用于飞机检测的多普勒预处理相位编码信号

用于飞机检测的多普勒预处理相位编码信号

一、用于探测飞机的多普勒预处理相位编码信号(论文文献综述)

王世伟[1](2021)在《光子太赫兹雷达信号的产生与应用研究》文中研究指明随着社会信息化的加速深化发展,雷达系统对测量分辨率的精细度需求持续提高,因此需要雷达系统提供具有更大带宽的探测信号,也使得信号载频也不断提升。太赫兹(THz)波是频率介于0.1~10 THz内的电磁波,与微波相比,其所处频段高,可以承载具有更大带宽的雷达波形,进而能对物体进行超高分辨成像。与激光雷达和红外雷达相比,太赫兹波对烟雾和沙尘具有良好的穿透力,更适用于战场环境。目前,关于太赫兹雷达的研究已受到各国的广泛关注,也成为军事科技竞争的新战略制高点。当下关于太赫兹雷达的研究主要是基于电子学的方法,然而受电子器件的带宽限制,难以发挥太赫兹频段的大带宽优势。光子学方法相比而言有处理高速宽带信号的能力,并且损耗低、抗电磁干扰能力强,因而研究基于光子学的太赫兹雷达信号产生方法具有十分重要的科学意义与实用价值。本论文主要研究了基于光子学的太赫兹雷达信号产生与应用,包括相位编码信号、线性调频信号与双啁啾信号。首先,提出了一种基于光学相位调制与外差技术的太赫兹相位编码信号产生方案,实现了承载高速率编码信息的太赫兹雷达信号产生。随后,设计了一种基于频率-时间映射原理产生双频太赫兹线性调频信号的方案,并应用带宽合成技术降低系统对接收器件的性能需求,实现对物体的高分辨率探测;还提出一种基于光学倍频的太赫兹线性调频信号产生与展宽接收系统,实现高精度目标定位与稳定性。另外,本文还提出了基于倍频方案的双啁啾信号产生方法,探索了基于光子学的太赫兹逆合成孔径雷达二维成像。本论文的主要创新点和学术贡献如下:(1)提出了 一种基于光学相位调制与外差技术的太赫兹相位编码信号产生方案,方案具有良好的稳定性与频率调谐灵活度。方案采用光学调制技术产生平坦宽谱的光学频率梳,基于双平行马赫增德尔调制器对目标光载波分别进行编码与边带调制,实验实现了速率高达15 Gbit/s的编码信息承载与352 GHz的载频信号产生,生成信号具有高脉冲压缩比与达1.57 cm的距离分辨率。(2)为进一步提高距离分辨率,提出了一种基于频率-时间映射与带宽合成技术的双频段太赫兹线性调频信号系统,实验实现了 350 GHz频段达3.9 mm的距离分辨率。采用带宽合成技术对多波段脉冲进行线下处理,不仅降低了对接收设备瞬时带宽和采样率的要求,并且突破了太赫兹接收机带宽对测距分辨率的限制。(3)提出了基于光学四倍频的宽带太赫兹线性调频信号产生方案,具有高定位精度与良好稳定性。通过将光学调制产生的高阶边带拍频,产生了四倍于输入射频信号带宽的太赫兹线性调频信号,带宽延展至40 GHz,时间带宽积提高为40,000。通过对接收回波进行光学展宽处理,宽带太赫兹线性调频信号被转换为单一的中频信号,降低了信号对接收设备瞬时带宽和采样率的性能要求。(4)针对线性调频信号存在的距离-多普勒耦合效应,提出了基于光学倍频的太赫兹双啁啾信号产生方案,可以消除测距误差。该方案基于马赫增德尔调制器产生太赫兹双啁啾信号,生成信号带宽为输入射频调制信号的二倍,不仅可以消除距离-多普勒耦合效应的影响,还具有良好的脉冲压缩性能和高距离分辨率。仿真验证了太赫兹双啁啾信号可以消除对运动目标测量的距离-多普勒耦合效应,避免了测距误差,并确定物体的运动速度。(5)搭建了基于光子学的太赫兹逆合成孔径雷达系统,率先探索了光子太赫兹线性调频信号的二维成像,实验验证了 350 GHz频段分辨率达7 mm的物体探测,并基于转台成像模型与远场成像算法实现了对物体的二维定位。综上所述,本文重点研究了基于光子学的太赫兹雷达信号产生与应用。太赫兹的高载频、大带宽优势,融合光子学方法具备的可操作带宽大、抗电磁干扰的特点,使上述光子太赫兹雷达技术的研究成果在探索与进一步提升雷达系统分辨率方面具有很好的参考价值,对太赫兹雷达的应用提供借鉴意义。

郭跃宇[2](2021)在《基于盲源分离的高频地波雷达电离层杂波抑制技术》文中认为高频地波雷达以低费用实现距国家海岸线200海里以内专属经济区全天候、全时段超视距探测,对沿海防御体系起着举足轻重的作用。然而,电离层反射回波被雷达接收后形成的电离层杂波能量较高且形态复杂,给目标检测造成困难,电离层杂波抑制是高频地波雷达的关键技术。以自适应空域处理等为代表的杂波抑制算法对电离层杂波具有一定的抑制作用,但在实际工程应用中仍面临非均匀旁瓣杂波、主瓣杂波以及片状杂波等非理想杂波背景,造成杂波抑制性能下降。为了解决以上三个关键问题,本文利用盲源分离技术对非理想因素下的电离层杂波抑制问题进行研究,全文主要工作如下:1.基于实测数据对不同种类电离层杂波特性进行了研究,重点开展了时域独立特性和距离域相关特性的分析,为本文基于盲源分离的杂波抑制算法设计奠定基础。阐述了电离层的结构以及高频电波在电离层介质内的传播机制,通过实测电离层杂波数据对不同电离层杂波类型表现出的特性进行验证。特别地,对电子密度不规则体回波的独立性进行了分析,并对不规则体回波在距离域的相关性进行了研究。电离层杂波特性的研究为电离层杂波抑制方法设计提供了基础。2.针对传统自适应空域处理算法在进行旁瓣电离层杂波抑制时面临的非均匀杂波样本导致杂波协方差矩阵估计误差问题,开展了基于盲源分离算法的电离层杂波协方差矩阵重构算法研究。理论分析了非均匀杂波样本对杂波协方差矩阵估计的影响。研究了基于盲源分离的协方差矩阵重构算法:首先对杂波样本进行盲源分离,接着对分离成分中的电离层杂波源进行辨识,然后利用电离层杂波源频谱对检测多普勒单元杂波功率进行估计,最后通过估计的杂波功率以及电离层杂波波前信息重构杂波协方差矩阵。基于盲源分离的协方差矩阵估计算法突破了传统SMI算法将电离层杂波看作一个整体进行估计的观点,通过剖析电离层杂波的内部结构获得非均匀杂波产生的根源,为非均匀样本估计问题提供了新方案。3.针对传统自适应空域处理算法接收波束方向接近主瓣电离层杂波时性能显着恶化问题,开展了不依赖期望导向矢量信息的直接盲源分离算法研究。同时在自适应空域处理框架下,研究了杂波样本盲源分离后成分的主瓣杂波辨识方法,以避免接收波束方向接近主瓣杂波时造成的自适应空域处理性能下降问题。直接对包含目标和杂波的接收数据进行盲源分离可以将目标和电离层杂波分开,对分离的成分进行目标辨识,得到目标成分的同时可以实现电离层杂波抑制。直接盲源分离算法不使用期望目标导向矢量,避免了由此带来的误差,但分离性能受到目标与电离层杂波独立性的影响,对该非理想独立性的影响进行了理论分析。此外,在基于盲源分离的自适应空域处理算法基础上,提出了基于盲源分离的线性约束自适应空域处理算法。基本思想是在对杂波样本进行分离后,逐一辨识每个杂波源是否为主瓣杂波,将主瓣杂波波前作为自适应空域处理的线性约束,将旁瓣杂波源用于协方差矩阵估计。该算法仍然受到接收波束方向与目标方向失配的影响,但是避免了接收波束方向接近主瓣杂波方向造成的性能急剧下降现象,也不受目标与电离层杂波非理想独立性的影响。该算法与直接盲源分离算法可通过级联处理对主瓣电离层杂波进行抑制。同基于特征分解阻塞矩阵预处理的主瓣杂波抑制方法相比,基于盲源分离的方法可以更加准确地定位主瓣杂波源波前信息,为主瓣杂波抑制问题提供了新思路。4.针对片状电离层杂波背景下杂波源个数多于天线数导致盲源分离和自适应处理算法自由度不足的问题,开展了将一维空域处理算法向二维距离-波束联合域算法的扩展研究,以提高系统能够处理的杂波源个数。基于电离层不规则体在距离域的相关特性,将一维直接盲源分离算法向距离-波束域二维直接盲源分离算法扩展,研究了降维处理算法并分析了最大可分离杂波源数量。将基于盲源分离的线性约束自适应空域处理算法扩展为基于盲源分离的线性约束快时域STAP算法,研究了两种扩展算法的级联处理流程。距离-波束域处理可提升算法处理多杂波源的能力,对较难处理的片状电离层杂波抑制问题提供了可参考的解决思路。5.针对单一算法难以应对复杂背景下电离层杂波抑制需求的工程应用问题,将本文研究的基于盲源分离的算法纳入传统电离层杂波抑制算法中,在不同特性的电离层杂波区域采用相应的杂波抑制算法,以实现电离层杂波特性与算法的最优匹配。将传统电离层杂波抑制算法与本文提出的算法按照处理域分为一维空域处理和二维距离-波束联合域处理,分别适合处理条状和片状电离层杂波,研究了电离层杂波区域判别算法。对于每种杂波类型,进一步对杂波源个数与自由度个数关系进行判断,对于自由度个数不足的电离层杂波区域,盲源分离算法性能较差,因此仍采用传统自适应处理算法。对于自由度个数足够的电离层杂波采取直接盲源分离和基于盲源分离的线性约束自适应处理级联算法。电离层杂波综合抑制流程给出了一套基于杂波区域划分,不同区域采用不同抑制算法的多元化、精准化杂波抑制策略,避免了单一电离层杂波抑制算法处理复杂电离层杂波情况的局限性。本文提出的基于盲源分离的电离层杂波抑制方法缓解了传统自适应杂波抑制等算法面临的非均匀杂波、主瓣杂波和片状杂波三个关键问题,扩展了盲源分离算法的应用范围,丰富了自适应算法理论,结合传统杂波抑制算法给出了适用于实际工程背景的电离层杂波综合抑制流程,提升了电离层杂波抑制算法的性能。

