基于調(diào)頻廣播輻射源的無源雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、利用民用電子設(shè)備作為外輻射源來檢測空中運(yùn)動目標(biāo)是目前電子對抗領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn),因為該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗偵察、抗干擾、抗反輻射導(dǎo)彈、抗低空突防和反隱身的綜合“四抗”能力。
　　本文主要研究了基于調(diào)頻廣播輻射源的無源雷達(dá)若干關(guān)鍵技術(shù)。指出了利用無源相干定位技術(shù)來檢測空中運(yùn)動目標(biāo),會導(dǎo)致接收通道中存在直達(dá)波干擾的必然性。文中主要圍繞著如何對直達(dá)波干擾進(jìn)行有效抑制以及匹配濾波問題,提出了一些解決方法。同時探討了利用雙站數(shù)據(jù)融合技術(shù)來提高對

2、運(yùn)動目標(biāo)的定位精度和改善系統(tǒng)跟蹤性能的可行性。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.分析了基于調(diào)頻廣播輻射源的無源雷達(dá)工作的特點(diǎn)。建立該雷達(dá)的工作模型-準(zhǔn)雙基地雷達(dá)。利用實際采集的數(shù)據(jù)分析了調(diào)頻廣播信號的特點(diǎn)(信號帶寬,信號的相關(guān)性和模糊圖等)。同時利用雙基地雷達(dá)方程對直達(dá)波干擾進(jìn)行量化評估。其目的是為后續(xù)的直達(dá)波干擾抑制提供一定的參考。
　　2.探討在空域內(nèi)對直達(dá)波相干干擾及其多徑干擾抑制的算法研究。首先分析了通道間固有的幅

3、相誤差對自適應(yīng)陣列性能的影響,以及利用通道均衡技術(shù)來解決通道失配問題。在此基礎(chǔ)上介紹了由于直達(dá)波及其多徑是相干干擾,經(jīng)典的處理方法是通過空間平滑來實現(xiàn)去相關(guān),然后對干擾方向置零,但這種方法的缺點(diǎn)是沒有充分利用子陣列自由度。為了改善自適應(yīng)陣列的性能,文中使用了二次優(yōu)化的思想,探討了利用陣列自由度對空間平滑自適應(yīng)陣列進(jìn)行優(yōu)化。通過優(yōu)化使得陣列輸出逼近期望的響應(yīng)。最后利用數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真,來驗證上述方法的有效性。
　　3.在時域內(nèi)提高直達(dá)波

4、干擾對消的性能研究。通過分析可以了解:在時域內(nèi),為了得到良好的自適應(yīng)對消性能,關(guān)鍵是如何提高參考和接收通道的相關(guān)性,但在工程上,受采樣率和信號處理能力的限制,經(jīng)通道均衡處理后,通道間仍有一定的剩余幅相誤差,尤其是相位誤差嚴(yán)重影響了自適應(yīng)對消性能,為此采用了基于自適應(yīng)分?jǐn)?shù)延遲估計(通過SINC函數(shù)的內(nèi)插)技術(shù)來提高對直達(dá)波干擾對消的能力。
　　4.匹配濾波的失配問題研究?？紤]到利用無源相干定位來檢測空中運(yùn)動目標(biāo)時,匹配濾波的樣本是從

5、空間傳播獲取的,因此不可避免地受多徑干擾,為此提出:在復(fù)倒譜域?qū)邮盏膮⒖紭颖拘盘栠M(jìn)行同態(tài)濾波,提純直達(dá)波參考樣本,然后再進(jìn)行匹配濾波,其核心思想是通過濾除直達(dá)波多徑干擾信號,提純匹配濾波的樣本。通過對實際采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真,利用仿真的結(jié)果來評價上述算法的有效性。
　　5.目標(biāo)的定位精度和跟蹤性能的研究:考慮到在單站系統(tǒng)中,由于調(diào)頻廣播信號的帶寬較窄,信號具有一定的不連續(xù)性和非合作性,由此導(dǎo)致單站系統(tǒng)下的目標(biāo)定位精度和跟蹤性能較差

6、。文中利用等效原理,即在單站接收的條件下,利用兩個不同的發(fā)射站來代替單發(fā)/雙收,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的硬件設(shè)備量較小,成本較低。只需通過增加一定的軟件處理功能,即對雙站測量目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和融合,從而實現(xiàn)提高對目標(biāo)的定位精度和系統(tǒng)的跟蹤性能。
　　最后,對整個論文進(jìn)行了總結(jié),指出了基于調(diào)頻廣播輻射源的無源雷達(dá)作為一個軍用電子情報設(shè)備,雖然在某些功能上具有一定的優(yōu)點(diǎn),但離軍方的戰(zhàn)術(shù)要求還存在一定的差距,仍需有待改進(jìn),以及目前我們考

7、慮所采取的措施。并對后續(xù)的工作進(jìn)行了分析和展望。
　　本文主要創(chuàng)新點(diǎn)有:
　　1.提出了一種基于空間平滑的自適應(yīng)波束形成優(yōu)化技術(shù)。使用二次優(yōu)化的思想,通過利用陣列剩余自由度對空間平滑自適應(yīng)陣列進(jìn)行優(yōu)化,使得陣列輸出逼近期望的響應(yīng),實現(xiàn)對直達(dá)波及其多徑干擾的有效抑制。克服了經(jīng)典的空間平滑算法存在的一些固有缺陷。
　　2.提出了一種基于自適應(yīng)分?jǐn)?shù)延遲估計的直達(dá)波干擾對消的新算法。通過自適應(yīng)分?jǐn)?shù)延遲估計,運(yùn)用辛格函數(shù)內(nèi)插技術(shù)

8、對直達(dá)波及其多徑干擾進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,進(jìn)一步提高了對直達(dá)波干擾的對消能力。
　　3.提出了一種基于同態(tài)解卷的直達(dá)波參考樣本提純技術(shù)。通過將直達(dá)波參考及其多徑分量變換到倒譜域,來實現(xiàn)非線性到線性的變換,然后利用線性濾波技術(shù)將其多徑分量濾除,最后利用逆同態(tài)變換恢復(fù)到非線性。該方法較好地解決了匹配濾波的失配問題。
　　4.提出了基于雙站檢測信噪比的動態(tài)加權(quán)融合技術(shù),通過T2/R的配置,利用數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和融合算法,來改善目標(biāo)的定位精度和跟蹤