基于DSP的单脉冲雷达回波信号处理研究

【摘要】：随着雷达系统的应用范围越来越广泛，其应用环境也越来越复杂，雷达回波信号的组成成份也变得日益多元化。在复杂的雷达回波信号中如何尽可能地剔除噪声、杂波等干扰信息而获取有用的目标信息，已成为提高雷达系统性能的关键。本文从单脉冲雷达回波信号的组成成份出发，分析和讨论了雷达系统对回波信号的处理过程，并根据雷达回波信号中噪声、杂波和运动目标类型，重点研究了地物等固定杂波背景下的运动目标检测与运动特征信息提取算法，以及在海杂波背景下的运动目标识别。本文主要研究强杂波背景下利用单脉冲雷达对运动目标的检测情况。主要内容如下： 1、介绍了雷达系统的组成及其工作原理，并分析了地物等固定杂波及海杂波背景下运动目标检测算法。重点讨论了运动目标的特征参数，如径向速度参数和距离参数。 2、在对中频雷达回波模拟信号进行数字化采样之后，采用正交检波、杂波对消、MTD动目标检测、非相参累积等步骤，提取出目标的特征信息，并计算出运动目标的速度以及距离。 3、在对海杂波进行分数阶傅里叶变换的基础上，根据海杂波背景下回波信号模型，采用幅度搜索的方法搜寻目标。在目标能量集中性很强的情况下，直接采用峰值对其搜索。在目标能量集中性比较弱的情况下，根据时延前后目标分数阶傅里叶变换具有相同阶数的性质来检测目标。本文利用MATLAB软件仿真强杂波下动目标检测算法，证明了算法的有效性。 4、分析DSP进行工程开发时相应驱动文件、配置文件的编写方法，并结合大量的工程实践经验，对DSP的开发流程以及开发过程中经常遇到的问题做了一定的总结。 最后在对单脉冲雷达回波信号处理理论分析的基础上，利用DSP系统完成了对地物杂波环境中的目标检测和相应参数的提取分析，以及海杂波环境中的目标识别。