论文部分内容阅读
外辐射源雷达因其隐蔽性和抗干扰能力强，成为预警雷达系统的发展方向和世界各国的研究热点。当外辐射源雷达进行目标检测时，为了改善目标信噪比，提高系统的探测距离和检测能力，需要对信号进行长时间的相干积累/非相干积累，然而在这一过程中，由于外辐射源雷达双/多基地模型和目标运动状态等因素的影响，目标会出现徙动问题。随着积累时间的增加，徙动现象尤为明显，这将严重影响系统检测微弱目标和远距离目标的能力。 本文以中国地面数字电视信号为例，结合实际应用中的目标徙动难点问题，以同时提升雷达的检测性能和计算效率为目的，重点针对运动目标出现的多普勒徙动问题进行探讨，论文的主要工作和研究成果总结如下: 1.研究了外辐射源雷达双基构型下运动目标的回波信号特点和目标徙动成因。本文以地基静止平台外辐射源双基雷达为基础，分析了对目标进行长时间积累后回波信号的特点，理论推导出运动目标产生距离徙动和多普勒徙动的原因和影响参数，并分析了各参数对目标多普勒徙动的影响，同时，总结了实测数据中目标多普勒徙动的共性现象，为多目标场景下解决多普勒徙动问题提供理论支撑。 2.研究了现有雷达体制下运动目标多普勒徙动解决算法。首先，分析了已有的多普勒徙动补偿方法特点，并重点研究了现有的三种解决多普勒徙动问题的算法，即MapDrift(MD)算法、分数阶傅里叶变换算法和WVD-Hough变换算法，并对这三种算法进行了分析和仿真，指出了现有方法的不足之处。 3.提出了一种基于STFT-Hough变换的多普勒徙动补偿算法。针对现有时频分析方法计算量大、系统不能实时实现的问题，提出一种通过无交叉数据滑动窗截取信号和多普勒频率取峰值的方式，实现目标多普勒徙动补偿，大大降低了计算量，仿真实验以及实测数据结果证明了该算法的有效性。同时对该算法进行了深入研究，指出了其在应用过程中出现的具体问题和适用场景。 4.提出了一种基于双频共轭的多普勒徙动解决算法。为了进一步提高系统运行速度，提出一种新的解决思路，该方法不同于现有的多普勒徙动补偿方法，是通过将合成信号的等效波长大大增加，实现多普勒二次项调频率趋于零，从而解决多普勒徙动问题。这种方法的计算量非常小，仿真实验以及实测数据也验证了该算法的可行性与高效性。最后针对该算法指出了其在应用过程中出现的具体问题和适用场景，并给出了相应的改进意见。 外辐射源雷达系统检测运动目标时，最重要的是保证处理环节的实时性。为此，本文提出了STFT-Hough变换、双频共轭两种快速算法，为系统实时解决多普勒徙动问题提供了有效的处理工具，同时，也为雷达探测运动目标领域中出现的多普勒徙动问题研究提供了新的思路。