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超高速运动目标相参积累检测技术研究

方翠翠  
【摘要】:超高速飞行器的问世给传统体制的雷达检测带来了新的挑战,目标的超高速运动会对回波信号带来很大影响:一方面,不同重复周期的回波信号包络会出现距离走动现象;另一方面,回波信号已经不是单频信号,而是多项式相位信号,从而导致多普勒时变现象。这两点都会严重影响相参积累的效果,导致传统检测方法的性能下降。本文以超高速运动目标为对象,详细研究了同时存在距离走动和多普勒频率时变现象时信号的相参积累与检测方法。主要工作如下:1)建立了超高速运动目标的回波模型,仿真证明了目标的超高速运动对传统检测方法性能的影响,从超高速目标的运动参数对回波模型的影响这一角度,对超高速目标存在的距离走动和多普勒时变现象进行了定量分析与推导,提出了针对超高速运动目标检测的总体设计方案。2)针对超高速运动目标的距离走动现象,对keystone变换进行了深入研究,分析了3种keystone变换的实现方法:Sinc插值法、离散傅里叶变换法和Chirp-Z变换法,仿真证明了这3种算法都能有效的实现距离走动校正,并对运算量进行了比较。研究了目标运动参数不同时,距离走动校正对雷达检测性能的改善情况。3)对距离走动校正后的回波信号进行了分析,将LFM的参数估计与检测方法应用于超高速目标时变多普勒频率信号的检测中。分别研究了高阶模糊函数法(HAF)、解线调法(Dechirp)、分数阶傅立叶变换(FRFT)和Wigner-Ville分布(WVD)这几种参数估计方法,仿真证明这些算法都能有效的实现超高速运动目标时变多普勒频率回波的脉冲积累。同时,对各种算法的运算量和检测性能进行了比较,并通过数学推导,从理论上证明了这几种算法的数学统一性。


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