基于數(shù)字信道化接收機(jī)LPI雷達(dá)信號(hào)參數(shù)估計(jì)與分選.pdf

1、低截獲概率(LPI:Low Probability of Intercept)雷達(dá)的出現(xiàn),對(duì)現(xiàn)代被動(dòng)偵察接收機(jī)和反輻射導(dǎo)彈導(dǎo)引頭提出了新的挑戰(zhàn)。脈沖壓縮雷達(dá)是一種LPI雷達(dá),該體制雷達(dá)可將接收到的長(zhǎng)脈沖雷達(dá)信號(hào)壓縮為窄脈沖,在降低了截獲概率的同時(shí),提高了雷達(dá)的距離分辨率。傳統(tǒng)接收機(jī)已不能有效截獲此類(lèi)雷達(dá)信號(hào),因此,研制具有保存脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)頻率以及相位信息功能的寬帶數(shù)字接收機(jī)勢(shì)在必行。數(shù)字信道化接收機(jī)作為一種較為成熟的寬帶數(shù)字接收機(jī)體

2、制,可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)不同體制雷達(dá)信號(hào)的“盲接收”。
　　 完整接收到信號(hào)后,需要應(yīng)用一些數(shù)字信號(hào)處理算法對(duì)脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)的調(diào)制參數(shù)進(jìn)行提取。脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)最為普遍采用的信號(hào)類(lèi)型包括相位編碼(PSK:Phase ShiftKeying)信號(hào)和調(diào)頻(FM:Frequency Modulation)信號(hào),PSK信號(hào)中最常用的是二相編碼(BPSK:Binary Phase Shift Keying)信號(hào)和四相編碼(QPSK:Quadr

3、ature Phase ShiftKeying)信號(hào);FM信號(hào)包括線性調(diào)頻(LFM:Linear Frequency Modulation)及非線性調(diào)頻(NLFM:Non Linear Frequency Modulation)信號(hào)。PSK信號(hào)的參數(shù)估計(jì)包括提取信號(hào)載頻、碼元速率以及編碼規(guī)律;LFM信號(hào)參數(shù)估計(jì)主要完成信號(hào)初始、終止頻率以及調(diào)頻斜率的提取;而對(duì)NLFM信號(hào)的處理,主要完成信號(hào)相位多項(xiàng)式系數(shù)的估計(jì)。
　　 信號(hào)分選

4、部分主要針對(duì)從信道化接收機(jī)輸出的雷達(dá)信號(hào)參數(shù),首先進(jìn)行雷達(dá)信號(hào)預(yù)分選,去除不符合要求的雷達(dá)信號(hào),對(duì)威脅信號(hào)進(jìn)行去交錯(cuò),達(dá)到稀釋脈沖信號(hào)流的目的;再通過(guò)單脈沖的到達(dá)時(shí)間計(jì)算脈沖串的重復(fù)間隔,完成主分選。
　　 論文圍繞寬帶數(shù)字信道化接收機(jī)平臺(tái)截獲和識(shí)別脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào),對(duì)PSK雷達(dá)信號(hào)和FM雷達(dá)信號(hào)的參數(shù)估計(jì)算法進(jìn)行了深入的研究,對(duì)雷達(dá)信號(hào)分選算法進(jìn)行了細(xì)致的探討。
　　 在寬帶信道化接收技術(shù)方面,推導(dǎo)出了基于多相濾波與快

5、速傅里葉變換(FFT:FastFourier Transform)相結(jié)合的高速高效數(shù)字均勻信道化結(jié)構(gòu)。在信道化后續(xù)處理中,采用CORDIC算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)瞬時(shí)幅度和相位的提取,針對(duì)信道化結(jié)構(gòu)第0個(gè)信道輸出數(shù)據(jù)為實(shí)數(shù),不能正確提取信號(hào)相位和幅度的問(wèn)題,提出基于Hilbert變換的0信道復(fù)數(shù)化處理方法。
　　 在雷達(dá)信號(hào)參數(shù)估計(jì)方面,首先,應(yīng)用頻譜分析法對(duì)雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)調(diào)制類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。應(yīng)用循環(huán)自相關(guān)法實(shí)現(xiàn)對(duì)PSK信號(hào)的調(diào)制類(lèi)型識(shí)別,

6、可區(qū)分BPSK信號(hào)和QPSK信號(hào),針對(duì)此類(lèi)信號(hào)的參數(shù)提取,提出了基于積分包絡(luò)的PSK信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法,結(jié)合信號(hào)載頻,可估計(jì)信號(hào)的子碼寬度及編碼規(guī)律;針對(duì)LFM信號(hào)參數(shù)估計(jì)問(wèn)題,仍可應(yīng)用積分包絡(luò)法,可實(shí)現(xiàn)對(duì)此類(lèi)信號(hào)的調(diào)頻斜率、初始以及終止頻率的估計(jì);采用三次相位函數(shù)(CPF:Cubic Phase Function)法可實(shí)現(xiàn)對(duì)LFM及NLFM雷達(dá)信號(hào)的參數(shù)估計(jì),可提取此類(lèi)信號(hào)相位多項(xiàng)式的各系數(shù),針對(duì)該算法計(jì)算量大的問(wèn)題,提出調(diào)頻斜率搜索范

7、圍設(shè)定準(zhǔn)則,另外,提出雙尺度調(diào)頻斜率搜索法,可減少大量計(jì)算量,同時(shí)保持了算法精度。
　　 在信號(hào)分選方面,為了解決傳統(tǒng)方法不能有效分選高密度復(fù)雜雷達(dá)信號(hào),以及現(xiàn)有聚類(lèi)方法達(dá)不到實(shí)時(shí)性要求的問(wèn)題,提出一種利用雷達(dá)脈沖信號(hào)特征參數(shù),基于改進(jìn)的模糊聚類(lèi)的雷達(dá)信號(hào)預(yù)分選方法。在改進(jìn)的算法中,提出了距離加權(quán)系數(shù)的概念,依據(jù)信息熵使各參數(shù)距離加權(quán)系數(shù)的設(shè)置更加合理化。采用追蹤法計(jì)算等價(jià)模糊矩陣,并提取聚類(lèi)后的脈沖序號(hào)更具有實(shí)際意義。在雷達(dá)信