雷達(dá)信號(hào)時(shí)空多參量估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、隨著雷達(dá)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，現(xiàn)代雷達(dá)的信號(hào)形式、傳播環(huán)境已發(fā)生了很大的改變?，F(xiàn)代雷達(dá)在時(shí)域、頻域、空域的分布很廣，非平穩(wěn)、相干干擾、短時(shí)間序列也是常常面臨的問題。研究能夠適用于現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)環(huán)境且性能優(yōu)良的多參量估計(jì)方法是信息探測領(lǐng)域的前沿課題之一。本文深入研究了處于現(xiàn)代電磁環(huán)境中的雷達(dá)信號(hào)時(shí)空多維參量估計(jì)算法。歸納起來，主要包括以下幾個(gè)方面： 1．研究了時(shí)頻分析工具在非平穩(wěn)雷達(dá)信號(hào)分析中的應(yīng)用。提出了一種適合線性調(diào)頻信號(hào)(LF

2、M)的交叉項(xiàng)抑制時(shí)頻分布。該分布是對Wigner-Ville分布的改進(jìn)，通過分段補(bǔ)償平滑的方式來抑制Wigner-Ville分布中產(chǎn)生的交叉項(xiàng)。 2．研究了線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻檢測方法與基于解線調(diào)原理的特征參數(shù)估計(jì)方法。并針對超低信噪比的情況，提出一種非線性的弱LFM雷達(dá)信號(hào)的檢測與參數(shù)估計(jì)方法。該方法利用Duffing振子構(gòu)建廣義濾波器組，并以其最大Lyapunov指數(shù)的符號(hào)作為系統(tǒng)狀態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)信號(hào)特征，將LFM信號(hào)

3、的檢測問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)周期檢測的問題，使其滿足Duffing振子的檢測條件。為提高信噪比，本文還提出分段相關(guān)平滑的方法，使檢測和估計(jì)性能得到提高。 3．分析了窄帶陣列信號(hào)模型，研究了將時(shí)頻分析與傳統(tǒng)子空間測向方法結(jié)合的時(shí)頻子空間測向算法。針對相干干擾問題，利用脈沖雷達(dá)的特點(diǎn)，提出一種新的估計(jì)相干信號(hào)源到達(dá)角(DOA)估計(jì)方法。本算法只需要K+1個(gè)陣元即可實(shí)現(xiàn)K個(gè)相干信號(hào)的DOA估計(jì)。而且，該算法對陣列形式約束較小。研究了短時(shí)間序列

4、的波達(dá)方向估計(jì)問題，提出改進(jìn)的偽協(xié)方差矩陣以及相應(yīng)的DOA估計(jì)算法。 4．分析了寬帶陣列信號(hào)模型，并結(jié)合具體的非平穩(wěn)雷達(dá)信號(hào)，推導(dǎo)了寬帶線性調(diào)頻信號(hào)的簡化模型、完整模型以及寬帶對稱三角線性調(diào)頻(STLFM)信號(hào)的陣列輸出模型。提出了基于虛擬WVD的寬帶LFM信號(hào)的到達(dá)角估計(jì)方法、基于模糊變換的寬帶LFM信號(hào)的到達(dá)角估計(jì)方法以及基于數(shù)掘分段虛擬陣元的寬帶STLFM信號(hào)的到達(dá)角估計(jì)方法。仿真表明，提出算法比傳統(tǒng)的TF-CSM方法精度

5、更高，計(jì)算量更小。 5．研究了極化敏感陣列多參量估計(jì)問題。分別提出演變周期譜與正交偶極子陣列結(jié)合算法，以及分?jǐn)?shù)階傅里葉變換與矢量陣元陣列結(jié)合算法，高精度地實(shí)現(xiàn)了LFM信號(hào)DOA與極化參數(shù)的聯(lián)合估計(jì)。提出空間一極化分維方法，利用矢量天線陣元實(shí)現(xiàn)了相干信號(hào)的DOA與極化聯(lián)合估計(jì)。研究了正交偶極子陣列的信息構(gòu)成，提出基于該陣列的寬頻段信號(hào)DOA與極化聯(lián)合估計(jì)算法。為避免極子之間存在的互耦效應(yīng)，提出一種由分離偶極子構(gòu)成的陣列形式，實(shí)現(xiàn)了