調(diào)頻編碼雷達(dá)高精度測(cè)距測(cè)速技術(shù)研究.pdf

1、調(diào)頻編碼雷達(dá)為一種新型的高距離分辨率雷達(dá)，具有作用距離大、瞬時(shí)帶寬低和抗干擾性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)調(diào)頻編碼雷達(dá)進(jìn)行高精度測(cè)距測(cè)速算法的研究對(duì)于在該種雷達(dá)上完善和改進(jìn)后續(xù)的目標(biāo)成像、目標(biāo)識(shí)別和目標(biāo)跟蹤等研究具有重要意義。因此，本文圍繞調(diào)頻編碼雷達(dá)信號(hào)的距離和運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)問題，開展了如下幾個(gè)方面研究工作:
　　(1)深入研究調(diào)頻編碼雷達(dá)的回波信號(hào)模型，對(duì)實(shí)際雷達(dá)信號(hào)處理過程中的下變頻、采樣、匹配濾波和帶通濾波等過程進(jìn)行了模擬。最終得到調(diào)頻

2、編碼雷達(dá)回波信號(hào)的離散形式數(shù)學(xué)模型。
　　(2)為了得到高精度的測(cè)距測(cè)速結(jié)果，本文提出利用最大似然估計(jì)法(maximum likelihood estimation，MLE)對(duì)調(diào)頻編碼雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行距離和運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)，并對(duì)似然函數(shù)在線性步進(jìn)、隨機(jī)編碼和Costas編碼的載波跳頻圖案下的不同的分布特性進(jìn)行了分析與對(duì)比。為了對(duì)所提出算法的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，本文對(duì)基于調(diào)頻編碼信號(hào)的距離、速度和加速度估計(jì)的克拉美—羅下限進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。此

3、外，本文還討論了不同載波跳頻圖案對(duì)克拉美—羅下限的影響，從理論的層面上分析了調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)與調(diào)頻編碼信號(hào)的性能差別。通過仿真對(duì)比證明最大似然估計(jì)法的估計(jì)性能能夠達(dá)到理論最佳值。
　　(3)針對(duì)最大似然估計(jì)法存在搜索范圍大、計(jì)算復(fù)雜和估計(jì)精度與計(jì)算量之間的相互矛盾的問題，本文首先提出利用距離走動(dòng)多項(xiàng)式擬合法獲得運(yùn)動(dòng)參數(shù)的粗估計(jì)值，以減小最大似然估計(jì)法的搜索范圍。隨后，結(jié)合快速傅里葉變換(fastFourier transform，F(xiàn)F

4、T)與ChirpZ變換(ChirpZ transform，CZT)方法對(duì)似然函數(shù)計(jì)算過程進(jìn)行化簡(jiǎn)，將最大似然估計(jì)法對(duì)距離、速度和加速度的三維搜索降階為速度和加速度二維搜索與一次FFT運(yùn)算或CZT運(yùn)算。此外，為解決最大似然估計(jì)法的估計(jì)精度與計(jì)算量之間的矛盾，本文用牛頓迭代法求取似然函數(shù)的最大值，將對(duì)距離、速度和加速度的三維搜索過程轉(zhuǎn)化為計(jì)算量小且固定不變的迭代過程。最后，通過設(shè)計(jì)一種聯(lián)合估計(jì)算法將這三種算法有機(jī)地結(jié)合在一起，大大減少了最大