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基于相位编码信号的MIMO引信抗干扰性能研究

吴磊  
【摘要】:现代电子战争环境日益复杂,其中最重要和最具有挑战性方面的内容就是电子对抗。MIMO(Multiple Input Multiple Output)引信相比于传统引信拥有很多优点,比如降低截获概率、提高抗干扰性能、提高测向精度等。相位编码信号模糊函数呈“图钉”型,作为引信发射波形信号能进一步提高MIMO引信抗干扰性能。本文以基于相位编码信号的MIMO引信为研究对象,以强有源干扰为研究背景,分析了 MIMO引信抗有源压制式干扰性能并具有针对性地提出了几种干扰抑制算法。研究期间针对基于相位编码体制的MIMO引信主要工作和贡献有:1.介绍了 MIMO引信的基本原理及信号处理流程。重点分析了 MIMO引信的测距测速算法,通过MATLAB搭建了 MIMO引信信号处理平台。2.分析了有源压制式干扰中常见的几种干扰对MIMO引信测距测速的影响。分析了干扰数学模型、时频特性等。通过仿真分析对比了几种干扰的时域、频域特点,从干扰波形方面分析了干扰载频对MIMO引信的干扰机理,并从匹配滤波输出信干比角度对比分析了噪声调幅、噪声调频、噪声调相三种干扰对基于相位编码MIMO引信测距测速的影响。3.针对性地对噪声调幅干扰、噪声调频干扰提出了相应的抗干扰方法。针对噪声调幅干扰频率不变的特点提出了频域对消算法,该算法关键在于对MIMO引信回波信号中干扰频率估计的正确性,基于DFT提出一种校正方案;针对噪声调频干扰频率变化的特点提出了延迟自相关算法和时域对消算法,延迟自相关算法可以将强干扰下的有源干扰抑制为小功率正弦波,但是会带来回波数据部分丢失。为了解决数据丢失问题提出了时域对消算法,通过对时域参数估计消去干扰,可使负信干比回波通过处理到达3dB左右且不会丢失目标有用信息。4.分析了有源干扰对MIMO引信的空域DOA估计影响。对比分析了传统MUSIC算法与MIMO-MUSIC算法,从相关系数和矢量角度分析了有源干扰对DOA估计的影响。针对性地提出了 RC-ROOT-MUSIC算法,大大降低了复杂度并获得了信噪比增益;针对空域可能存在几个方向的干扰提出一种预处理方法,能有效抑制各个角度的干扰,并且使来波方向信号功率最大化。


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