收藏本站
《西安电子科技大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

雷达信号到达角及相关参数估计研究

汤建龙  
【摘要】:传统电子对抗侦察设备中,对雷达信号频率、到达角(DOA)测量采用的是两套独立的模拟处理硬件系统,设备复杂、处理方法单一。数字接收机技术以及阵列信号处理技术的发展,使得侦察设备测频、测向系统一体化成为可能。侦察接收系统一体化能使设备简单;而数字化处理方式可灵活运用各种处理算法,从而更有效的利用信号中包含的信息。 本论文的目的是研究对雷达信号的时、频、空三维侦察处理算法,为时频空三维侦察的工程应用作理论探索。论文内容将涉及以下几个方面: 1.基于相位提取的信号参数联合估计研究:在大信噪比下,接收机输出的加性复白噪声可等效为信号的相位实噪声。而信号的相位信息包含了信号所有的频率信息;同时,信号的到达角信息也反映在空间两个阵元接收信号的相位差上;因此,通过采用两个阵元接收信号,直接提取阵元输出的相位以及阵元输出间的相位差,可实现对信号频率—DOA的联合估计。算法直接在时域处理,处理过程简单,实时性好;考虑雷达信号环境下同时到达信号发生概率小的实际,算法在电子侦察设备中具有一定的工程可实现性。 2.时频分布增强处理研究:在低信噪比下,对信号频率参数的估计还需借助傅立叶变换、时频分析等工具。Wigner—Ville分布(WVD)作为信号的时频分布具有许多非常好的性质,如良好的时频聚焦性等。在噪声环境下,由于信号能量集中在信号的瞬时频率附近,而噪声能量平均分布在整个噪声通带内,因此,WVD能从噪声中提取信号的时频特征;但在低信噪比下,时频特征不明显,有必要作增强处理。侦察接收机一体化后,可充分利用信号由多个阵元接收的特点,考虑到阵元之间噪声相关性较差,提出了利用阵列输出XWVD幅值作为信号时频分布的增强处理方法,它能有效抑制噪声:在对称阵列下,利用多组对称阵子输出的XWVD进行数学平均可进一步实现时频分布增强。(频率起点与参考点信号会有所不同,可根据进一步的DOA估计作调整)。 3.基于时频分析的时频—DOA联合估计算法研究:分析表明,对于宽带信号,通过对阵元输出信号求互Wigner—Ville分布(XWVD),在各个时刻XWVD的幅值最大点上,其相位是该点对应的频率与信号到达两阵元的时延的乘积。基于此,可将传统干涉仪测向算法从时域延拓至时频域处理,即时频干涉仪。采用时频干涉仪处理,在计算XWVD时,其各个时刻幅值最大值反映了信号的频率的变化规律,因此,时频干涉仪可实现信号的时频—DOA联合估计。时频干涉仪处理需要的阵元数少,计算量相对较小,工程实现性较好;但和传统干涉仪类 西女电了科技人学博卜论文:雷达信号到达角及相关参数估计研究 似,时频干涉仪仍存在测角精度与测角范围的矛盾,而多基线的方式只能缓和二者 的矛盾,无法解决如基线附近到达信号DOA无法测量的问题。在宽带阵列信号处 理中,聚焦的思想是希望通过变换将信号的宽带特性变换为窄带特性,从而就可应 用窄带阵列处理算法。遗憾的是,在构造其聚焦矩阵时需预先知道信号频率、 DOA等信息,而这又正是我们所需要估计的。为此,我们通过阵列设计,利J月阵 列的对称结构和信号的双线性时频分布将信号聚焦至信号的瞬时频率上,则通过阵 列平均可首先获得增强的信号时频分布,再提取信号时频脊点的频率和相位可实现 宽带信号DOA估计,从而实现宽带信号的时频一DOA联合估计,这就是空间聚 焦算法的思想。但采用空间聚焦,阵列结构必须具有一定的对称结构,对一于任意阵 列结构无能为力。为此,提出了空间时频分布(STFD)矩阵的概念以实现任意阵 列结构下的信号参数估计。直接构造的STFD矩阵只能适用于窄带信号,对于宽带 信号,在构造STFD矩阵时,不能使所有元素在同一时频点上构造,而选择的是对 应阵元输出XWVD时频脊点的值,从而得到修正STFD矩阵。采用修正STFD矩 阵进行DOA估计,可应用于任意带宽的Chi印信号,对于其它的连续相位信号也 具有一定的适应性。 4.通道误差的影响:考虑到工程应用,有必要考虑阵列通道误差的影响。文 中主要针对阵列各阵元通道幅相不一致展开了讨论。根据宽带接收机接收信号的特 点,建立了基于通道增益一群时延的通道误差模型,很容易证明,传统窄带阵列信 号下的通道幅相误差模型只是一该模型的特例。在该数学模型上,我们分析了时频!几 涉仪、空间聚焦以及修正STFD矩阵算法的适应性。分析表明,对称阵列平均的时 频分布增强处理、DOA估计对通道增益误差具有稳健性;而通道群时延误差的存 在使得采用对称阵列平均实现时频分布增强出现了困难;同时将直接导致DOA估 计错误。对于均匀直线阵列,利用相关矩阵或STFD矩阵的Hermitian ToePlitz结 构,可在一定程度上实现阵列的无源校正。 5.对机动辐射源的DOA估计:在现代电子战中,经常要对机动辐射源进行 航迹跟踪,其前提是对其定位。而定位可采用辐射源DOA与其它信息如距离信息 实现。为此,有必要研究对机动辐射源的DOA估计问题。文中简单探讨了前述基 于时频分析的DOA算法对机动辐射源DOA估计的适用性问题。分析表明,在 DOA变化较缓慢时,仍可采用时频干涉仪等DOA估计算法。 关键词:到达角估计,电子对抗,
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN957.51

