薛巍[1]2001年在《基于DPCA的机载雷达主杂波自适应抑制技术研究》文中进行了进一步梳理机载雷达下视工作时，地面杂波的影响十分严重。有效的抑制地杂波，是机载雷达信号处理必须首先解决的问题。在机载雷达中，由于雷达平台运动，将引起地杂波的多普勒频移和杂波谱展宽。因此，与地面雷达地杂波抑制相比，机载雷达地杂波抑制更为困难。 传统的机载雷达地杂波抑制方法采用多普勒频域一维自适应滤波，即利用杂波和目标信号回波在多普勒频域上的差别对杂波进行抑制。频域一维滤波主要考虑主杂波的抑制。而且对于低速目标，目标和杂波多普勒频率非常接近，其杂波抑制能力严重下降。空－时自适应处理（STAP）利用机载雷达地杂波多普勒频率与地杂波空间位置的耦合性，根据目标和杂波在空间－多普勒频域二维空间分布上的差别对杂波进行抑制。STAP具有很好的主瓣杂波和副瓣杂波抑制能力，对低速目标也有很好的检测能力。但庞大的计算量限制了STAP在工程中的应用。 本文主要研究机载战场侦察雷达的地杂波抑制，由于采用了低脉冲重复频率和低副瓣天线，我们主要考虑主杂波的抑制。机载战场侦察雷达主要用于检测地面低速运动目标，此时目标多普勒频率与主杂波多普勒频率非常接近，甚至淹没在主杂波多普勒频谱中。一维频域滤波无法取得很好的主杂波抑制效果，而STAP又存在工程实现上的困难。寻找一种简单、有效、便于工程实现的主杂波抑制方法，是本文的主要工作。 由于采用了多路天线接收，自适应相位中心偏置天线（ADPCA）具有一定的空－时二维滤波特性。ADPCA具有比一维频域滤波更好的主杂波抑制性能和低速目标检测能力，同时比STAP更易于工程实现。因此，本文选择了ADPCA作为主要研究对象，设计、实现了基于ADPCA的机载雷达主杂波抑制系统。在此基础上，本文对ADPCA进行了深入分析，提出了两种实用的主杂波抑制方法，并对它们的工程实现进行了讨论。 本文的主要工作包括： 1.总结了机载雷达杂波的主要抑制方法，对他们的性能、特点进行了分析。从中选择了在当前技术条件下能够实现的，并且满足机载战场侦察雷达主杂波抑制要求的杂波抑制方法ADPCA作为研究重点。一 2．对机载雷达回彼谱特性进行了深人的分析，建立了较完备和逼真的低脉冲重复频率机载雷达主波束回波模型，并设计了回波模拟程序。该程序能够模拟机载雷达主波束回波在时间一空间上的分布特性，对于研究各种杂波抑制方法的性能具有重要意义。 3．对ADPCA性能进行了分析，重点分析了其空一时H维主杂波抑制特性。同时，分析了ADPCA在主杂波中心频率不为零时性能下降的原因。在此基础上，提出一种基于主杂波频移的ADPCA方法。 4．根据机载雷达回彼杂波功率远大于目标信号的特点，在基于线性最小方差准则STAP方法的基础上，提出一种实用的空一时H维主杂波抑制方法。该方法利用单脉冲雷达空间上双路接收天线，采用功率倒置准则对回波进行自适应处理，计算量小，且有一定空一时处理能力。 5．完成了基于ADPCA的机载雷达主杂波抑制系统的硬件实现、调试。为了配合该硬件系统的调试，完成了机载雷达回波信号模拟系统的设计，调试。 6．分析了本文提出的两种主杂波抑制方法的计算量和在工程中实现的可能性，提出了对现系统改进的设想。
