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弹载毫米波脉冲多普勒雷达制导信息处理研究

张军  
【摘要】: 本文结合国防科技重点预研项目“毫米波主动寻的制导目标识别”,针对脉冲多普勒体制雷达导引头的应用背景,对基于弹载高重频脉冲多普勒体制雷达的信号处理方法进行了较深入的研究。主要研究内容包括对杂波背景中的机动目标以及对悬停直升机的检测和识别方法。 本文首先阐述了雷达自动目标识别系统在高技术条件下局部战争中的地位和作用,着重对其发展历程、现状、所采用的主要技术途径及今后的发展趋势进行了详细的综述。最后,本文结合弹载高重频脉冲多普勒体制雷达的特点,分析了弹载PD雷达对机动目标进行检测、识别的难点及可采用的技术途径。 本文第二章分析了传统FFT积累检测算法对加速目标进行检测时的性能和局限性,讨论了系统应用FFT方法对加速目标进行检测时最优积累点数、分裂点数与目标规一化加速度之间的关系。针对传统FFT对加速目标进行积累检测时的局限性,提出了一种变尺度离散Chirp—fourier变换并将其应用于弹载高重频脉冲多普勒体制雷达对加速运动目标的检测背景中,提出了一种对加速运动目标的序贯检测算法。在本章的第三部分,本文针对弹载高重频脉冲多普勒体制雷达展宽回波信号频谱的不同特点,讨论了在不同条件下弹载高重频脉冲多普勒体制雷达对展宽信号频谱的检测及精确测量的问题。最后,本文分析了倒置接收对目标回波信噪比及杂波特性的影响,讨论了在相关杂波区对回波信号有效检测的方法。针对如何在弹目相对运动参数未知的条件下对高速运动目标进行积累检测这一问题,提出了一种多周期移位积累的新方法。 本文第三章介绍了基于循环平稳的脉冲多普勒雷达对目标回波信号参数的提取方法,分析其性能并结合弹载高重频脉冲多普勒雷达的特点,提出了一种动目标运动特征的递归提取方法应用于弹载高重频脉冲多普勒体制雷达对机动目标运动参数(速度、加速度)的特征提取。然后,从弹载高重频脉冲多普勒雷达的多普勒分辨率和加速度分辨率出发,结合不同编队方式的多目标回波信号的特点,分析了多目标和单个目标的回波信号的多普勒谱和加速度谱的特性,提出了一种基于一维多普勒像和一维加速度像的级次多目标分辨算法。最后, 国防科学技术大学研究生院学位论文 本文利用弹载高重频脉冲多普勒体制雷达所能获得的目标运动特征(加速度、 加速度的变化率*将目标的机动性能与“隐” 儿b灯bV模型(**M)有机地 相结合,提出了一种基于“隐” 爪b叫bV模型(HM M)的动目标跟踪识别方案, 并分析了其在不同条件下的有限识别能力。 第四章中,本文首先分析了悬停直升机回波信号的时域特性和频域特性, 结合弹载高重频脉冲多普勒雷达的一些具体参数分析了利用弹载高重频脉冲多 普勒雷达对悬停直升机进行检测的可能途径和可利用信息。利用我们对悬停直 升机旋翼回波信号的先验知识,将似然比检验的思想与模板匹配的思想相结合, 形成了一个高重频弹载脉冲多普勒体制雷达对悬停直升机旋翼回波信号匹配检 测的算法,该算法在对目标回波进行检测的同时完成了对悬停直升机类型的识 别。本章的第三部分阐述了多径干扰对雷达检测性能的影响,提出了一种应用 于多径效应环境中检测目标回波的修正MM检测结构并应用于悬停直升机的检 测过程,分析了该算法的检测性能及其与检测结构的关系。最后,本文针对悬 停直升机旋翼回波的时频域特点,探讨了从回波信号中提取旋翼回波最大线速 度V_和旋翼回波闪烁周期Tp的方法,在综合利用这两种信息的基础上完成了 弹载高重频脉冲多普勒体制雷达对悬停直升机回波信号的识别。 本文第五章对以上研究内容进行了总结,给出了有关结论,分析了研究工 作中的不足之处,并提出了需进一步深入研究的一些相关课题。


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