声背景下进行局部信号去噪,小波包变换优于小波变换。 3.对雷达法进行了改进,提出基于小波分析和基于改进的短时傅立叶变换法提取弹丸转速的方法。对比国家靶场试验结果,得出基于改进的短时傅立叶变换的时频分析方法,更适合工程需要,能得到高精度的试验数据的结论,解决了轻武器弹丸转速测试问题。 4.提出一种基于小波分析的弹丸曳光飞行时间抽取方法,国家靶场试验证明该方法可使雷达回波信号特征在不同分辨率下显露出来。根据信号幅度的变化,找到信号的突变点,测试精度满足指标要求,为国军标的修正提供依据。 综上所述,论文对轻武器弹道测速雷达微弱回波信号进行了深入的研究,作者提出的处理方法,对国家靶场轻武器试验鉴定具有重要意义,具有很高的理论水平和应用推广价值。