江朝抒[2]2006年在《机载相控阵雷达地面低速动目标检测技术研究》文中研究表明机载雷达地杂波抑制和地面动目标检测是机载雷达信号处理中的关键技术，随着电子技术的发展，以及相控阵雷达具备的众多优势，越来越多的机载雷达采用相控阵雷达体制，因此研究适合于现有的机载相控阵雷达体制的地面动目标检测技术，并开发出具有较好地面低速运动目标检测性能的实时处理系统，具有非常重要的应用价值。本文以机载侧视雷达和机载火控(前视)雷达两种典型雷达作为研究平台，主要的创新性研究内容如下：首先，提出了一种基于阵元数字内插的机载侧视相控阵雷达DPCA(相位中心偏置天线)方法。该方法继承了传统DPCA处理简单，易于实现的优点，克服了传统的DPCA技术要求雷达平台运动参数和雷达参数严格满足DPCA条件的限制。研究结果表明，该方法不仅与最优STAP相比运算量低，而且在雷达参数和平台运动参数偏离DPCA条件时，其信杂比改善因子超过两通道最优DPCA处理10dB以上。因此，是机载侧视相控阵雷达进行地面动目标检测的一种较好的选择。其次，针对传统机载雷达多为单脉冲体制的特点，以及采用现有的∑△-STAP技术实时处理系统实现的困难，提出了一种基于DPCA相位补偿的降维∑△-STAP方法。该方法先进行与传统电子式DPCA的相位补偿原理类似的降维，然后再进行降维后的∑△-STAP处理，该方法在与现有的∑△-STAP方法相比，运算量仅为其1／3，而平均信杂比改善因子损失仅为3dB，有利于机载雷达实时信号处理，并被成功应用于某机载火控相控阵雷达中。第叁，提出了一种基于单脉冲测角的机载火控相控阵雷达地面低速动目标检测方法。该方法以一种新的思路，利用单脉冲雷达和波束主杂波谱区固定回波的偏角与多普勒频率相对应的规律性，将动目标回波视为对这种规律性的干扰，从而利用单脉冲测角误差在主杂波谱区进行地面极低速动目标检测。该方法可以实现位于机载雷达主杂波谱区内部的极低速运动目标的检测。而且在主瓣杂波谱无折迭的情况下，雷达平台运动速度越高，检测性能越好。第四，在基于Chirp子脉冲步进频率雷达的动目标检测处理中，提出了一种基于去相关处理的去距离混迭方法，该方法与现有的其它方法相比，因为不需要进行增采样处理，因此数据率和运算量均大为降低，且能够有效解决距离混迭问题而提高单元信杂比和减少虚警。在此基础上，进一步提出了基于Chirp子脉冲步进频率雷达高分辨信号处理的地面动目标检测处理方案。第五，在上述机载相控阵雷达地面动目标检测技术理论研究的基础上，作者负责研制了某型机载火控相控阵雷达信号处理机的地杂波抑制和地面低速动目标检测、CFAR(恒虚警)和单脉冲测角系统，该系统所有指标均达到设计要求，已成功通过验收和鉴定。
李永[3]2005年在《基于ΣΔ-STAP的杂波自适应抑制技术及并行DSP实现研究》文中研究指明本论文围绕机载相控阵火控雷达的研制展开研究工作,主要任务是为系统选择地杂波抑制的算法,并完成以浮点DSP 芯片(ADSP21160)为核心的基于Σ△-STAP 的改进算法(PC-Σ△-STAP)的实时杂波抑制处理的实现。本论文的主要工作如下:1.对机载火控相控雷达回波谱特性进行了深入的分析,建立了比较逼真的且通 用性较好的机载相控阵火控雷达回波的数学模型。2.总结了机载雷达杂波的主要抑制方法,对它们的性能、特点进行了分析,并 做了大量仿真。3.分析了两种Σ△-STAP 杂波抑制的方法,对他们的性能,特点进行了分析, 并做了大量的仿真。4.根据对这些方法的分析及仿真选择了一种适合于机载火控相控雷达用的杂 波抑制的方案, PC-Σ△-STAP 方案,作为实时杂波抑制的方案来研究。5.研究了多片DSP 并行处理的算法,研究并选择了一种低阶高密度矩阵的求 逆的工程算法,并对ADSP21160 双核运算的特性进行了研究;通过设计高 效的并行处理算法,合理的程序结构与流程,使用恰当的求逆算法,及运用 ADSP21160 的双核,在一块以4DSP 为核心组成的板上完成了用 PC-Σ△-STAP 算法进行杂波抑制的实时处理,取得了较好的效果。6.研究了在ADSP-TS101 上利用PC-Σ?-STAP 进行杂波抑制的实时性;并分析 了在ADSP-TS201 上实现PC-Σ△-STAP 算法进行杂波抑制的实时性。
