基于唯多譜勒的被動(dòng)雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)研究.pdf

1、利用非合作機(jī)會(huì)輻射源的被動(dòng)雷達(dá)是現(xiàn)在雷達(dá)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展，引起了國(guó)際雷達(dá)界越來(lái)越多的重視。由于自身不需要發(fā)射站，被動(dòng)雷達(dá)具有很多優(yōu)勢(shì)。其中最重要的是被動(dòng)雷達(dá)對(duì)于信號(hào)偵察而言本質(zhì)上是不可探測(cè)的，同時(shí)在頻段分配使用上也沒(méi)有限制。在被動(dòng)雷達(dá)技術(shù)中，時(shí)延、多譜勒頻移和方向角等參數(shù)是可能的探測(cè)依據(jù)。其中的一種、兩種或全部被利用來(lái)對(duì)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤。便利、普遍使用的輻射源信號(hào)是FM廣播信號(hào)和電視廣播信號(hào)。 本文主要研究了利用電視信號(hào)為

2、照射源，基于唯多譜勒頻移的被動(dòng)雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)。研究了信號(hào)處理模型，提出了高效的電視信號(hào)載頻估計(jì)方法以及多譜勒頻移估計(jì)方法，首次證明了系統(tǒng)可觀測(cè)性條件，同時(shí)推導(dǎo)了系統(tǒng)定位精度，得到了些重要結(jié)論。歸結(jié)起來(lái)本文的主要貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面： 1)建立了廣義接收信號(hào)模型以及研究分析了電視信號(hào)的特性，在此基礎(chǔ)上建立了基于電視信號(hào)的被動(dòng)雷達(dá)信號(hào)處理模型，目標(biāo)回波信號(hào)和接收信號(hào)模型。這對(duì)于利用電視信號(hào)的被動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)研究奠定了基礎(chǔ)。 2

3、)針對(duì)高效的電視信號(hào)載頻估計(jì)和跟蹤問(wèn)題，提出了一種新穎的快速、高精度的單頻估計(jì)方法，由于該方法運(yùn)算速度快，可以用于實(shí)時(shí)地對(duì)載頻進(jìn)行跟蹤，其性能可以逼近Cramér-Rao下界。另外，提出了基于相位差分和基于自相關(guān)的兩種快速、高精度的載頻估計(jì)方法，其性能均可以達(dá)到Cramér-Rao下界。 3)針對(duì)目標(biāo)回波的多譜勒頻移估計(jì)問(wèn)題，提出了利用一個(gè)新穎的頻率余量鑒辨器對(duì)傅立葉變換結(jié)果進(jìn)行高效的頻率插值的算法，該快速算法可以達(dá)到Cramé

4、r-Rao下界。在背景噪聲相對(duì)較弱的情況下，這種方法可以有效的計(jì)算多譜勒頻移。提出了一個(gè)利用對(duì)復(fù)正弦信號(hào)的泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，并結(jié)合快速的傅立葉變換來(lái)計(jì)算非均勻的離散傅立葉變換的新方法，該算法比最小-最大方法和其他插值計(jì)算非均勻的離散傅立葉變換具有更高的計(jì)算精度。這種方法更適合在背景噪聲相對(duì)較強(qiáng)的情況下，計(jì)算多譜勒頻移。 4)分析了利用多譜勒頻移來(lái)對(duì)目標(biāo)定位的基本特性和性能。首次推證了在二維平面上的系統(tǒng)可觀察性，定量推導(dǎo)了系統(tǒng)可觀測(cè)度