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《西安电子科技大学》 2008年
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多通道地面动目标检测雷达稳健阵列处理方法研究

曾操  
【摘要】: 论文主要研究多通道地面动目标检测雷达中的稳健阵列处理技术,首先针对传统阵列研究稳健处理共性技术,然后将稳健阵列处理中的共性关键技术应用于多通道地面动目标检测雷达系统以提高地面运动目标的检测性能。论文的主要内容包括以下几个方面: 1.针对对角加载自适应波束形成方法中的加载量难以确定问题,提出一种基于子空间投影的加权代价函数迭代搜索出合适加载量的方法。通过构造导向矢量分别向信号子空间和噪声子空间投影的加权代价函数来评价加载量的合适与否。该方法无需给定系统误差范围,通过迭代搜索能够快速、唯一地获得合适加载量,并且获得的加载量对初始值不敏感。线阵和圆阵仿真结果验证了所提方法对输入信噪比变化、指向误差以及幅相误差具有良好的稳健性。 2.针对阵列流形误差导致自适应波束形成器输出性能下降的问题,提出一种旁瓣电平软约束条件下搜索人工干扰功率值的稳健波束形成方法。首先,在波达方向粗估基础上,采用期望信号的导向矢量向信号子空间投影和加宽干扰零陷区的技术提高线性约束最小均方误差LCMV波束形成器的稳健性。其次,允许旁瓣最大峰值起伏在一定范围内,通过粗、精两种模式搜索出估计干扰零陷区的注入功率值以兼顾零陷深度和旁瓣电平要求。在相同误差条件下,与传统的对角加载方法、锥消方法以及稳健的Capon波束形成方法相比,仿真结果显示所提方法具有更高的输出信干噪比。 3.为实现子阵级多波束和避免由于子阵相位中心均匀稀布带来的栅瓣问题,提出基于对称指数分布的子阵相位中心优化方法和非均匀子阵级窗函数。在阵列孔径和阵元个数给定的情况下,提出选取合适指数参数r的步骤并用于子阵等效相位中心设计,根据子阵中心推导了非均匀泰勒(Taylor)窗函数,最后用多指向的加窗空域匹配权实现子阵级数字多波束。仿真结果显示优化子阵中心的线阵采用提出的非均匀加权具有无栅瓣,近区低旁瓣,阵列效率损失小等优点;应用于对称阵子组成的线阵,获得的方向图结果与数值电磁代码(NEC)软件计算的结果吻合;推广到对称指数分布面阵同样具有有效性。 4.针对沿航迹多通道地面动目标检测雷达杂波数据存在的非均匀、样本不够不强以及强运动目标或孤立干扰带来的样本污染问题,提出一种稳健的空域导向矢量估计方法。首先,空域导向矢量估计包括相位和幅度估计两个阶段。采用功率挑选估计出主杂波区中各段的杂波相位矢量矩阵,对矩阵分解得到的归一化最大特征矢量的相位进行回转中值滤波以滤除相位突变,相位解缠绕后拟合出所有方位向的相位估计,进而得到相位导向矢量估计;对估计出的杂波矢量矩阵特征分解后,采用坏点附近取平均的方式消除其影响,获得幅度导向矢量的估计。其次,杂波有效样本通过基于该导向矢量的波束形成被挑出以估计杂波相关矩阵,杂波相关矩阵特征分解后最小特征向量作为自适应杂波相消权矢量。抑制杂波后检测出运动目标,最后通过导向矢量与动目标数据矢量匹配的方式实现定位和测速。实测数据处理结果表明空域导向矢量估计方法能有效滤除相位估计突变和幅度估计坏点;提出的样本挑选方法与基于功率的挑选方法相比具有更好的动目标检测性能;基于空域导向矢量匹配的定位和测速效果良好。 5.针对机载三通道雷达系统的杂波抑制问题,提出基于样本加权杂波相关矩阵稳健估计的三通道联合动目标检测方法。基于广义内积值相对距离概念对像素矢量样本加权,三通道联合杂波抑制后检测出动目标初始位置,局部两两干涉实现动目标重定位和测速,最后进行了性能分析。所提方法无需设置样本选取门限,对图像配准精度仅要求在1个像素以内,样本加权后改善因子提高明显;3幅图像联合处理的性能优于2幅图像处理。机载实测数据处理结果验证了方法的有效性和稳健性。
【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】:2008
【分类号】:TN959.71

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 佘彩云;多目标测向方法研究和数字多波束系统的工程实现[D];西安电子科技大学;2010年
2 保的;相控阵二维和差测角方法及其实现研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 杨青华;前斜视水平多通道雷达动目标检测方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冉志红;李乔;单德山;唐亮;;影响矩阵法在南京长江三桥状态识别中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年04期
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8 吕同斌;复化梯形公式及其应用[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2002年04期
9 李新海;;双反对称矩阵的性质分析与推广[J];白城师范学院学报;2007年06期
10 斯彩英;;关于左、右伪逆矩阵的阶数递推算法[J];保定学院学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚智颖;刘冬;;基于Kazakov线性化的迭代滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 逄海萍;王璐萍;;一类不确定仿射非线性系统的鲁棒近似最优滑模控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 王凯;李军;;基于匹配滤波的水声信道估计[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
4 李军;蔡润泽;吴越;;基于复倒谱的水声信道均衡[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
5 方尔正;卜广明;李冬方;;锁相放大原理应用于水声信号检测[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
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7 查星云;;一种钢铁企业金属损耗平衡分析方法[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
