机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析

机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析

陈家兵[1]2006年在《机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析》文中研究指明地杂波是影响机载雷达性能的主要因素,如何较好地抑制地杂波提高信杂比是机载雷达研究的重要课题。本文介绍了地杂波的理论分析及录取方法,并用计算机仿真计算获取了地杂波理论数据,用试验雷达录取了真实的地杂波数据,并对地杂波数据进行了各方面的分析,然后综合两方面情况对杂波特性进行了分析与归纳,并指出了理论计算数据与真实录取数据的区别,针对实际情况,提出了对主瓣杂波、杂波镜像、副瓣杂波的处理。由于副瓣杂波的处理至关重要,因此对副瓣杂波处理进行了详细的介绍。经过试飞验证,以上各种处理办法都较好的实现了对地杂波的抑制,信杂比损失较小,有效地提高了雷达地杂波下探测目标的能力,使雷达的综合性能得到了充分发挥。

韩放[2]2007年在《脉冲多普勒雷达信号处理仿真研究》文中认为脉冲多普勒雷达是一种新体制的雷达,其信号非常复杂,是一种广泛被采用的全相参体制的雷达,它利用目标与雷达之间相对运动而产生的多普勒效应进行目标信息提取和处理,具有较高的速度分辨率,可以有效地抑制极强地杂波的干扰问题。随着雷达技术的不断发展,脉冲多普勒雷达得到了越来越广泛的应用,绝大多数机载雷达都采用脉冲多普勒体制。本论文研究了PD雷达信号处理各环节技术,该过程能有效屏蔽掉与回波信号相位无关的干扰信号,通过仿真该过程确定目标相关信息。本文从PD雷达的工作原理出发,研究了脉冲多普勒雷达模糊问题。讨论了PD雷达的相参性、脉内调制等信号特征。根据LFM信号处理相关研究成果,结合LFM雷达系统的实际需求,研究了LFM信号处理的算法与实现。根据雷达参数建立了目标、杂波模型。以Matlab为仿真平台,对含杂波与噪声的回波信号进行仿真。利用回波信号进行了脉冲压缩、旁瓣抑制、MTD、多脉冲积累以及CFAR等相参雷达信号处理算法仿真和分析。对杂波抑制算法和恒虚警检测算法作了较为深入地研究。针对高重频距离门体制中,输入信号实现频域滤波后在相邻多普勒滤波器组之间会发生频谱泄漏的情况,提出了一种更为有效和准确的速度定心算法,通过改变多普勒频移参数设置,仿真了该准则的正确性和全面性。针对检测过程中经常遇到的边缘效应,改进实现了一种能够适应突现杂波环境中的快门限CFAR检测方案,有效缓解了杂波边缘内侧虚警概率过高和外侧恒虚警损失严重的问题。根据理论研究和计算机仿真,取得了令人满意的结果。

邓云[3]2003年在《机载脉冲多普勒雷达系统模拟》文中认为脉冲多普勒雷达是一种广泛采用的全相参体制的雷达,它利用目标与雷达之间相对运动而产生的多普勒效应进行目标信息提取和处理,具有较高的速度分辨率,可以有效的解决抑制极强的地杂波干扰问题。地面杂波特性对主要采用下视工作方式的机载脉冲多普勒雷达具有十分重要的影响,本文在具体分析PD雷达工作体制的基础上,主要针对载机实际的飞行情况,研究具有统计特性地形所产生的PD雷达距离—多普勒杂波,详细分析根据雷达参数、飞机姿态、几何关系和地表状况等因素计算相干视频信号的方法,采用映象法将地面分成大杂波单元和小杂波单元,大杂波单元是依据地面后向散射系数的统计特性生成的,小杂波单元是按照雷达的距离和多普勒分辨率划分的,它对应于一个点散射体,根据几何关系计算该散射体的距离及多普勒频率,并且将其雷达截面积映象到雷达空间,目标和小杂波单元的处理方法类似,仅需多考虑目标的航向和速度,在同一距离环内对各小杂波单元产生的回波采取矢量相加以求得某一时刻的回波信号,计算整个距离环的回波求得整个雷达回波的相干视频信号。其中对于高度杂波特地作了详细的分析。根据映象法实现了相干视频回波的计算机仿真。最后,本文分析了PD雷达的信号处理过程,主要包括主瓣杂波滤除、傅里叶变换、恒虚警处理,据此本文对所产生的回波信号进行相应的处理,分析了回波的频谱,对目标频移的误差作了具体的说明。