万锦伟[3](2020)在《基于深度网络的HRRP目标识别与对抗攻击研究》文中认为随着信息技术的蓬勃发展,人工智能技术正成为推动新一轮军事革命的核心驱动力,在国防领域发挥越来越重要的作用。将人工智能技术与雷达自动目标识别(RATR)技术相融合,增强对来袭目标的探测和预警能力,对提高战场态势的感知具有重要意义。此外,雷达高分辨距离像(HRRP)反映了目标散射中心沿雷达视线的分布情况,包含了目标大量的结构信息,并且具有易获取、易存储、易处理等优点,受到了雷达自动目标识别领域的持续关注。本论文将围绕国家自然科学基金、国防预研等项目,针对雷达高分辨距离像信号,主要从基于深度神经网络的HRRP特征提取(目标识别)及针对HRRP识别系统的对抗攻击两方面开展相关研究。论文研究内容可以概括为以下几个方面:1、为充分挖掘HRRP信号距离单元之间的空间相关性和提取结构化的判别特征,本文提出了一种可同时完成雷达HRRP目标识别和拒判任务的改进的卷积神经网络(CNN)模型。该模型在传统CNN识别网络基础上,增加一个重构网络来实现库外目标拒判功能。通过识别网络和重构网络的融合,使得该模型可同时实现HRRP的识别和拒判任务。此外,由于雷达HRRP信号的相位信息可以提供额外的分类信息,因此在该模型中除了使用常用的HRRP一维时域特征外,还使用HRRP的二维谱图特征用于识别和拒判任务。在实测数据集上的实验结果表明:所提方法无论在识别性能还是拒判性能上均优于传统方法。2、本文探讨了HRRP时频表示对识别结果的影响,并提出了一种具有注意力机制的CNN网络用于HRRP目标识别任务。具体的,为探索HRRP时频表示的影响,文中分别使用了短时傅里叶变换和连续小波变换两种时频变换方法对HRRP信号进行分析并对比了它们在CNN网络中的识别性能。在此基础上,针对在使用HRRP时频表示时需要参数选择的问题,提出了一种具有注意力机制的CNN模型用于HRRP目标识别。该模型通过注意力机制将由CNN从不同HRRP时频表示提取的特征进行自动融合,不仅避免了参数不合适影响识别结果的问题,而且还进一步提高了目标识别的准确率。3、为使深度网络同时具有好的特征提取和抗平移敏感能力,本文提出了一种CNN与双向递归网络(Bi RNN)的混合模型(称为CNN-Bi RNN模型),用以HRRP目标识别任务。在CNN-Bi RNN模型中,先采用CNN从HRRP信号中提取有用的结构化特征,然后利用双向RNN对所提特征进行时序建模。为进一步提高模型的抗平移敏感能力,在CNN-Bi RNN模型中还引入了注意力机制,使模型所提特征更聚焦在目标区域。CNN-Bi RNN模型结合了CNN和RNN各自的优点,即与单纯的CNN模型相比,CNN-Bi RNN具有时序建模能力,可以缓解HRRP的平移敏感问题;而与直接用RNN对HRRP识别相比,CNN-Bi RNN采用CNN进行特征提取,有效提高了模型的识别率。基于实测数据的实验显示,本模型无论在识别率还是对抗平移敏感方面均具有优势。4、本文对比和分析了几种经典的数字对抗样本生成方法,并提出了一种鲁棒的数字对抗样本生成方法。对抗样本是深度网络的特有产物,研究对抗样本的生成可以达到攻击基于深度网络的目标识别系统的目的。为研究基于深度网络HRRP识别模型中的对抗样本问题,本文分析了几种经典的数字对抗样本生成方法并在实测数据集上进行了攻击性能对比。进一步地,为提高数字对抗样本的鲁棒性与实用性,提出了一种鲁棒的数字对抗样本方法。该方法通过优化的方式产生一个通用的、局部对抗扰动用以网络攻击。相比经典的数字对抗攻击方法,该方法产生的对抗扰动更具实用性,为将来针对实际HRRP目标识别系统的攻击提供基础。

李魁山[4](2020)在《机载雷达目标和环境建模仿真方法研究》文中进行了进一步梳理作为各类飞机平台标配的传感器,机载雷达在预警探测、战场监视和火控制导等探测领域发挥了巨大的作用。利用脉冲多普勒机制在强地海杂波条件下进行目标检测和跟踪是机载雷达的核心能力,而机载雷达的环境杂波和目标回波特性研究则是完善机载雷达的杂波抑制技术、提升机载雷达性能的重要技术途径。论文围绕机载雷达在强杂波条件下目标检测的技术需求,开展基于统计模型和精确模型的机载雷达目标回波和环境杂波的建模仿真技术研究,结合目标与载机的飞行运动信息进行了目标回波仿真和机载雷达杂波仿真,最后完成了典型场景下的机载雷达回波仿真并通过对雷达回波进行相关的信号处理和目标参数测量,验证了对论文研究的机载雷达环境仿真理论和方法的正确性。针对机载雷达的目标搜索跟踪、目标分类识别等不同的仿真验证需求,本文开展了基于统计和精确模型的目标回波信号仿真技术研究,研究并建立了基于Swerling起伏模型的目标回波信号统计建模仿真流程和方法以及基于目标电磁散射特性库的目标回波精确建模仿真流程和方法,并完成了典型目标的机载雷达回波建模仿真。针对机载雷达特有的杂波抑制技术研究难题,开展了环境杂波的统计建模和基于网格相干的杂波精确建模技术研究,研究了瑞利(对数正态、韦布尔等)统计模型的环境杂波建模仿真流程和方法以及精确模型的视频相干杂波仿真流程与方法,并完成了典型机载雷达探测场景下的环境杂波建模仿真。在目标回波和环境杂波建模仿真技术研究的基础上,论文开展了机载雷达回波矢量叠加,完成了典型场景下的机载雷达回波信号仿真,并利用典型机载雷达信号处理流程进行了回波模型的验证。论文的研究工作可为机载雷达信号处理、杂波抑制技术的研究,以及进一步的装备效能测试与评估工作提供技术支持。