8 刘艳萍;胡斌杰;;改进MUSIC算法在二维天线阵列中的DOA估计[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
9 周围;周正中;张德民;;基于高阶累积量的空间特征估计方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
10 肖瑛;李振兴;刘国枝;张琳波;;双模式神经网络盲均衡算法研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张驰;基于BICM调制的MIMO-OFDM系统的高效编译码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 项建弘;基于空时自适应处理的GPS调零技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
3 赵金平;基于矩阵变换的MIMO-OFDM系统信号检测[D];郑州大学;2010年
4 陈乃锋;MFSK水声通信信号处理子系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 边峦剑;基于改进粒子群的盲源分离算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 宋俊才;超分辨DOA估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 吕学龙;基于IR-UWB的室内无线通信定位技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 姚冰;合成孔径声纳成像及目标检测与识别技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 陈超;传播算子算法DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘维巍;语音信号基音周期检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪晓燕;单通道单脉冲角跟踪系统的研究[J];电讯技术;2005年03期
2 石星;;毫米波相控阵雷达及其应用发展[J];电讯技术;2008年01期
3 王冬霞;殷福亮;;联合波束形成与谱减法的麦克风阵列语音增强算法[J];大连理工大学学报;2006年01期
4 杨金红;高玉春;程明虎;;相控阵技术在大气探测中的应用及面临的挑战[J];地球科学进展;2008年02期
5 罗利春,王越,陶然;铱星系统的竞争优势与四维空间特点[J];电信科学;1999年01期
6 贾永康,保铮;利用多普勒信息的波达方向最大似然估计方法[J];电子学报;1997年06期
7 贾永康,保铮;时-空二维信号模型下的波达方向估计方法及其性能分析[J];电子学报;1997年09期
8 赵永波,张守宏;雷达低角跟踪环境下的最大似然波达方向估计方法[J];电子学报;2004年09期
9 吕孝雷;邢孟道;潘月娥;张守宏;;基于联合像素干涉统计特性的三通道动目标检测方法[J];电子学报;2008年12期
10 曾操;廖桂生;杨志伟;刘聪锋;;基于样本加权的三通道SAR-GMTI机载数据处理及性能分析[J];电子学报;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 陈琦;机载斜视及前视合成孔径雷达系统研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
2 郭莉;Ad Hoc网络移动终端上的智能天线技术[D];北京邮电大学;2007年
3 杨志伟;机载/星载正侧视阵列雷达GMTI研究[D];西安电子科技大学;2008年
4 刘聪锋;稳健的自适应波束形成与空时自适应处理算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
5 周峰;机载SAR运动补偿和窄带干扰抑制及其单通道GMTI的研究[D];西安电子科技大学;2007年
6 周围;移动通信智能天线关键技术研究[D];电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 裘磊;机载合成孔径雷达成像及定位[D];西安电子科技大学;2006年
2 赵洪冰;机载合成孔径雷达运动目标检测方法研究[D];电子科技大学;2007年
3 张璘;基于实测数据的机载SAR成像算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 胡艳辉;雷达回波信号的建模与仿真研究[D];西安电子科技大学;2007年
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6 刘波;高分辨机载SAR成像算法及实时成像系统研究[D];西安电子科技大学;2009年
7 王浩丞;双基前视合成孔径雷达成像算法研究[D];电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨扬;测控单站多星和差多波束测角技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 倪慧俊;探测高速目标的二相编码雷达技术研究[D];南京理工大学;2012年
3 谈维林;天基相控阵雷达空间多目标定轨方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
4 员琳红;和差多波束跟踪算法及工程实现[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 安毅,吕昕,高本庆;CAB盲自适应波束形成性能分析及改进算法[J];北京理工大学学报;2001年06期
2 汪晋宽,刘志刚,薛延波,刘福来;4阶量算法在盲波束形成上的应用[J];东北大学学报;2003年09期
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6 黄勇富,毕光国,樊祥宁;脉冲激励的长方形发射天线的分析与波形优化[J];电波科学学报;2003年06期
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10 孙绪宝,钟顺时;基于神经网络的盲波束形成[J];电波科学学报;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 鄢社锋;马远良;;基于二阶锥规划的稳健高增益波束形成[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