汤瑞超[4]2003年在《机载火控雷达性能分析及效能评估》文中认为本论文对机载雷达的检测性能和作战效能进行了分析,将雷达系统的各种参数指标有机结合起来进行分析计算,以数值的方式给出了各种雷达系统的优劣比较。并且雷达的一些典型参数进行了理论分析计算,便于动态地分析雷达系统的整体性能。 论文中针对不同的环境条件,首先分析了自由空间中的雷达最大发现距离的理论计算公式,然后在此基础上,对雷达在杂波的影响下,在干扰的影响下以及是否采用了抗干扰措施的不同情况下的最大发现距离公式进行了分析计算,并且用程序完成了计算功能。 论文中还分析了机载脉冲多卜勒雷达杂波的时频分布,针对脉冲多卜勒雷达影响较大的旁瓣杂波进行了分析和理论上的计算。并且根据各种典型地貌的近似模拟,从统计特性上和频率域上对脉冲多卜勒雷达的旁瓣杂波进行了分析讨沦,还得出脉冲多卜勒雷达的DFT可以近似地看作相参积累,并在程序的编制中利用了这一个结论。 在论文中还对雷达的距离测量、速度测量和角度测量的原理以及它们的测量精度进行了理论分析和计算,并且得出了在矩形脉冲波形的时候雷达测量精度的计算公式,并且用程序进行了仿真计算。 另外,论文还初步阐述了雷达发现概率和虚警概率的概念和理论计算方法,并就这些计算公式进行了程序仿真。 论文的主要贡献是利用Visual C++设计了“机载火控雷达性能分析与效能评估软件”,该软件具有良好的人机交互性和图形化形象化的输出界面,可以方便的分析对比现有国内外机载雷达系统的检测性能,对比不同雷达系统在各种复杂环境下的最大发现距离,计算不同雷达系统在各种复杂环境下的测量精度,以及计算雷达的检测概率和虚警概率等参数,并且可以方便地添加新的分析模块,进一步增加软件的功能。

张长隆[5]2004年在《杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》文中进行了进一步梳理来自地面、海面的雷达回波影响着雷达性能,所以对地海杂波进行建模与仿真技术研究已成为雷达工程师的关注焦点。雷达信号模拟器以其经济、灵活和可重复性等优点,已成为雷达系统设计、开发和测试中不可缺少的技术装备。杂波模拟模型是否具有精确性、通用性以及灵活性是衡量雷达信号模拟器性能的重要指标。对杂波建模与仿真技术进行研究,直接服务于雷达信号模拟器的设计,也可以为雷达系统设计、信号处理算法优化、性能仿真等方面服务。本文针对此,从服务于工程应用的角度出发,对多功能雷达信号模拟器中杂波建模方法、杂波模拟方法以及系统实现中的一些关键技术进行研究,以满足雷达信号模拟器设计的需求。论文的工作和成果主要概括如下: 介绍了基于雷达相干视频信号模拟方法的杂波仿真模型,分析了几种参数对杂波统计特性已经模拟方法的影响,给出了雷达信号模拟器中杂波模拟的基本方法。 对地面雷达地杂波建模方法进行了深入研究,给出了地杂波功率谱模型,分析了地杂波幅度概念分布特性。根据不同的模拟场合和模拟需求,提出了基于特定场地的地面雷达地杂波散射系数图计算方法、基于非特定场地的地面雷达均匀地杂波散射系数图计算方法、基于非特定场地的地面雷达非均匀地杂波散射系数图计算方法。 对舰载雷达海杂波建模方法进行了深入研究,给出了海杂波功率谱模型,分析了海杂波幅度概念分布特性。针对海面存在复杂大气波导环境,提出一种基于射线追踪方法的波束入射角计算方法,以及基于抛物型方程方法的传播因子计算方法,提出了一种蒸发波导环境下海杂波散射系数图计算方法。 对机载雷达杂波建模方法进行了深入研究,认为杂波功率谱计算是建模主要内容。介绍了一种脉冲多普勒雷达距离-多普勒杂波功率谱闭合计算方法,并对该算法进行了计算机仿真验证。在该算法基础上,给出了一种易于工程实现的杂波功率谱实时算法。 利用零记忆非线性变换方法和球不变随机过程方法,实现了雷达发射波形为常规脉冲情况下的相参相关Raylei曲分布、相参相关LogNormal分布、相参相关Weibull分布和相参相关K分布杂波模拟。 对杂波空间相关特性进行了研究,提出了一种实现常规脉冲雷达空间相关杂波模拟方法。 在对雷达回波信号研究和常规脉冲杂波模拟的基础上,提出了雷达发射波形为脉冲扩谱信号情况下杂波模型以及相应的模拟方法,并用蒙特卡罗仿真方法分析了雷达发射波形对杂波的幅度概率分布特性、时间相关特性、空间相关特性影响,分析结果对雷达杂波模拟以及雷达信号处理都有实际应用意义。 介绍多功能雷达信号模拟器总体设计原理,杂波产生支路的硬件软件设计方法。在系统软件设计方案中,采用Delphi软件在操作计算机中实现了雷达平台、发射信号波形、杂波类型、杂波功率谱、杂波分布以及杂波区域等相关杂波参数设置,采用C++语言在嵌国防科学技术大学研究生院学位论文入式计算机中实现了多种雷达平台下杂波散射系数图的计算以及随机调制序列的产生,采用相关DSP软件在ADSP21161中实现了杂波数据实时再处理与调度。在系统硬件设计方案中,采用了独特的“主控DSP+D DS+衰减网络”的硬件结构,利用DDS强大的信号生产功能,保证了在相同的硬件结构上通过改变软件设置实现多种雷达发射波形下杂波模拟。与课题组成员共同设计并实现了一套“多功能雷达信号模拟器”系统,测试结果表明该系统达到了系统设计的主要技术要求,由于采用系统模块化设计,可以提供满足多种雷达调试要求的雷达信号。关键词:雷达信号模拟器杂波建模杂波模拟地面雷达舰载雷达机载雷达常规脉冲雷达脉冲压缩雷达一一-一一一一一一一 II