吴玲清[5](2020)在《MIMO雷达回波模拟器研究》文中研究指明相对于相控阵雷达而言,MIMO(Multi-Input Multi-Output)雷达可提高目标探测性能,提高测角精度,降低最小可探测速度,并且拥有更高的空间分辨率。目前,MIMO雷达已成为雷达领域的研究热门。在小型化、高效能弹载MIMO雷达导引头研发过程中,为保证雷达系统前端指标的实现,解决信号处理机软硬件功能测试依赖雷达导引头整机外场实验问题,研制一款可实现多种雷达功能、模拟不同测试环境的多通道雷达回波生成系统具有重要的意义。本文针对MIMO雷达导引头功能测试需求,完成了MIMO雷达回波模拟器的研制工作,主要工作如下:1.设计了一种多模块协同工作的MIMO雷达回波模拟器平台,包括多通道信号采集板卡、多通道信号回放板卡、主控板卡、时钟板卡、上位机显控软件以及输出频率范围为14GHz~18GHz的射频通道,实现了多通道信号回放与采集高精度同步设计,完成了多通道信号的并行控制处理能力。2.完成了MIMO雷达阵列目标波形生成设计,并依据弹载条件下MIMO雷达可能遇到的复杂多变场景,构建了目标和环境模型,对环境模型中涉及的干扰及杂波信号进行了模拟仿真。3.设计了模拟器上位机显控软件,通过配置雷达参数生成了包含目标信息、干扰和杂波的波形数据,并且实现了对数据的控制下发功能。针对多通道信号精准发射及采集实现方法,研究了多通道幅相一致性在线校准技术,进行了接收多通道和发射多通道幅相误差测试校准工作。4.对本文设计的MIMO雷达回波模拟器硬件平台进行了性能测试,实现了MIMO多波形正交信号发射与采集功能,验证了模拟器在中频工作模式及射频工作模式下的信号输出能力。此外,进一步模拟生成了复杂环境下的MIMO雷达目标回波信号,并通过模拟外场测试工作流程,验证了模拟器性能。

徐一兼[6](2020)在《雷达工作参数稳健的窄带目标分类方法研究》文中指出目标的微多普勒特征反映其独特的几何特性,是实现目标分类的重要途径之一。直升机、螺旋桨飞机和喷气式飞机的微运动部件在结构、运动特征等方面存在明显差异,故其微多普勒调制特性也各不相同,通过提取微多普勒特征,可实现对三类飞机目标的分类。当前相关研究大多都假设在微多普勒目标分类过程中,雷达工作参数固定不变。然而实际工作中为了提高雷达系统的抗干扰性能以及解决盲速等问题,雷达工作频率和脉冲重复频率会发生变化,这将导致分类方法的性能下降甚至失效。针对该问题,本文分析了这两个工作参数的变化对飞机目标微多普勒调制的影响,并提出了相应的稳健分类方法。本文的主要工作概括如下:1.建立了水平和垂直旋翼的回波参数模型;利用该模型进行仿真实验,分析了三类飞机目标的微多普勒调制特性差异,以及桨叶角调制和姿态角变化的影响;介绍了已有的三类飞机目标分类算法流程和具体的预处理、特征提取以及分类器设计方法。2.对雷达工作频率变化的情况进行研究,指出多普勒调制谱的谱宽和谱线数目会随之变化,谱线间隔受影响程度较小。据此首先提出一种基于谱线间隔的频域相关性特征的分类方法,该方法针对谱线间隔只与旋翼本身转速有关这一点,提取对载频变化不敏感的频域相关性特征,实验结果表明该方法实现了稳健分类。然后提出一种基于神经网络模型和迁移学习的分类方法,该方法充分利用训练和测试样本的相似性,首先用训练样本预训练神经网络,然后用少量载频变化后的新样本微调部分网络参数,实验结果表明该方法能够提高分类的稳健性。3.针对分类过程中脉冲重复频率变化引起微多普勒谱结构变化进而导致分类性能下降的问题,首先提出一种基于重采样预处理的分类方法,该方法能在测试样本频谱不发生混叠时提升重频变化场景下的分类性能。然后针对测试样本频谱混叠的情况,进一步提出一种基于空间金字塔池化网络的分类方法,该方法利用了空间金字塔池化对输入信号维度变化不敏感的特性,从多个尺度对回波进行特征提取,实验结果表明该方法改善了重频变化条件下的分类性能。

贺雄鹏[7](2020)在《阵列雷达宽幅地面运动目标检测方法研究》文中认为雷达系统是目标信息获取与环境感知的重要手段,以其独特优势在预警监视、跟踪识别、遥感测绘和资源监测等领域发挥着无可替代的作用。地面运动目标检测(GMTI)是雷达系统最主要的任务之一,而杂波抑制与目标聚焦是决定检测性能的关键因素。阵列多通道配置利用其空域自由度可有效提升系统杂波抑制性能,然而在实际的宽幅GMTI数据录取过程中,不可避免同时存在距离模糊和多普勒模糊问题。距离模糊会导致不同距离区域的回波在同一距离单元叠加,使杂波特性复杂化,严重降低杂波抑制与目标检测性能,而传统的方位多通道系统侧重于解决多普勒模糊问题,对距离模糊能量难以有效抑制。目标良好聚焦可有效提升检测性能,然而运动特性使其在相干积累时间内发生跨距离、跨多普勒现象,导致能量散焦,恶化检测性能。另外,场景非均匀、数据对相干性低等因素会导致杂波无法完全相消,存在大量杂波剩余,从而降低目标检测性能与参数估计精度。着眼于我国中长期对地观测的重大战略计划,面向天基/空基雷达高分宽幅成像与地海面运动目标侦查、监视的迫切需求,本文针对阵列雷达系统在宽幅地面运动目标检测与成像中面临的关键问题与难点,开展距离模糊杂波抑制、高效目标参数估计与重聚焦以及误差因素下稳健的目标检测等方法研究,主要内容概括如下:1、针对宽幅扫描搜索GMTI模式(SCAN-GMTI模式)面临的距离模糊杂波抑制问题,提出了阵元脉冲编码(EPC)的MIMO雷达数据域三维自适应处理方法。首先建立了EPC-MIMO雷达回波信号模型,EPC-MIMO阵列对每一个发射阵元的脉冲序列进行编码,使调制相位在阵元与脉冲间存在耦合,同时采用相互正交的基带波形。研究发现,通过合理设计EPC偏移因子,距离模糊回波在发射-接收空间频率域可被有效区分,基于此,提出了三维局域化处理的发射-接收-多普勒降维自适应处理方法,有效实现了模糊杂波抑制与目标检测。相比于传统杂波抑制算法,EPC阵列的距离模糊回波信号携带有不同的编码信息,使模糊杂波能够分离,一定程度上克服了杂波非平稳性,进而提高目标检测性能。仿真实验表明了所提框架与方法的有效性。2、针对宽幅成像GMTI模式(SAR-GMTI模式)面临的波形分离与距离模糊问题,提出了相干EPC-MIMO图像域GMTI方法。首先,利用相干EPC-SAR阵列回波的多普勒频偏特性,通过接收端多点约束的波束形成实现发射波形分离。获得各个发射通道的信号之后,构造发射滤波器实现各个距离模糊区域的回波提取,最后结合方位压缩处理与自适应匹配滤波技术完成后续的图像域杂波抑制与目标检测。相比于传统MIMO-GMTI算法,所提方法有效避免了码分波形的码间串扰问题与频分波形的相干性差问题,并且通过距离解模糊提升了检测与成像区域幅宽,更加适用于高分宽幅成像与目标检测。点目标仿真结果与扩展目标仿真结果均验证了所提方法波形分离与距离模糊杂波抑制的有效性。3、针对杂波抑制后地面运动目标在相干积累时间内出现的距离徙动、多普勒扩散以及多普勒谱分裂问题,提出了联合Deramp方位谱压缩、二阶Keystone变换与一阶相位差分的快速非搜索算法。首先利用方位Deramp操作减小目标多普勒带宽以及校正部分距离弯曲;然后通过二阶Keystone变换消除剩余的距离弯曲,接着利用相位差分在距离频域-方位时域将距离走动校正,同时二次相位项转变为一次相位项,沿着方位向进行FFT在距离时域与方位多普勒域实现目标参数估计。与传统动目标聚焦算法相比,所提方法无需参数搜索,计算复杂度低,适用于实时处理场合;另外,所提算法有效解决了谱分裂与目标沿航迹速度带来的剩余多普勒展宽问题。点目标仿真实验与实测SAR数据处理结果表明了所提算法的有效性。4、针对传统距离徙动校正算法分步处理、高阶距离徙动残留以及多目标多普勒模糊逐一处理问题,提出了距离频率轴反转变换方法,单步处理实现目标距离徙动校正。该方法利用距离频率的对称性,通过将数据沿着距离频率轴进行反转构造出与原始信号频率特性相反的匹配函数,与原始信号相乘后一步实现任意阶距离徙动校正,变换到距离时域后目标能量聚焦于一个距离单元;然后结合非线性变换核函数与广义变尺度傅里叶变换实现运动目标参数快速估计;最后利用目标运动参数估计值构造匹配函数并完成目标能量积累,有效解决了运动目标能量散焦问题。与传统方法相比,所提方法无需分步校正距离徙动,单次处理实现任意阶距离徙动校正,避免了高次项距离弯曲带来的残留误差,实时性高,适用于多目标处理,并且不受目标多普勒模糊影响。点目标仿真实验与实测SAR数据处理结果验证了所提算法的有效性。5、针对于图像配准、均衡和地形高程相位补偿后剩余误差因素以及非均匀杂波导致的杂波抑制剩余与目标参数估计性能下降问题,提出了联合像素归一化协方差矩阵与偏移矢量相结合的稳健处理方法,有效缓解了功率非均匀的样本像素对杂波协方差矩阵估计的影响,进而利用协方差矩阵得出包含有像素间误差信息的偏移矢量,通过偏移矢量去修正理想目标导向矢量后得到目标真实导向矢量。最后,结合自适应匹配滤波算法实现待检测单元的杂波抑制以及目标径向速度估计。与传统的单像素杂波抑制方法相比,所提算法充分利用了邻近像素包含的相干信息,解决了由误差因素引起的杂波自由度增加问题,实现稳健的杂波抑制与目标径向速度估计。点目标仿真实验与实测SAR数据处理结果验证了所提算法的稳健性。