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵文春;刘大明;周国华;;基于微分进化算法的磁性目标参数估计方法[J];舰船电子工程;2011年07期
2 宫翔;王振华;王晨光;;基于时频分析与形态学滤波的跳频参数估计[J];空军雷达学院学报;2011年04期
3 李宏坤;赵利华;周帅;张志新;;基于高阶模糊度函数的内蕴模式分量瞬时频率计算[J];机械工程学报;2011年15期
4 韩立辉;黄高明;;基于倒谱分析的雷达信号脉内调制识别[J];电子信息对抗技术;2011年03期
5 夏猛;杨小牛;;基于加速度分析的星载SAR-GMTI运动目标参数估计[J];宇航学报;2011年07期
6 黄淼;李文沅;颜伟;程彬;王圣江;;考虑d轴抛载试验中测量噪声的同步发电机d轴参数估计[J];电力系统自动化;2011年14期
7 王红星;王洪利;毛忠阳;;基于时频分布的扩展的二元相移键控信号解调算法[J];吉林大学学报(工学版);2011年05期
8 郑文秀;;R半径DFT在系统盲辨识中的应用[J];电子信息对抗技术;2011年04期
9 徐斌;杨涛;谭保华;陈益;;基于Lomb-Scargle算法的周期信号探测的模拟研究[J];核电子学与探测技术;2011年06期
10 吕明久;周铭;邓静;韩俊;;基于对称相关法的低信噪比信号时频分析[J];空军雷达学院学报;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾沛璋;;关于卫星轨道参数的估计[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
2 王根会;魏胜勇;;大跨度PC梁桥施工控制过程中的参数估计与修正[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2004年
3 刘继忠;周晓军;熊勇;;基于粒子群优化算法的超声信号参数估计[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
4 宋志勇;喻晖;汪咬元;;一类随机线性系统的参数估计与状态滤波[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
5 张颖;冯纯伯;;随机线性多变量系统的鲁棒辩识[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
6 张端金;;Box-Jenkins模型全结构辩识[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
7 钱新恩;;钢条——PZT系统的建模研究[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
8 王松;;威布尔分布在寿命分析中的应用[A];2005年全国机械可靠性学术交流会暨“车辆与工程装备质量与可靠性论坛”论文集[C];2005年
9 陈启卷;张宇;徐枋同;;自校正PID水轮机调节器[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
10 张帆;何青;童调生;;基于外定界自适应约束的集员参数估计[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(上册)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 李想 金挺 黄劼;福州电网开发参数辨识与实时拓扑检错系统[N];中国电力报;2006年
2 于洋;统计模型参数估计及其应用成功[N];科技日报;2007年
3 北京首创期货研发中心 张良贵 刘旭;股票分红事件对股指期现套利策略优化实证研究[N];期货日报;2008年
4 诸玲珍;多种技术融合演绎测试与测量行业新趋势[N];中国电子报;2008年
5 范超;浅谈如何备战统计建模大赛[N];中国信息报;2011年
6 赵艳丽;化工过程数据校正与模拟优化系统通过鉴定[N];中国化工报;2000年
7 杨卫东 魏童;基于GARCH模型的量价分析[N];期货日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何映霞;机载SAR运动目标实时检测方案若干技术问题的研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
2 祝雪妹;热集成精馏系统建模、优化与控制的若干问题研究[D];浙江大学;2005年
3 郭淑娟;复杂网络的混沌同步与参数估计[D];上海大学;2010年
4 汤建龙;雷达信号到达角及相关参数估计研究[D];西安电子科技大学;2005年
5 郭建涛;基于时频分析的跳频信号参数估计[D];华中科技大学;2009年
6 谭小刚;雷达频率调制信号脉内细微特征分析技术研究[D];电子科技大学;2008年
7 李滔;时频分析在雷达信号多参数估计中的应用研究[D];西安电子科技大学;2004年
8 詹亚锋;通信信号自动制式识别及参数估计[D];清华大学;2004年
9 范影乐;混沌动力学在参数估计中的研究[D];浙江大学;2001年
10 李明孜;伪码体制复合引信信号识别及参数提取技术研究[D];南京理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张毅敏;跳频通信信号参数估计及干扰技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
2 谢艾彤;低信噪比信号的检测与参数估计方法研究[D];电子科技大学;2007年
3 陈晓;基于联合时频分析的线性调频信号检测、分离和参数估计[D];华中科技大学;2008年
4 李凌;基于现代内点理论的电力系统加权非线性L_1范数状态及参数估计研究[D];广西大学;2002年
5 刘文忠;近场源多维参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
6 麻晓敏;可靠性数据分析系统设计与研究[D];合肥工业大学;2007年
7 于柄林;基于广义误差分布的混合效应状态空间模型[D];大连理工大学;2007年
8 王佳;IRT框架下的多级评分模型应用研究[D];东北师范大学;2009年
9 张浩;数据融合在工程中的应用与研究[D];湖南大学;2001年
10 张文英;基于Delta算子的参数估计与滤波[D];郑州大学;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026