程爱军[6]2004年在《雷达回波信号模拟与仿真》文中进行了进一步梳理雷达信号模拟主要对雷达目标和环境回波信号的模拟,以达到真实复现雷达回波信号的目的。本文研究的雷达视频回波信号模拟与仿真是针对机载下视脉冲多普勒雷达,包括目标信号、地杂波信号和噪声信号的模拟与仿真。 本文首先介绍了近些年来雷达模拟器获得广泛应用及其原因,然后对目标模型、杂波模型和机载下视脉冲多普勒雷达的频谱分布进行了分析。接着,研究了雷达回波信号模拟的实现方法,重点是采用网格映象法对地杂波信号的模拟进行了分析和推导,并采用此方法对瑞利分布的高斯谱杂波、雷达回波信号进行了仿真和分析。最后,针对用于某机载雷达信号模拟器系统的数字信号处理器进行了设计和分析。

张建华[7]2003年在《PD雷达接收机及信号处理系统仿真研究》文中提出计算机和计算技术的发展促进了建模和计算机仿真技术的迅速发展,使计算机仿真技术成为一门独立学科得到日益发展,并广泛应用于科学研究领域和工程技术领域等各种科学研究中。在国防科技领域,仿真技术已是追求“投资少、效率高、技术好”这一理想目标的重要手段,已成为武器装备研制与试验中的先导技术。本论文是用PC机仿真研究PD雷达干扰和抗干扰性能评估中的接收机和信号处理系统部分。 论文的主要工作和成果是:对脉冲多普勒雷达系统、杂波和脉冲压缩技术作了简要地阐述;鉴于所仿真的机载脉冲多普勒雷达工作在以下叁种体制:高、中重复频率为距离门PD体制,低重复频率为(线性调频或巴克码)脉冲压缩+动目标检测体制,论文提出了一个归一化、模块化的接收机和信号处理子系统实现方案;对脉冲多普勒雷达系统的接收机和信号处理系统作了详细的论述,给出了主要子模块的功能、原理,建立了数学模型;论文在给出雷达处在搜索目标状态的信号处理过程的同时,也给出了雷达处在跟踪目标状态时的信号处理过程;给出了脉冲多普勒雷达接收机和信号处理子系统主要模块在各种工作模式下的输出波形及整个雷达系统的检测概率、虚警概率和均方误差等性能参数。 整个项目是我国电子对抗领域首次完整地为研究PD雷达系统及其干扰和抗干扰性能评估所建立的基于PC机的仿真研究平台。显然,这对于我国电子对抗领域开展相关研究具有重要意义。