胡昊[8](2020)在《高速运动平台下MIMO雷达信号的设计与补偿》文中进行了进一步梳理随着飞行器和各类武器装备机动速度的提高,雷达作为战场上的“眼睛”正面临着越来越艰巨的挑战。MIMO雷达是一种新型的雷达系统,与传统相控阵相比,它有着独特的发展优势及前景。但如果搭载的平台存在高速运动时,其会对MIMO雷达产生复杂的影响及干扰,例如会降低信号性能以及引起方向图的畸变,进而导致雷达的检测性能有所下降,因此针对高速运动平台下的MIMO雷达需要对其进行空域、时域以及频域等各方面的补偿以确保其适用性。本文主要从MIMO雷达信号的优化设计、运动平台下MIMO雷达发射方向图的补偿以及距离多普勒运动补偿三个方面展开研究。本文的主要研究内容如下:1.研究了MIMO雷达的基本工作原理,并比较了和传统相控阵的差异所在,然后介绍了雷达模糊函数的基本概念,分别给出了速度模糊函数和距离模糊函数的定义表达式以及物理意义,构建了MIMO阵列模型。2.研究了MIMO雷达发射信号的波形设计与优化方法,介绍并分析了MIMO雷达发射信号的基本要求和评价指标,利用遗传算法对发射信号进行迭代优化,通过构建代价函数以及各种参数的设定,研究了不同码长和不同编码方式下的发射信号的性能和变化规律。3.研究了基于信号修正的空域发射方向图补偿方法,利用发射信号的协方差矩阵以及阵列的响应矢量构建了一般性的MIMO雷达发射波束方向图,分析了如果平台存在高速运动的情况,会对MIMO雷达的发射信号的性能以及对发射波束方向图所产生的影响,并构建模型进行了研究,提出了对发射信号进行预处理以补偿发射方向图畸变的方法,并通过均方根误差评价了补偿效果。4.研究了MIMO雷达的距离多普勒单元补偿方法,分析了MIMO雷达在其相参积累过程中,目标不可避免的存在跨雷达分辨单元走动的现象,研究了雷达回波相位的跨越距离多普勒单元走动的现象,分别针对跨越距离单元走动和跨越多普勒单元走动介绍了几种补偿算法,提出了一种针对运动平台的基于发射-接收联合处理的距离多普勒补偿方法,给出了仿真结果并经过仿真验证补偿效果。

吴文华[9](2020)在《基于MIMO的雷达通信一体化波形设计方法研究》文中认为近年来,随着MIMO技术的迅速发展,MIMO雷达与MIMO通信均取得了许多重大的突破。但是在频谱资源日益紧张的情况下,雷达与通信系统之间的相互干扰也日趋严重。无论是民用还是军用的雷达和通信设备,其装备在单一平台上均面临着空间竞争和电磁兼容等问题,而实现雷达和通信的一体化,使雷达与通信共享发射波形,是解决该问题的有效途径。本文围绕基于MIMO雷达的雷达通信一体化共享波形设计和通信信息插入方法等关键问题和技术难点展开研究,针对基于MIMO雷达的雷达通信一体化系统发射接收方法、MIMO-OFDM共享波形设计和距离-速度估计、结合星座点映射插入通信信息符号的MIMO共享波形设计、基于MIMO发射波束形成的共享波形设计和利用空时相位编码的通信信息插入方法以及相干MIMO雷达的空时相位编码波形设计等问题,提出了相应的波形设计方法和通信信息插入方法,具体内容如下:1.对机载MIMO雷达平台上实现雷达通信一体化的场景进行了描述和讨论,并建立了雷达通信一体化系统的发射-接收信号模型。针对MIMO雷达体制的发射波形特点,研究分析了MIMO雷达发射波束形成与相控阵雷达的不同。对于MIMO雷达发射波束的两种不同情形,即全向发射波束和指向性发射波束,研究分析了在共享波形中插入通信信息所存在的关键问题,讨论了两种情况下发射波形设计的不同之处。最后,介绍了传统的MIMO雷达和通信信号处理方法,分析二者的特点。2.在现有的MIMO-OFDM正交波形设计中,均匀交错OFDM波形的子载波频率间隔增大,导致雷达最大不模糊距离下降。此外,OFDM波形存在时域包络起伏的固有缺点,会降低雷达发射机的功放效率,影响雷达的作用距离。为了解决上述问题,提出了一种基于改进TR(预留子载波)技术的MIMO-OFDM多天线联合优化波形设计方法。该方法在设计正交交错OFDM波形时,采用分组优化方法对OFDM子载波结构进行非均匀交错,同时约束相邻两个子载波的最小频率间隔,在保证雷达最大不模糊距离不下降的条件下,获得PAPR较低的子载波交错方式。之后,把信噪比较低或者无用的子载波用作预留子载波,结合改进的TR技术进行MIMO-OFDM多天线联合优化进一步降低PAPR。在接收端,给出了一种基于补偿相位差的MIMO-OFDM距离-速度估计算法。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。3.针对MIMO雷达通信一体化共享波形设计中,MIMO雷达发射波束形成与通信信息调制插入相互独立,以及在不改变雷达PRF的情况下提高信息传输速率的问题,提出了一种结合星座点映射插入信息符号的MIMO发射波形设计方法。该方法通过在各个发射天线上发射一组正交波形的加权和信号,在雷达发射波束形成中对每个正交波形进行通信方向的星座点映射来插入信息符号,并采用最小化ISL准则优化发射波束。之后,推导了该模型下发射波形的PAPR上界,并改进正交波形设计来降低PAPR上界。该方法结合星座点映射与发射波束形成,在空域插入信息符号同时优化设计雷达发射波束,可以避免通信信息随机性对雷达主瓣的影响,并获得更低的波束旁瓣电平,且提高了信息传输速率,具有更好的误码率特性和低截获概率,通信性能对角度误差有更好的容忍性。4.针对现有的MIMO雷达通信一体化发射波束形成中,通信方向的等效信号在子脉冲间存在包络起伏,以及信息传输速率严重依赖于雷达PRF的问题,提出了一种基于MIMO雷达发射波束形成,在子脉冲间插入通信信息的空时相位编码波形设计方法。该方法通过矢量化表示建立了能够约束通信等效信号在子脉冲间恒模和发射波形恒模的发射波束优化模型。基于赋形逼近优化和累积功率逼近优化两种发射波束设计准则,分别采用ADMM算法和SDR方法来求解优化问题。在通信等效信号恒模的基础上,提出了在每个子脉冲上插入通信信息的空时相位编码方案,并给出了DCM和PRCM两种信息符号映射方法。DCM信息插入方法具有更好的误码率特性和低截获概率,而PRCM信息插入方法在抗通信信道估计相位误差方面有着更好的鲁棒性。5.针对传统的MIMO雷达发射波束形成方法只优化积分功率,而不约束单个子脉冲的功率,导致目标等效信号存在包络起伏的问题,提出了一种基于空时相位编码的MIMO波形设计方法。该方法首先在第一个发射子脉冲上,通过采用相位编码波形优化设计存在干扰下的雷达发射波束形成。之后,根据第一个子脉冲上所得相位,采用特殊的空时相位编码方案设计空时波形,使得在每个子脉冲上均可获得相同的干扰零陷深度,接着采用改进的模拟退火算法求解抑制目标等效信号包络起伏的空时相位优化问题。该方法所设计MIMO波形具有良好的抗干扰能力和LPI,并能够降低目标等效信号的归一化匹配滤波损失。

