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《国防科学技术大学》 2006年
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机载雷达空时自适应处理算法及其实时实现问题研究

范西昆  
【摘要】: 机载雷达空时二维自适应处理(STAP)算法,以其优良的杂波和干扰抑制性能引起雷达界的广泛重视,三十多年来一直是雷达信号处理研究领域的一个热点问题。本文结合实际工程背景,研究了适合工程实现的STAP算法,以及算法的实时实现问题。 为了进一步优化现有部分自适应STAP滤波器的结构,深入研究了局域杂波自由度问题。分析了降维变换对干扰协方差矩阵杂波自由度的影响。给出了局域构成与局域杂波自由度之间的函数表达式,并予以证明。通过这一理论成果,我们从局域构成方式就可以知道局域杂波自由度,进而就可以得出局域STAP处理器所需的可调控权数。分析得出现有的降维STAP处理器,特别是只做时域(空域)一维域变换的STAP处理器,存在进一步降低系统自由度的可行性。分别利用仿真数据和实测数据验证了理论研究成果的正确性。 针对现有局域STAP处理器的不足,提出了一种对杂波自由度和干扰环境变化更加稳健的局域STAP处理器—FDSP (Flexible DOF STAP Processor)。该处理器根据外部干扰环境的变化情况,依据准则自适应地调整系统自由度。它不仅降低了非主杂波区杂波抑制的计算量,并且可以有效抑制有源干扰。给出了该处理器的实现方法和权值递推求解的快速算法。利用实测数据证明了该处理器的有效性。 通过我国某新型机载相控阵雷达的实测数据,比较研究了几种数据独立的样本选取方法的性能,得出分段的方法在这类方法中具有优势。并对分段方法中的最优的分段数目、段内的样本选取方式以及对消形式等问题进行了研究。比较了分段方法和功率选取方法的性能,得出功率选取法更能够发掘输入数据中的信息,对于孤立的强杂波点的消除具有明显的优势。针对功率选取法中强目标信号自相消效应明显这一不足,提出了改进的功率选取法,该方法通过功率-相位联合选取样本,避免了在训练样本集中包含含有目标的样本,明显地去除了强目标的自相消效应。 用实测数据比较研究了两种工程中常用的空时二维权值计算算法的性能。实验结果表明这两种算法均具有良好的杂波、干扰抑制性能,传统的SMI算法在杂波抑制性能上较QRD-SMI算法有一定的优势,而QRD-SMI算法对“目标消除效应”较SMI算法有更强的稳健性。综合比较算法性能、数值特性以及可并行实现性,QRD-SMI更适合在STAP的工程实现时采用。 针对多DSP并行处理系统,研究了机载雷达空时自适应处理算法的实时实现。在分析了部分自适应STAP算法内在并行性的基础上,提出了一种任务级的STAP并行处理算法。给出了该算法的任务划分、执行模型、任务映射策略以及性能评价函数。该算法在不同的计算阶段之间进行数据重映射。通过数据实验证明这种基于多DSP并行处理系统的STAP并行算法具有较高的实时性能。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V243.2

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 范西昆;李俊;赵雪岩;王蓉;;利用先验信息的幅度-相位联合STAP样本选取方法[J];数据采集与处理;2011年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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3 韩瑞斌;高频地波雷达中自适应波束形成算法的研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
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【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 袁朋杰;强勇;;阵列稀疏布阵雷达数字波束形成研究[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
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10 冯佩;钟诚;韦伟;;多核多线程并行求解线性方程组[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 夏明;高速铁路列车运行图网络协同编制优化方法与关键技术研究[D];北京交通大学;2011年
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9 文珺;混合基线构型阵列的地面运动目标检测与定位方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杭海梅;免疫算法及其在自适应滤波器中的应用[D];苏州大学;2010年
2 贺麒文;基于多特征融合的驾驶员疲劳检测研究[D];中南林业科技大学;2009年
3 郭贺;战场侦察MIMO雷达关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢国泉;自适应滤波器在ECG信号除噪中的应用[J];北京生物医学工程;2005年03期
2 罗贤云;吉健康;张忠治;;雷达地杂波功率谱模型[J];电波科学学报;1992年04期
3 曹建蜀;汪学刚;;机载前向阵雷达近程杂波频移补偿[J];电子科技大学学报;2006年03期
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5 保铮,廖桂生,吴仁彪,张玉洪,王永良;相控阵机载雷达杂波抑制的时-空二维自适应滤波[J];电子学报;1993年09期
6 许志勇,保铮,廖桂生;一种非均匀邻接子阵结构及其部分自适应处理性能分析[J];电子学报;1997年09期
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1 王彤;机载雷达简易STAP方法及其应用[D];西安电子科技大学;2001年
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1 张仁栋;低剂量X-CT图像质量优化方法研究[D];沈阳工业大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张鑫;STAP方法在高频雷达中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 许志勇;AEW雷达空时二维自适应处理降维方法研究[D];西安电子科技大学;1997年
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【相似文献】
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4 陈兆军;丁庆贤;吴俊伟;;沿海气候环境对机载雷达设备的影响和维护[A];2011航空维修理论研究及技术发展学术交流会论文集[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 韩丽娟;双基地机载雷达杂波抑制技术的研究[D];电子科技大学;2008年
4 史永奇;现代机载雷达系统信息融合算法的研究[D];西北工业大学;2005年
5 阮锋;机载雷达环境仿真与动目标检测[D];西安电子科技大学;2006年
6 刘宝光;机载雷达目标模拟与系统仿真技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 田北京;机载雷达空时自适应信号处理方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 郑昱;机载雷达常规地图的信号处理方法研究和系统设计[D];南京理工大学;2009年
9 韩伟;机载雷达空时自适应处理的研究[D];西安电子科技大学;2010年
10 辛明;新一代小型机载雷达显示终端的研制[D];西安电子科技大学;2001年
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