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基于GPS的外辐射源雷达关键技术研究

黄磊  
【摘要】:外辐射源雷达本身不发射电磁波信号,而是通过接收目标对民用机会照射源的反射信号来进行探测与跟踪。由于具有反隐身、抗侦察、抗干扰、生存能力强等诸多优点,外辐射源雷达已经成为现代雷达的一个重要研究方向。可以使用的民用机会照射源包括调频广播、地面数字电视信号、通信信号、卫星信号等。目前国内外对基于调频广播、地面数字电视信号的外辐射源雷达的研究已经比较成熟,已有多套系统投入实用。 基于GPS的外辐射源雷达尚处于初步探索阶段。GPS信号具有全天候、全地域覆盖的优点,所以是一种优秀的照射源。因此本文对基于GPS的外辐射源雷达进行深入研究,重点是该体制雷达的直达波抑制与参数估计问题。本文的主要工作内容如下: (1)对GPS信号的模糊函数、分辨特性、可探测距离进行了分析,研究了GPS信号作为雷达照射源的可行性。 (2)结合GPS信号结构以及GPS系统的特点,研究了基于GPS的外辐射源雷达的直达波抑制问题。针对难以获取纯净参考信号的问题,利用GPS信号结构已知的优点,提出了基于信号重构的参考信号提纯方法,为后续直达波抑制和目标参数估计提供了条件。根据这个思路,还提出了一种比较简便的直达波对消算法,为基于GPS的外辐射源雷达的直达波抑制问题提供了一种新的方法。 (3)研究了基于GPS信号特点的目标参数估计方法。针对GPS信号带宽较大的特点,分析和比较了各种快速计算互模糊函数的方法。然后,通过仿真实验分析了时延搜索步长和FFT精度对参数估计精度的影响。针对分数阶时延和多普勒频移的精确估计问题,结合GPS信号模糊函数的特点,提出了比现有拟合方法性能更好的三角插值法;最后,从减少运算量和进一步提高参数估计精度的角度出发,提出了三级估计方法,可以达到更高的估计精度。


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