兰岚[10](2020)在《波形分集阵雷达抗欺骗式干扰方法研究》文中研究指明现代战场电子环境日趋复杂,雷达干扰和抗干扰技术在斗争中不断演化。其中,欺骗式干扰,尤其来自主瓣方向,是一种极具威胁的干扰方式。随着数字射频存储器(DRFM)技术日渐成熟,显着增强了欺骗能力。通常,干扰设备对雷达系统发射波形进行复制并延迟转发产生虚假目标,给鉴别真、假目标信号及干扰抑制带来了困难。机械扫描雷达到相控阵雷达直至多输入多输出(MIMO)雷达的革新,增加了系统可控自由度,扩展了阵列雷达系统对目标和环境的信息获取能力。尤其是近年来以频率分集阵(FDA)为代表的波形分集阵雷达,丰富了MIMO雷达技术而倍受关注。FDA通过发射阵元之间的频率差异,形成了距离-角度-时间依赖的发射方向图,增加了系统设计和信号处理的灵活性。通过结合发射波形可分离设计,在接收端进行处理后可获得额外的距离维可控自由度,为解决主瓣干扰抑制难题提供了一条有效途径。论文以现代复杂电磁环境下雷达主瓣欺骗式干扰抑制这一世界性难题为牵引,在国家自然科学基金重点项目“频率分集阵基础理论、关键技术与雷达应用研究”等支撑下,开展波形分集阵雷达抗欺骗式干扰研究,揭示波形分集阵雷达同时利用角度和距离信息分离目标与干扰的原理,并验证其距离维可控自由度在抗欺骗式干扰方面的性能,主要内容概括如下:1.针对主瓣欺骗式干扰抑制问题,提出了适合工程应用的非正交波形FDAMIMO雷达基于联合发射-接收空间频率域辨识真、假目标的自适应波束形成抗干扰方法。由于假目标呈伪随机分布,进一步设计了一种鲁棒的非一致样本检测(NSD)器,具体包含两步:1)选择包括信号和/或干扰的非均匀样本。2)利用空间平滑法滤除包含目标信号的样本。从而实现对干扰加噪声协方差矩阵的精准估计。2.针对FDA-MIMO雷达自适应波束形成抗干扰方法中涉及样本挑选的难题,提出了一种FDA-MIMO雷达基于非自适应波束形成抗主瓣欺骗式干扰的方法。该方法通过合理设计频率步进量,利用非自适应方向图波束置零来抑制假目标。然而,实际情况中,由于假目标存在距离量化误差、角度误差以及频率步进量误差而偏离其理论零点,该方法对此类误差无自动调节能力。3.针对仅假目标存在模型偏差而导致非自适应波束形成方法抗干扰性能降低的问题,提出了一种基于虚拟干扰的精准控制方向图响应方法来提高FDA-MIMO雷达非自适应波束形成方法的稳健性。通过在假目标零点周围施加具有特定功率值的虚拟干扰展宽方向图零点,进一步通过预设宽零点波束形成(PBN-BF)算法设计了发射-接收二维(2-D)波束形成器的最优权矢量,从而提高了对假目标的抑制效果。4.针对真、假目标同时存在模型偏差而导致非自适应波束形成方法抗干扰性能降低的问题,提出了一种基于权矢量正交分解和斜投影的精准控制方向图响应方法来提高FDA-MIMO雷达非自适应波束形成方法的稳健性。首先利用权矢量正交分解的方式精准控制方向图在单个区域的响应,再利用斜投影算子构建的“选择矩阵”,将方向图各区域对应的子权矢量进行合成,最终形成具有平顶主瓣、宽零点以及低副瓣的收发2-D方向图,提高了真实目标的输出增益和抑制假目标性能。5.针对主瓣欺骗式干扰抑制问题,提出了基于联合发射、接收空间频率及脉冲三维域辨识真、假目标的阵元-脉冲编码(EPC)-MIMO雷达非自适应波束形成方法。根据来自不同距离模糊区对应的等效发射方向图主瓣的指向差异进行真、假目标鉴别,通过合理设计编码系数对来自特定距离模糊区的假目标进行非自适应方向图置零。进一步当真、假目标同时存在角度偏差时,利用基于权矢量正交分解的预设方向图综合(PBPS)方法形成具有平顶主瓣、宽零点以及低副瓣的收发2-D方向图,提高了真实目标的输出增益和假目标抑制性能。

二、用于探测飞机的多普勒预处理相位编码信号(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、用于探测飞机的多普勒预处理相位编码信号(论文提纲范文)

(1)光子太赫兹雷达信号的产生与应用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩写、符号清单、术语表
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 太赫兹技术研究背景
        1.1.2 太赫兹雷达的应用背景
        1.1.3 太赫兹光子学技术背景
    1.2 光子太赫兹雷达信号产生与应用的研究现状
        1.2.1 基于光子学的相位编码信号产生研究现状
        1.2.2 基于光子学的线性调频信号产生研究现状
    1.3 论文研究内容以及章节安排
第2章 基于光子学的太赫兹相位编码信号产生
    2.1 引言
    2.2 工作原理
        2.2.1 脉冲压缩雷达
        2.2.2 相位编码波形
    2.3 光子太赫兹系统的关键器件
        2.3.1 电光调制器
        2.3.2 单行载流子光电二极管
        2.3.3 肖特基混频器
        2.3.4 可编程光滤波器
    2.4 光子太赫兹相位编码信号产生系统
        2.4.1 理论分析
        2.4.2 实验设置
    2.5 太赫兹二相编码信号产生实验结果
        2.5.1 可行性验证实验
        2.5.2 巴克码产生实验
    2.6 本章小结
第3章 双频段合成太赫兹线性调频信号系统及应用
    3.1 引言
    3.2 工作原理
        3.2.1 线性调频波形
        3.2.2 光脉冲的频谱整形与频率-时间映射理论
        3.2.3 带宽合成技术
    3.3 基于光子学的双频段太赫兹线性调频信号产生
        3.3.1 理论分析
        3.3.2 实验验证
    3.4 双频段太赫兹线性调频信号合成与测距实验
        3.4.1 太赫兹线性调频信号带宽合成实验
        3.4.2 测距实验结果与分析
    3.5 本章小结
第4章 基于四倍频的太赫兹线性调频信号系统实现
    4.1 引言
    4.2 展宽处理原理
    4.3 基于光学四倍频的太赫兹线性调频信号产生
        4.3.1 理论分析
        4.3.2 实验验证
    4.4 基于展宽处理的太赫兹线性调频信号接收系统与定位实验
        4.4.1 理论分析
        4.4.2 实验验证
    4.5 本章小结
第5章 基于光学二倍频的太赫兹双啁啾信号产生
    5.1 引言
    5.2 双啁啾信号及基本原理
        5.2.1 双啁啾信号
        5.2.2 匹配滤波器
        5.2.3 距离-多普勒耦合效应
        5.2.4 模糊函数
    5.3 基于光学二倍频的太赫兹双啁啾信号产生系统
        5.3.1 理论分析
        5.3.2 实验验证
    5.4 太赫兹双啁啾信号的应用
    5.5 本章小结
第6章 基于光子学的太赫兹逆合成孔径雷达系统
    6.1 引言
    6.2 逆合成孔径雷达基本原理
        6.2.1 逆合成孔径雷达下的物体运动分解
        6.2.2 远场条件
        6.2.3 转台成像模型
        6.2.4 远场成像算法
    6.3 基于光子学的太赫兹逆合成孔径雷达系统
        6.3.1 实验设置
        6.3.2 距离向分辨率分析
        6.3.3 转台实验验证与分析
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果