杨澄[4]2006年在《基于机载单脉冲雷达空时二维处理技术及其DSP实现的研究》文中研究说明本论文围绕机载相控阵雷达的空时二维处理技术展开研究工作,主要任务是为系统选择地杂波抑制的算法,并完成以浮点DSP芯片(TS101)为核心的基于3DT ?∑?? STAP的改进算法(带自适应空频导向矢量的3DT-∑△- STAP算法)的实时杂波抑制处理的实现。本论文的主要工作如下:1.对机载相控阵雷达回波谱特性进行了深入的分析,建立了比较逼真的且通用性较好的机载相控阵雷达回波的数学模型。2.总结了机载雷达杂波的主要抑制方法,对它们的性能、特点进行了分析,并做了大量仿真。3.分析了两种∑△- STAP杂波抑制的方法,对他们的性能,特点进行了分析,并做了大量的仿真。4.根据对这些方法的分析及仿真并在3DT-∑△- STAP算法的基础上提出了一种新的改进算法,仿真结果证明新算法能更好的实现对目标信号的匹配滤波,从而提高信杂比,不失为一种好的机载相控雷达用的杂波抑制的方案。5.研究了该算法在工程上的可实现性,在TigerSHARC DSP 101评估板上对模拟数据实现了该算法,并分析了其实时性能,取得了较好效果。在工程实现中的一个关键问题即矩阵求逆的问题上,研究并选择了一种低阶高密度矩阵的求逆的工程算法。
雷鹏正[5]2009年在《机载Scan-GMTI技术研究》文中研究指明作为常规GMTI技术的一大创新,Scan-GMTI技术采用将窄波束在方位向上进行扫描的方式工作,从而解决了常规固定波束雷达无法同时实现好的GMTI能力和广域侦察能力的矛盾,实现了广域GMTI功能,在军事上具有重要的应用前景。论文围绕Scan-GMTI技术的工作原理、杂波抑制和多通道校正叁个关键内容展开研究,主要工作包括以下几个方面:在深入分析研究Scan-GMTI技术工作原理的基础上,从测绘范围和分辨率两个方面分析Scan-GMTI技术的性能,研究了Scan-GMTI系统参数的设计并总结提出参数设计流程。结合R. Klemm地杂波模型对Scan-GMTI机载雷达地杂波进行了分析和讨论,总结了Scan-GMTI模式下地杂波谱新的特点并得到一些有益的结论。针对杂波抑制问题,系统研究和推导了双天线数据时域DPCA算法和数据多普勒域DPCA算法。在此基础上,提出基于数据多普勒域DPCA算法的Scan-GMTI机载雷达杂波抑制方案,仿真结果验证了方案的正确性和可行性,证明了Scan-GMTI技术的优越性。针对多通道不一致性问题,简要探讨了多通道模拟接收机系统幅相误差来源并推导分析了多通道不一致性对杂波抑制性能的影响。结合叁通道SAR/GMTI地面试验雷达系统,重点研究并提出了结合谱修正旁瓣抑制技术的多通道校正方法,基于实测数据取得的良好效果,证明了该方法的可行性和有效性。
