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《南京理工大学》 2006年
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3mm波段主被动复合探测技术研究

杨国  
【摘要】: 本文是国家某重点预研项目的重要组成部分,论文系统地研究了3mm波段主被动复合探测器中的目标识别、电磁兼容性以及信号处理电路的设计。 毫米波探测系统用于灵巧弹药中的目标寻的是一个十分重要的研究领域。目前,反装甲目标的精确制导和末敏弹常采用毫米波探测器,而且通常是多模体制,如主动雷达和被动辐射计。毫米波探测器在远距离由雷达进行目标的搜索、识别和跟踪,当接近目标时,由于主动式雷达存在目标闪烁效应使得测角误差相当严重,甚至丢失目标;而被动体制的辐射计却能较好地克服这一缺点,重要的是毫米波辐射计不发射电磁波,具有很高的隐蔽性和很好的抗干扰性能,同等情况下比雷达体积小、消耗的能量少。主被动复合探测器将雷达和辐射计结合,取长补短,大大改善了探测性能,是毫米波近程探测技术的发展趋势。 毫米波主被动复合体制目前主要有先主动后被动同频体制、主被动轮流时分同频体制和主被动异频体制。本文研究的是主被动轮流时分工作的3mm波段探测器,它有效地克服了先主动后被动复合体制信息量少,目标识别率低的不足;同时和异频体制相比,具有结构简单、体积小、重量轻的优点。 本文在主动雷达目标识别中,研究了一种基于Gabor原子变换和支持向量机(SVM)的雷达目标识别方法。该方法充分利用了Gabor原子变换在信号表示方面的有效性以及SVM在分类方面的优越性。在被动辐射计目标识别中,基于灰系统理论,将灰关联分析用于目标分类识别。以上两种目标识别方法都很好的解决了目标特征模糊和系统工作实时性的要求。在此基础上,利用D-S证据理论方法将主被动通道目标识别结果进行决策层融合,从而较大地提高了探测器的目标识别能力。 本文在保证主被动信号尽量不失真的前提下,设计了主被动通道共用的中频放大器,使系统体积更小,成本更低。同时本文还独立完成了一种W波段雪崩管窄脉冲调制器的研制。对于被动通道在工作中受到脉冲调制信号的串扰问题,本文研究了一种可以硬件实现的移步预测滤波快速算法,解决了自适应滤波中对信号要求严格以及运行时间长的不足。最后采用DSP芯片设计了雷达测距,目标识别和信息融合的部分软、硬件实现方案,并完成了样机的部分联调和场外实验。
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