(2)基于盲源分离的高频地波雷达电离层杂波抑制技术(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电离层杂波类型及特性概述
        1.2.2 电离层杂波抑制方法综述
        1.2.3 盲源分离发展概述
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 高频地波雷达电离层杂波特性分析
    2.1 引言
    2.2 电离层杂波的形成机理
        2.2.1 电离层的形成与结构
        2.2.2 高频无线电波在电离层介质内的传播机制
    2.3 电离层杂波特性分析
        2.3.1 类目标电离层杂波特性
        2.3.2 条状电离层杂波特性
        2.3.3 片状电离层杂波特性
    2.4 本章小结
第3章 基于盲源分离的旁瓣条状电离层杂波抑制
    3.1 引言
    3.2 基于盲源分离的杂波源分解
        3.2.1 盲源分离与SOBI算法
        3.2.2 电离层杂波源分解的预处理
    3.3 电离层杂波协方差矩阵重构方法
        3.3.1 分离成分类型判断依据
        3.3.2 基于决策树的信号分类流程
        3.3.3 杂噪协方差矩阵重构
    3.4 旁瓣电离层杂波抑制算法流程
    3.5 杂波抑制算法的数据处理结果
        3.5.1 仿真电离层杂波数据处理结果
        3.5.2 实测电离层杂波数据处理结果
    3.6 本章小结
第4章 基于盲源分离的主瓣条状电离层杂波抑制
    4.1 引言
    4.2 基于盲源分离的目标与电离层杂波分离方法
        4.2.1 目标与电离层杂波的独立性
        4.2.2 目标分离的预处理
        4.2.3 目标信号辨识策略
        4.2.4 非理想独立性对算法性能的影响分析
    4.3 基于盲源分离的线性约束最小方差滤波方法
    4.4 主瓣电离层杂波抑制算法流程
    4.5 主瓣电离层杂波抑制算法数据验证
        4.5.1 仿真数据分析结果
        4.5.2 实测电离层杂波数据处理结果
    4.6 本章小结
第5章 基于盲源分离的片状电离层杂波抑制
    5.1 引言
    5.2 片状电离层杂波抑制问题分析
    5.3 基于距离-波束域盲源分离的电离层杂波抑制
        5.3.1 距离-波束联合域的目标与电离层杂波分离算法
        5.3.2 基于盲源分离的线性约束快时域STAP算法
    5.4 片状电离层杂波抑制算法流程
    5.5 算法性能的仿真与实测处理结果
        5.5.1 仿真电离层杂波数据处理
        5.5.2 实测电离层杂波数据结果
    5.6 本章小结
第6章 电离层杂波抑制算法的工程应用
    6.1 引言
    6.2 电离层杂波抑制算法的适用条件分析
    6.3 电离层杂波抑制算法选择依据
        6.3.1 电离层杂波区域判别与划分
        6.3.2 欠定条件判定
    6.4 电离层杂波综合抑制算法流程
    6.5 实测电离层杂波数据验证
        6.5.1 电离层杂波区域划分算法验证
        6.5.2 不同区域电离层杂波抑制算法性能比较
        6.5.3 电离层杂波综合抑制结果
        6.5.4 连续多积累周期电离层杂波抑制结果
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(3)基于深度网络的HRRP目标识别与对抗攻击研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 雷达自动目标识别概述
    1.2 雷达自动目标识别基本概念及分类
    1.3 雷达自动目标识别技术发展概述
        1.3.1 雷达HRRP目标识别技术的发展
        1.3.2 基于深度学习的HRRP目标识别技术的发展
    1.4 深度神经网络中的攻击与防御
        1.4.1 对抗样本技术与网络防御技术
    1.5 高分辨距离像及其特性分析
        1.5.1 高分辨距离像的信号模型
        1.5.2 高分辨距离像的特性分析
    1.6 实验数据、平台及评价指标说明
        1.6.1 实测三类飞机数据
        1.6.2 实验平台介绍
        1.6.3 评价指标说明
    1.7 论文内容安排
第二章 基于卷积神经网络的HRRP目标识别与拒判
    2.1 引言
    2.2 预备知识
        2.2.1 一个典型的CNN网络
        2.2.2 高分辨距离像的谱图特征表示
    2.3 基于CNN的HRRP目标识别与拒判
        2.3.1 基于CNN的HRRP识别
        2.3.2 基于CNN的HRRP识别与拒判
    2.4 实验结果与分析
        2.4.1 实验设置
        2.4.2 模型参数的影响
        2.4.3 识别性能对比
        2.4.4 特征可视化
        2.4.5 拒判性能比较
    2.5 本章小结
第三章 基于注意力机制卷积网络的HRRP目标识别
    3.1 引言
    3.2 基于时频分析的HRRP目标识别
        3.2.1 高分辨距离像的连续小波变换(CWT)
        3.2.2 识别性能对比与分析
    3.3 基于多时频特征融合的目标识别技术
        3.3.1 注意力机制
        3.3.2 具有注意力机制的CNN网络
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 实验设置
        3.4.2 识别性能比较
        3.4.3 注意力权值可视化
    3.5 本章小结
第四章 基于卷积-双向递归网络的HRRP目标识别
    4.1 引言
    4.2 基于CNN-BiRNN混合模型的HRRP识别
        4.2.1 循环神经网络(RNN)
        4.2.2 CNN-BiRNN 网络
        4.2.3 网络训练与测试过程
    4.3 模型对比
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 实验设置
        4.4.2 卷积层的影响
        4.4.3 识别性能比较
        4.4.4 注意力权值可视化
    4.5 本章小结
第五章 雷达HRRP目标识别网络中的对抗攻击方法
    5.1 引言
    5.2 雷达HRRP中的经典数字对抗样本
        5.2.1 经典的数字对抗样本生成方法
        5.2.2 攻击结果展示
    5.3 一种鲁棒的HRRP数字对抗样本生成方法
        5.3.1 鲁棒的HRRP对抗样本生成方法
        5.3.2 方法对比
        5.3.3 实验设置
        5.3.4 对抗扰动长度的影响
        5.3.5 攻击结果展示
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 工作展望
        6.2.1 高分辨距离像目标识别工作展望
        6.2.2 高分辨距离像对抗攻击和防御工作展望
参考文献
致谢
作者简介

(4)机载雷达目标和环境建模仿真方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的结构安排
第二章 机载雷达目标及杂波的仿真基础
    2.1 机载雷达工作原理
        2.1.1 脉冲多普勒雷达体制
        2.1.2 机载脉冲多普雷达系统结构
        2.1.3 机载雷达的典型工作方式
        2.1.4 机载雷达的信号处理流程
    2.2 载机和目标运动仿真
        2.2.1 坐标系与坐标变换
        2.2.2 运动仿真
    2.3 天线建模仿真
        2.3.1 天线方向图模型
        2.3.2 改进后的方向图模型
    2.4 机载雷达信号模型
        2.4.1 线性调频信号
        2.4.2 相位编码信号
        2.4.3 相参脉冲串信号
    2.5 本章小结
第三章 机载雷达目标建模仿真
    3.1 目标雷达截面积
        3.1.1 目标雷达截面积定义
        3.1.2 目标雷达截面积的影响因素
        3.1.3 典型目标的平均雷达截面积
    3.2 目标雷达截面积统计建模仿真
        3.2.1 斯威林Ⅰ型
        3.2.2 斯威林Ⅱ型
        3.2.3 斯威林Ⅲ型
        3.2.4 斯威林Ⅳ型
    3.3 目标雷达截面积的精确建模仿真
        3.3.1 目标雷达截面积的电磁计算
        3.3.2 雷达与目标视线角度的计算
    3.4 目标回波仿真
        3.4.1 目标回波信号模型
        3.4.2 目标回波仿真
        3.4.3 接收机噪声建模仿真
        3.4.4 目标回波仿真实现
    3.5 本章小结
第四章 机载雷达杂波建模仿真
    4.1 机载PD雷达杂波分析
        4.1.1 杂波的频谱
        4.1.2 杂波分类
        4.1.3 后向散射系数模型
    4.2 杂波统计建模仿真
        4.2.1 杂波功率谱模型
        4.2.2 杂波幅度概率分布模型
    4.3 相干视频杂波建模仿真
        4.3.1 杂波网格单元的划分
        4.3.2 杂波信号建模
        4.3.3 相干视频杂波仿真
    4.4 三种脉冲重频工作方式下的杂波仿真
        4.4.1 低脉冲重频下的杂波仿真
        4.4.2 高脉冲重频下的杂波仿真
        4.4.3 中脉冲重频下的杂波仿真
    4.5 本章小结
第五章 机载雷达回波仿真
    5.1 机载PD雷达信号处理
        5.1.1 预处理
        5.1.2 脉冲压缩
        5.1.3 动目标显示
        5.1.4 动目标检测
        5.1.5 恒虚警检测
    5.2 机载雷达回波仿真
        5.2.1 目标回波和杂波信号的叠加
        5.2.2 回波仿真流程和结果
    5.3 机载雷达回波仿真与试验验证
        5.3.1 信号处理
        5.3.2 仿真结果分析与目标信息验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 不足与完善
致谢
参考文献

(5)MIMO雷达回波模拟器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 MIMO雷达技术研究动态及现状
    1.3 国内外研究现状
    1.4 论文主要工作及章节安排
第二章MIMO雷达回波模拟器总体设计
    2.2 MIMO雷达回波模拟器硬件设计方案
    2.3 MIMO雷达回波模拟器工作模式
        2.3.1 中频工作模式
        2.3.2 射频工作模式
    2.4 本章小结
第三章MIMO雷达回波波形模拟设计
    3.1 MIMO雷达阵列目标波形生成设计
        3.1.1 线性调频信号
        3.1.2 基于OFDM-LFM的正交信号
        3.1.3 相位编码信号
        3.1.4 序列二次规划法设计正交信号
    3.2 目标回波模拟仿真
        3.2.1 目标回波模型
        3.2.2 目标回波仿真
    3.3 干扰信号模拟仿真
        3.3.1 距离拖引干扰
        3.3.2 速度拖引干扰
        3.3.3 距离-速度拖引干扰
    3.4 杂波信号模拟仿真
        3.4.1 杂波幅度与频谱建模
        3.4.2 杂波幅度与频谱仿真
    3.5 本章小结
第四章MIMO雷达回波模拟器硬件设计
    4.1 硬件系统功能简述
    4.2 主控板卡设计
    4.3 多通道信号采集板卡设计
    4.4 多通道信号回放板卡设计
    4.5 时钟板卡设计
    4.6 射频通道组合模块设计
    4.7 本章小结
第五章MIMO雷达回波模拟器软件设计及性能测试
    5.1 上位机软件介绍
    5.2 MIMO雷达回波模拟器数据流处理
        5.2.1 DSP工作流程
        5.2.2 多通道信号回放FPGA数据处理流程
        5.2.3 多通道信号采集FPGA数据处理流程
    5.3 多通道幅相一致性校准
        5.3.1 多通道幅相一致性误差来源及校准方法
        5.3.2 接收多通道幅相一致性误差校准
        5.3.3 发射多通道幅相一致性误差校准
    5.4 基于OFDM-LFM的MIMO多波形正交性实验
    5.5 中频信号输出测试实验
    5.6 射频通道组合模块功能测试实验
    5.7 MIMO雷达回波模拟器回波信号生成
        5.7.1 MIMO雷达目标回波信号生成
        5.7.2 目标干扰/杂波信号生成
    5.8 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介