谢士厚[6]2006年在《机载雷达主杂波抑制技术研究》文中指出机载雷达下视工作时，地面杂波的影响十分严重，一般远强于地面目标回波，由于雷达平台运动，将引起地杂波的多普勒频移和杂波谱展宽。传统的机载雷达地杂波抑制方法采用多普勒一维自适应滤波，即利用杂波回波和目标信号回波在多普勒频域上的差别对杂波进行抑制，但对于低速目标，由于目标和杂波多普勒频率非常接近，其杂波抑制能力严重下降。空—时自适应处理(STAP)根据目标和杂波在空间—多普勒频域二维空间分布上的差别对杂波进行抑制，具有很好的主办杂波和副办杂波抑制能力，对低速目标也有很好的检测能力，但由于运算量太大，工程上难以应用，出现了许多降维的方法，如空域降维为∑-Δ，时域降维为1DT，3DT等。论文的第一部分，对机载雷达回波特性进行了深入分析，总结了机载雷达杂波的主要抑制方法，并对它们的特点进行了分析；第二部分介绍在机械扫描天线机载火控雷达上的应用；第叁部分仿真分析了采用降维STAP在相控阵天线机载雷达上进行主杂波抑制的效果。
雷福文[7]2007年在《AEW雷达杂波抑制技术研究》文中研究表明机载预警雷达作下视工作时,地面杂波的影响是十分严重的,有效抑制地物杂波,是机载雷达下视工作的难题,也是必须解决的问题。对于地面运动目标,由于其运动速度相对于雷达载体的运动速度比较小,在天线孔径不够大时,运动目标就会淹没在主杂波中。只有有效地抑制杂波,才能有效地检测出地面动目标。空时二维自适应处理可以有效地补偿机载雷达的平台运动效应,并获得理想的杂波抑制性能,从而能有效地改善机载相控阵雷达检测目标的性能。本文根据机载相控阵雷达正侧面阵的杂波谱的特点,重点研究了一种用时空二维配对滤波处理来抑制机载预警(AEW)雷达杂波的准最优方法。该方法运算量小,能实时处理,且对低速目标的检测性能较常规的空时级联处理有较大程度的改善。最后通过仿真实验验证了该方法的有效性。
李强[8]2009年在《基于空时自适应处理的广域MTI技术研究》文中提出抑制地杂波是机载雷达动目标检测首先要解决的问题。传统的单天线时域处理动目标显示和脉冲多普勒技术无法检测主瓣杂波区慢动目标。空时自适应处理(STAP)技术可以有效抑制杂波,改善机载雷达的动目标检测性能。为了实现对大范围地区交通的监视和战场信息的收集,本文研究基于空时自适应处理的广域动目标检测技术。论文第一章绪论,回顾了机载雷达动目标检测技术的发展历程,介绍了本文的研究背景和主要工作。论文的第二章研究了DPCA算法。首先分析了DPCA的原理,介绍了两种现代DPCA的模型,重点研究了时域∑△-DPCA和频域∑△-DPCA。论文的第叁章研究了STAP的基本原理。从回波信号模型入手分析了目标信号、噪声、干扰和杂波特性,给出了理论上的噪声、干扰和杂波的协方差矩阵。论文的第四章研究了降维、降秩STAP。作为典型的降维STAP中的∑△-3DT算法,其通过目标空时导引矢量来确定降维矩阵,大大降低了运算量和所需样本数。该算法的缺点是降维结构事先固定而没有根据实际接收数据的信息进行自适应降维,缺乏灵活性。因此,降秩算法中的∑△-MNE基于接收数据的相关矩阵在特征空间内进行降维,在本章中做了研究。论文的第五章研究了叁通道降维3DT-STAP算法,并在Transtech公司开发的通用数字信号处理系统(TS-C43)上对叁通道机载雷达实测数据进行了处理,实现了对配合实验动目标的检测。本章研究了该算法的原理以及基于硬件的片上处理流程和应用程序流程,对于STAP算法的硬件实现具有工程实用价值。论文的第六章对全文的工作进行总结,并指出了下一步需要继续研究的问题。
薛巍, 江朝抒, 姒牟孙, 向敬成[9]2001年在《基于DPCA的机载雷达杂波抑制系统》文中认为介绍了基于相位中心偏置天线 (DisplacedPhaseCenterAntenna ,DPCA)的机载战场侦察雷达主杂波的抑制系统的设计与实现。该系统具有一定空 -时二维处理能力 ,是空 -时自适应处理 (Space -TimeAdaptiveProcess ing ,STAP)的一种简易工程实现。其对地杂波的抑制能力优于AMTI,特别是在动目标速度较慢时 ,优越性更为明显。通过对回波仿真数据的实际处理 ,证明了该系统工作的有效性