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1 黄佑勇;基于高阶累积量的阵列信号多参数估计技术[D];电子科技大学;2001年
2 朱维杰;宽带水声阵列信号处理的原理及方法研究[D];西北工业大学;2003年
3 杨坤德;水声信号的匹配场处理技术研究[D];西北工业大学;2003年
4 吴云韬;非平稳、色噪声环境下的参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 鄢社锋;水听器阵超增益特性及信号处理研究[D];西北工业大学;2001年
【相似文献】
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10 刘雁行;汪学刚;;基于ADSP-TS101的雷达动目标检测模块设计[J];现代电子技术;2007年05期
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1 刘颖;廖桂生;王洪洋;;一种新的多通道成像卫星误差校正方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
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5 梁炳和;葛为中;;多通道电阻率仪的研制和梯度电测深的应用[A];中国地球物理·2009[C];2009年
6 肖英莲;林金坤;彭穗;马娟;陈旻湖;黄耀卿;王振宇;;联合食管多通道腔内阻抗-pH监测在烧心患者中的应用[A];中华医学会第七次全国消化病学术会议论文汇编(上册)[C];2007年
7 李信众;梁建波;刘刚;蓝志相;韦华玉;玉海;;B超引导多通道微创经皮输尿管镜治疗复杂性肾结石[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
8 毛小莲;郑会利;贺忠伟;;基于FEKO的机载导航天线方向图分析[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
9 张骁勇;;一种DDS频率合成器的研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
10 黄丛;孟升卫;付平;;基于SDRAM的海量FIFO设计[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
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1 实习生 李萌 本报记者 李凝;一流大学是我们的努力方向[N];科技日报;2002年
2 记者 文艳;教育部与我市合建西电科大[N];西安日报;2007年
3 别卫青;校园里的健身俱乐部[N];中国体育报;2004年
4 贾志敏 秦 明;用网络传递国情校情友情[N];陕西日报;2005年
5 记者 侯树金;厚重文化引纳人才[N];西安日报;2007年
6 本报记者 柯昌万 通讯员 强建周;给学生一碗“心灵鸡汤”[N];中国教育报;2004年
7 强建周 秦明 柯昌万;夯实工程教育的根基[N];中国教育报;2006年
8 强建周 秦明 张哲浩;夯实工程教育根基[N];科技日报;2006年
9 记者 文艳;市政协委员视察我市节能减排工作[N];西安日报;2008年
10 本报记者 柯昌万 通讯员 秦明;凝聚在党的旗帜下[N];中国教育报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾操;多通道地面动目标检测雷达稳健阵列处理方法研究[D];西安电子科技大学;2008年
2 包志强;快速稳健的参数估计及波束形成技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
3 马仑;分布式小卫星SAR宽域、高分辨率成像方法研究[D];西安电子科技大学;2008年
4 吕孝雷;机载多通道SAR-GMTI处理方法的研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 刘颖;分布式SAR运动目标检测雷达阵列误差估计方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
6 杨垒;多通道SAR-GMTI方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
7 刘聪锋;稳健的自适应波束形成与空时自适应处理算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 陈超贤;稳健自适应波束形成的数值算法及其相关理论研究[D];中国海洋大学;2008年
9 胡利平;合成孔径雷达图像目标识别技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
10 李军侠;SAR图像噪声抑制和局部特征提取[D];西安电子科技大学;2008年
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1 吴琳拥;基于ADSP-TS101的雷达信号处理机实现[D];电子科技大学;2005年
2 庄玉双;舰艇通信智能天线系统[D];西安电子科技大学;2007年
3 翟伟伟;相参MIMO雷达信号处理研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 李阳;智能天线相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 张涛麟;高分辨DOA估计和自适应波束形成方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
6 高剑;某雷达信号处理机的研制[D];西安电子科技大学;2006年
7 袁玉先;多通道程控延时波形发生器的研究[D];西安电子科技大学;2007年
8 邓欣;快速稳健的自适应波束形成算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
9 左锦波;基于Simulink仿真与多DSP的雷达信号处理技术研究[D];南京信息工程大学;2009年
10 温锡荣;线性调频脉冲压缩雷达信号处理硬件设计[D];西安电子科技大学;2009年
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