(6)雷达工作参数稳健的窄带目标分类方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 雷达自动目标识别概述
    1.2 基于微多普勒效应的窄带目标分类
        1.2.1 微多普勒效应的概念与内涵
        1.2.2 微多普勒效应研究现状
    1.3 论文研究内容安排
第二章 旋翼目标回波参数模型及微多普勒调制分析
    2.1 引言
    2.2 旋翼目标回波参数模型
        2.2.1 水平旋翼点模型
        2.2.2 水平多叶旋翼回波
        2.2.3 垂直多叶旋翼回波
        2.2.4 多普勒域分析
    2.3 三类飞机微多普勒调制分析
        2.3.1 理想情况仿真实验
        2.3.2 桨叶角调制的影响
        2.3.3 姿态角变化的影响
        2.3.4 回波闪烁时宽分析
    2.4 已有飞机目标分类算法
        2.4.1 算法流程及预处理方法
        2.4.2 常用特征提取方法
        2.4.3 支持向量机分类器
    2.5 小结
第三章 雷达工作频率稳健的窄带目标分类方法
    3.1 引言
    3.2 雷达工作频率变化的影响
        3.2.1 理论分析
        3.2.2 实验部分
    3.3 基于谱线间隔的频域相关性特征载频稳健分类方法
        3.3.1 频域相关性特征提取方法
        3.3.2 实验部分
    3.4 基于迁移学习的载频稳健分类方法
        3.4.1 迁移学习基本思想
        3.4.2 基于迁移学习的分类方法
        3.4.3 实验部分
    3.5 小结
第四章 雷达脉冲重复频率稳健的窄带目标分类方法
    4.1 引言
    4.2 雷达脉冲重复频率变化的影响
        4.2.1 理论分析
        4.2.2 实验部分
    4.3 基于重采样预处理的分类方法
        4.3.1 重采样预处理方法
        4.3.2 实验部分
    4.4 基于空间金字塔池化网络的重频稳健分类方法
        4.4.1 卷积神经网络基本模型
        4.4.2 基于空间金字塔池化网络的分类方法
        4.4.3 实验部分
    4.5 小结
第五章 雷达多参数稳健分类方法
    5.1 分类方法
    5.2 实验部分
    5.3 小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介

(7)阵列雷达宽幅地面运动目标检测方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 监视雷达系统发展现状
        1.2.1 空基雷达侦察监视系统
        1.2.2 天基雷达侦察监视系统
    1.3 地面运动目标检测技术研究历史与现状
        1.3.1 宽幅距离/多普勒解模糊技术
        1.3.2 多通道GMTI技术
        1.3.3 运动目标参数估计
    1.4 论文主要内容及安排
第二章 阵列雷达宽幅GMTI方案与关键问题
    2.1 工作模式与系统总体方案
    2.2 宽幅GMTI工程化信号处理方案
    2.3 距离/多普勒模糊原理及模型
    2.4 运动目标散焦原理及模型
    2.5 多通道阵列SAR-GMTI系统误差模型
    2.6 本章小结
第三章 EPC阵列数据域距离模糊杂波抑制方法
    3.1 引言
    3.2 EPC-MIMO空时信号模型
        3.2.1 杂波与目标信号建模
        3.2.2 EPC阵列发射方向图分析
    3.3 EPC阵列距离模糊杂波谱性质
        3.3.1 杂波谱特性分析
        3.3.2 编码依赖性补偿方法
    3.4 距离模糊杂波抑制算法
        3.4.1 EPC偏移因子设计
        3.4.2 数据域降维自适应处理方法
        3.4.3 计算复杂度分析
    3.5 数值仿真实验与分析
        3.5.1 杂波谱分布
        3.5.2 三维自适应滤波器响应
        3.5.3 信杂噪比损失性能分析
    3.6 本章小结
第四章 EPC阵列宽幅SAR-GMTI方法
    4.1 引言
    4.2 EPC-SAR/GMTI信号模型
        4.2.1 EPC阵列几何模型
        4.2.2 EPC信号模型
        4.2.3 波形分离
    4.3 EPC-SAR距离模糊回波特性
    4.4 距离模糊杂波抑制与目标检测
        4.4.1 期望距离区域回波信号提取
        4.4.2 重构信号目标粗聚焦
        4.4.3 自适应匹配滤波
    4.5 仿真实验与分析
        4.5.1 EPC-SAR/GMTI点目标仿真分析
        4.5.2 EPC-SAR-GMTI扩展目标仿真分析
    4.6 本章小结
第五章 地面运动目标重聚焦快速非搜索方法
    5.1 引言
    5.2 信号模型
    5.3 所提方法描述
        5.3.1 距离弯曲补偿
        5.3.2 目标参数估计及精聚焦
        5.3.3 算法复杂度分析
        5.3.4 算法聚焦性能与参数估计性能分析
    5.4 仿真与实测数据处理
        5.4.1 仿真验证
        5.4.2 实测数据验证
    5.5 本章小结
第六章 基于距离频率轴反转变换的运动目标重聚焦方法
    6.1 引言
    6.2 信号模型
    6.3 所提算法原理
        6.3.1 基于频率轴反转变换的距离徙动校正
        6.3.2 多普勒徙动校正与参数估计
        6.3.3 计算复杂度分析
        6.3.4 多目标成像分析
    6.4 实验结果和性能分析
        6.4.1 仿真验证
        6.4.2 实测数据处理验证
    6.5 本章小结
第七章 稳健的地面运动目标径向速度估计方法研究
    7.1 引言
    7.2 信号模型
    7.3 所提算法原理
    7.4 仿真与实测数据处理
        7.4.1 仿真数据分析
        7.4.2 实测数据分析
    7.5 结论
第八章 总结与展望
    8.1 工作总结
    8.2 工作展望
附录
    附录A. 杂波秩推导
    附录B. PD交叉项计算
    附录C. 信噪比损失计算
参考文献
致谢
作者简介