王洁[10]2006年在《机载雷达杂波抑制技术的研究》文中进行了进一步梳理机载雷达由于架设在运动的高空平台上,具有探测距离远、覆盖范围大、机动灵活等特点,应用范围相当广泛,可以执行战场侦察、预警等任务。在海湾战争、伊拉克战争中起到关键作用,在现代战争中越来越不可缺少,因此近年来受到广泛重视。但由于机载雷达的应用面临非常复杂的杂波环境,杂波功率很强,载机的平台运动效应使杂波谱展宽。此外,飞机运动时,杂波背景的特性会随时间变化。因此,有效地抑制这种时间非平稳和空间非平均的杂波干扰是雷达系统有效完成地面目标和低空飞行目标检测必须解决的首要问题。传统的机载雷达地杂波抑制方法采用多普勒频域一维自适应滤波,即利用杂波和目标信号回波在多普勒频域上的差别对杂波进行抑制。频域一维滤波主要考虑主杂波的抑制。而且对于低速目标,目标和杂波多普勒频率非常接近,其杂波抑制能力严重下降。空时自适应处理利用机载雷达地杂波多普勒频率与地杂波空间位置的耦合性,根据目标和杂波在空间-多普勒频域二维空间分布上的差别对杂波进行抑制。但庞大的计算量限制了STAP在工程中的应用。本文对机载雷达杂波抑制技术进行研究,该研究对自适应滤波和谱估计的快速实时应用及工程研制具有重要意义。内容主要包括以下几个方面。首先分析总结了地物杂波频谱的组成特性,系统地阐述了机载雷达杂波抑制的基本理论及其发展动态。重点讨论了基于谱宽估计的杂波抑制方法。分别采用计算机仿真回波数据和一组真实的飞行数据,对该方法和AMTI两种运动杂波抑制技术进行了比较和分析,为工程实现做理论准备。完成了基于谱宽估计的杂波抑制方法的实现,通过对多片数字信号处理器ADSP21160编程实现信号杂波抑制和动目标检测的功能,该模块具有结构简单、系统稳定、能适应灵活信号处理的优点,并且已经成功应用于某机载相控阵雷达,在工程实践中取得很好的效果。在不改变现有雷达体制的条件下,通过改变雷达发射信号的形式及信号的处理算法,提高雷达的性能,本文对Chirp子脉冲频率步进雷达信号进行研究,讨论了信号参数的设置,证明了该信号与单个Chirp子脉冲相比有更高的输入信杂比。
参考文献：
[1]. 基于DPCA的机载雷达主杂波自适应抑制技术研究[D]. 薛巍. 电子科技大学. 2001
[2]. 机载相控阵雷达地面低速动目标检测技术研究[D]. 江朝抒. 电子科技大学. 2006
[3]. 基于ΣΔ-STAP的杂波自适应抑制技术及并行DSP实现研究[D]. 李永. 电子科技大学. 2005
[4]. 基于机载单脉冲雷达空时二维处理技术及其DSP实现的研究[D]. 杨澄. 电子科技大学. 2006
[5]. 机载Scan-GMTI技术研究[D]. 雷鹏正. 国防科学技术大学. 2009
[6]. 机载雷达主杂波抑制技术研究[D]. 谢士厚. 南京理工大学. 2006
[7]. AEW雷达杂波抑制技术研究[D]. 雷福文. 西安电子科技大学. 2007
[8]. 基于空时自适应处理的广域MTI技术研究[D]. 李强. 南京航空航天大学. 2009
[9]. 基于DPCA的机载雷达杂波抑制系统[J]. 薛巍, 江朝抒, 姒牟孙, 向敬成. 系统工程与电子技术. 2001
[10]. 机载雷达杂波抑制技术的研究[D]. 王洁. 电子科技大学. 2006
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