魏永豪[8]2006年在《脉冲多普勒雷达信号处理的数字仿真》文中认为计算机技术的发展促进了建模和仿真技术的迅速发展,使仿真技术成为一门独立学科得到日益发展。由于计算机仿真技术具有经济、灵活、高效等优点,已广泛应用于科学研究和工程技术等各种实际应用领域中。在电子对抗领域,用计算机仿真研究雷达干扰与抗干扰性能就是一个典型的应用。 近年来,已有人采用Matlab,SPW等工具对脉冲多普勒雷达系统进行建模和仿真,为克服这些专业工具在通用性、移植性和兼容性等方面的限制,本文采用MicroSoft VC++6.0编程语言对脉冲多普勒雷达系统进行计算机仿真。雷达系统可以分为信号环境、接收机信号处理和数据处理叁个部分,本文主要完成信号环境和接收机信号处理中若干模块的建模仿真工作,实现了高重频工作模式下搜索和跟踪信号处理流程的仿真。 信号环境部分,对仿真坐标系、目标回波、热噪声进行建模和仿真,给出杂波的主要形式,详细介绍了坐标系中的目标参数获取和信号建模中需要用到的随机变量生成算法,包括常用的四种截面积起伏的斯威林模型。接收机信号处理部分,对增益控制、正交相干检波、脉冲压缩、杂波处理、多普勒滤波、恒虚警处理、解距离速度模糊、单脉冲测角等模块的原理和方法进行介绍分析,给出接收机处理和信号处理的框图,重点总结了正交相干检波的各种方法、基本原理和适用条件,并给出了仿真结果。 建立雷达系统的各个模块后,对整个雷达系统的高重频工作模式进行了仿真测试,表明该系统能够有效地抑制杂波、检测目标。

王斌, 刘春生, 卢义成[9]2017年在《地/海杂波背景下机载火控雷达效能评估》文中研究表明战斗机在对地/海攻击时,地/海杂波对机载火控雷达的工作效能会产生较大影响。分别针对无干扰和压制干扰条件下两类典型体制的机载火控雷达,给出地/海杂波功率的确定方法,建立了地/海杂波背景下机载火控雷达效能评估模型。通过仿真,分析了无干扰与压制干扰条件下地/海杂波对机载火控雷达工作效能的影响,为机载火控雷达技术的研究提供了一定参考。

程刚[10]2007年在《机载PD雷达回波信号建模与仿真技术》文中进行了进一步梳理随着机载PD雷达功能的不断完善、系统的日趋庞大及其工作环境日益复杂,在雷达的整机测试、调试过程中不可避免的需要雷达的回波仿真信号。因此雷达回波信号建模与仿真技术已成为雷达技术研究领域的一个重要方向。本文在前人研究的基础上,从工程应用的角度出发,对雷达回波信号的建模技术进行了较为深入的研究。首先对目标信号、噪声信号、杂波信号进行了分析,并对机载下视脉冲多普勒雷达的地杂波进行了分析,给出了机载雷达回波信号的模拟方法;对相关杂波的仿真方法进行了研究并给出了建模方法,重点是采用网格映象法对地杂波信号的建模进行了分析和推导,给出了仿真结果并对结果进行了分析;最后结合工程实际应用,设计了一种基于标准总线的通用雷达数字仿真信号源板,该信号源板为机载脉冲多普勒雷达的整机测试和分系统调试提供了仿真数据,并取得了良好的测试效果。

参考文献:

[1]. 机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析[D]. 陈家兵. 南京理工大学. 2006

[2]. 脉冲多普勒雷达信号处理仿真研究[D]. 韩放. 哈尔滨工程大学. 2007

[3]. 机载脉冲多普勒雷达系统模拟[D]. 邓云. 西北工业大学. 2003

[4]. 机载火控雷达性能分析及效能评估[D]. 汤瑞超. 西北工业大学. 2003

[5]. 杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究[D]. 张长隆. 国防科学技术大学. 2004

[6]. 雷达回波信号模拟与仿真[D]. 程爱军. 南京理工大学. 2004

[7]. PD雷达接收机及信号处理系统仿真研究[D]. 张建华. 电子科技大学. 2003

[8]. 脉冲多普勒雷达信号处理的数字仿真[D]. 魏永豪. 四川大学. 2006

[9]. 地/海杂波背景下机载火控雷达效能评估[J]. 王斌, 刘春生, 卢义成. 火力与指挥控制. 2017

[10]. 机载PD雷达回波信号建模与仿真技术[D]. 程刚. 西安电子科技大学. 2007

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析
下载Doc文档

猜你喜欢