(8)高速运动平台下MIMO雷达信号的设计与补偿(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 MIMO雷达技术的研究现状
        1.2.2 MIMO雷达运动补偿的研究现状
    1.3 主要研究内容及论文结构
第2章 MIMO雷达发射信号设计基础
    2.1 引言
    2.2 MIMO雷达的工作原理
    2.3 模糊函数
    2.4 MIMO雷达的阵列模型
    2.5 本章小结
第3章 MIMO雷达信号的优化设计
    3.1 引言
    3.2 相位编码信号
    3.3 波形正交性能优化准则
    3.4 基于遗传算法的波形优化设计
        3.4.1 遗传算法的基本原理
        3.4.2 利用遗传算法优化发射波形
    3.5 仿真结果及分析
        3.5.1 信号优化设计
        3.5.2 信号性能评估
    3.6 本章小结
第4章 MIMO雷达发射方向图空域运动补偿
    4.1 引言
    4.2 基于信号的静止平台发射方向图设计
        4.2.1 基于均匀线阵的发射方向图
        4.2.2 基于均匀面阵的发射方向图
        4.2.3 仿真结果及分析
    4.3 平台运动对空域发射方向图的影响
        4.3.1 运动平台下的阵列处理模型
        4.3.2 仿真结果及分析
    4.4 基于信号修正的空域发射方向图补偿方法
        4.4.1 空域运动补偿原理
        4.4.2 仿真结果及分析
    4.5 本章小结
第5章 MIMO雷达距离-多普勒运动补偿
    5.1 引言
    5.2 平台运动的距离补偿方法
        5.2.1 包络插值移位法
        5.2.2 Keystone变换法
    5.3 平台运动的速度补偿方法
        5.3.1 Wigner-Hough变换
        5.3.2 分数阶傅里叶变换
    5.4 基于发射-接收联合处理的距离多普勒补偿方法
        5.4.1 基于平台先验信息对信号进行预处理
        5.4.2 基于解线性调频法对回波进行处理
    5.5 仿真结果及分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(9)基于MIMO的雷达通信一体化波形设计方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 一体化系统的研究发展概况
        1.2.2 基于复用的一体化波形研究概况
        1.2.3 基于共享的一体化波形研究概况
        1.2.4 基于MIMO共享波形的设计准则
    1.3 本文的主要内容及安排
第二章 MIMO雷达通信一体化系统分析
    2.1 引言
    2.2 基于MIMO雷达的雷达通信一体化收发模型
    2.3 MIMO雷达通信一体化的实现方式分析
        2.3.1 基于MIMO正交波形设计的共享波形分析
        2.3.2 基于MIMO指向性波束形成的共享波形分析
    2.4 MIMO雷达和通信信号处理分析
        2.4.1 MIMO雷达信号处理
        2.4.2 MIMO通信信号处理
    2.5 本章小结
第三章 基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化共享波形设计方法
    3.1 引言
    3.2 信号模型与问题建立
        3.2.1 相干MIMO雷达信号模型
        3.2.2 波形设计问题建立
    3.3 基于改进TR技术的联合优化方法降PAPR
        3.3.1 TR技术的基本原理
        3.3.2 多天线联合优化MIMO-OFDM的 PAPR
        3.3.3 OFDM子载波交错方式的分组优化方法
        3.3.4 ITR和 CTR方案
    3.4 MIMO-OFDM雷达的距离-速度估计方法
    3.5 仿真实验
        3.5.1 MIMO-OFDM的 PAPR抑制效果
        3.5.2 MIMO-OFDM的雷达距离-速度估计性能
    3.6 本章小结
第四章 一种结合星座点映射插入信息的共享波形设计方法
    4.1 引言
    4.2 信号模型和问题背景
    4.3 结合星座点映射插入信息的MIMO共享波形设计
        4.3.1 MIMO雷达发射波束形成
        4.3.2 结合星座点映射的信息插入方法
        4.3.3 发射波形PAPR分析
    4.4 接收信号处理和性能分析
        4.4.1 通信基站接收信号处理和性能分析
        4.4.2 一体化平台接收信号处理
    4.5 仿真实验
        4.5.1 雷达通信一体化系统的MIMO波束形成
        4.5.2 通信误码率性能分析
        4.5.3 发射波形的PAPR分析
    4.6 本章小结
第五章 基于MIMO波束形成的共享波形设计方法
    5.1 引言
    5.2 信号模型和问题建立
    5.3 MIMO雷达通信一体化的发射波束形成
        5.3.1 赋形逼近优化方法
        5.3.2 累积功率逼近优化方法
    5.4 基于空时相位编码的信息插入方法
        5.4.1 所提空时相位编码方案
        5.4.2 直接星座点映射方法
        5.4.3 相位旋转星座点映射方法
    5.5 仿真实验
        5.5.1 发射波束形成性能分析
        5.5.2 通信误码率分析
    5.6 本章小结
第六章 基于空时相位编码的MIMO雷达波形设计方法
    6.1 引言
    6.2 信号模型和问题建立关系
    6.3 基于空时相位编码的MIMO波形设计
        6.3.1 空域的波形设计
        6.3.2 基于空时相位编码的波形设计
    6.4 仿真实验
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介

(10)波形分集阵雷达抗欺骗式干扰方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 波形分集阵雷达基础理论、关键技术及应用
        1.2.1 波形分集阵雷达基础理论
        1.2.2 波形分集阵雷达信号处理方法
        1.2.3 波形分集阵雷达应用领域
        1.2.4 波形分集阵系统原理实验
    1.3 阵列雷达欺骗式干扰抑制研究现状
        1.3.1 欺骗式干扰特征及模型
        1.3.2 欺骗式干扰抑制研究现状
    1.4 论文主要内容及安排
        1.4.1 主要内容
        1.4.2 章节安排
第二章 FDA-MIMO雷达自适应波束形成抗欺骗式干扰
    2.1 引言
    2.2 FDA-MIMO雷达模型
        2.2.1 FDA-MIMO雷达收发信号模型
        2.2.2 FDA-MIMO雷达体制下主瓣欺骗式干扰模型
    2.3 自适应波束形成抗主瓣欺骗式干扰原理
        2.3.1 真、假目标的鉴别
        2.3.2 假目标的抑制
    2.4 基于非一致样本检测的干扰协方差矩阵估计方法
    2.5 实验结果及分析
        2.5.1 基于鲁棒的NSD方法主瓣欺骗式干扰抑制结果
        2.5.2 干扰抑制性能分析
        2.5.3 不同影响因素下的干扰抑制性能
    2.6 本章小结
第三章 FDA-MIMO雷达非自适应波束形成抗欺骗式干扰
    3.1 引言
    3.2 非自适应波束形成抗主瓣欺骗式干扰原理
        3.2.1 真、假目标的收发二维空域分布特性
        3.2.2 频率步进量的设计
    3.3 抗干扰影响因素与误差分析
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 抗干扰性能与延迟脉冲数和频率步进量的关系
        3.4.2 非自适应波束形成抗干扰效果
        3.4.3 误差存在下的抗干扰性能
    3.5 本章小结
第四章 基于虚拟干扰的发射-接收二维域精准波束形成抗欺骗式干扰
    4.1 引言
    4.2 基于添加虚拟干扰的二维宽零点方向图设计
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 基于施加虚拟干扰的宽零点滤波器设计
        4.2.3 波束形成器性能分析
    4.3 基于预设宽零点波束形成器主瓣欺骗式干扰抑制方法
    4.4 实验结果及分析
        4.4.1 精准控制的宽零点收发二维方向图
        4.4.2 实测数据分析与验证
        4.4.3 主瓣欺骗式干扰抑制结果
    4.5 本章小结
第五章 基于斜投影的距离-角度二维域精准波束形成抗欺骗式干扰
    5.1 引言
    5.2 FDA-MIMO雷达距离-角度二维方向图模型
    5.3 基于权矢量正交分解的方向图单响应精准控制
        5.3.1 问题描述
        5.3.2 权矢量正交分解法
    5.4 基于斜投影的方向图多响应联合精准控制
        5.4.1 斜投影算子
        5.4.2 基于多区域同时控制的距离-角度二维方向图
        5.4.3 基于精准控制方向图的主瓣欺骗式干扰抑制方法
    5.5 实验结果及分析
        5.5.1 等效发射方向图仿真实验
        5.5.2 距离-角度二维域方向图实测数据
        5.5.3 主瓣欺骗式干扰抑制结果
    5.6 本章小结
第六章 阵元-脉冲编码MIMO雷达欺骗式干扰抑制
    6.1 引言
    6.2 阵元-脉冲编码(EPC)-MIMO雷达信号模型
        6.2.1 阵元-脉冲编码(EPC)
        6.2.2 接收信号模型
    6.3 阵元-脉冲编码MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制
        6.3.1 解模糊特性分析
        6.3.2 主瓣欺骗式干扰的产生
        6.3.3 真、假目标的鉴别
        6.3.4 主瓣欺骗式干扰的抑制
    6.4 角度偏差下的主瓣欺骗式干扰抑制
        6.4.1 问题描述
        6.4.2 基于权矢量正交分解的收发二维方向图精准控制
    6.5 实验结果及分析
        6.5.1 EPC-MIMO雷达解模糊特性分析
        6.5.2 理想情况下抗主瓣欺骗式干扰结果
        6.5.3 角度偏差存在下抗主瓣欺骗式干扰结果
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 研究结论
    7.2 研究展望
附录A
    A.1 式 (2-8)-(2-13)的推导
附录B
    B.1 命题4.2.1的证明过程
    B.2 命题4.2.2的证明过程
    B.3 传统的非自适应波束形成方法阵列增益
    B.4 式 (4-38)和(4-39)的推导
    B.5 式 (4-45)的推导
    B.6 式 (4-51)的推导
附录C
    C.1 命题5.3.1的证明过程
附录D
    D.1 式(6-15)-(6-20)的推导
    D.2 命题6.4.1的证明过程
参考文献
致谢
作者简介

四、用于探测飞机的多普勒预处理相位编码信号(论文参考文献)

  • [1]光子太赫兹雷达信号的产生与应用研究[D]. 王世伟. 浙江大学, 2021(01)
  • [2]基于盲源分离的高频地波雷达电离层杂波抑制技术[D]. 郭跃宇. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
  • [3]基于深度网络的HRRP目标识别与对抗攻击研究[D]. 万锦伟. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [4]机载雷达目标和环境建模仿真方法研究[D]. 李魁山. 电子科技大学, 2020(01)
  • [5]MIMO雷达回波模拟器研究[D]. 吴玲清. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [6]雷达工作参数稳健的窄带目标分类方法研究[D]. 徐一兼. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [7]阵列雷达宽幅地面运动目标检测方法研究[D]. 贺雄鹏. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [8]高速运动平台下MIMO雷达信号的设计与补偿[D]. 胡昊. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [9]基于MIMO的雷达通信一体化波形设计方法研究[D]. 吴文华. 西安电子科技大学, 2020
  • [10]波形分集阵雷达抗欺骗式干扰方法研究[D]. 兰岚. 西安电子科技大学, 2020(02)

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用于飞机检测的多普勒预处理相位编码信号
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