基于調頻廣播輻射源的無源雷達關鍵技術研究.pdf

1、利用民用電子設備作為外輻射源來檢測空中運動目標是目前電子對抗領域的一個研究熱點,因為該系統(tǒng)具有較強的抗偵察、抗干擾、抗反輻射導彈、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頻廣播輻射源的無源雷達若干關鍵技術。指出了利用無源相干定位技術來檢測空中運動目標,會導致接收通道中存在直達波干擾的必然性。文中主要圍繞著如何對直達波干擾進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)融合技術來提高對

2、運動目標的定位精度和改善系統(tǒng)跟蹤性能的可行性。主要研究內容和創(chuàng)新點如下:
　　1.分析了基于調頻廣播輻射源的無源雷達工作的特點。建立該雷達的工作模型-準雙基地雷達。利用實際采集的數(shù)據(jù)分析了調頻廣播信號的特點(信號帶寬,信號的相關性和模糊圖等)。同時利用雙基地雷達方程對直達波干擾進行量化評估。其目的是為后續(xù)的直達波干擾抑制提供一定的參考。
　　2.探討在空域內對直達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、相誤差對自適應陣列性能的影響,以及利用通道均衡技術來解決通道失配問題。在此基礎上介紹了由于直達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,然后對干擾方向置零,但這種方法的缺點是沒有充分利用子陣列自由度。為了改善自適應陣列的性能,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陣列進行優(yōu)化。通過優(yōu)化使得陣列輸出逼近期望的響應。最后利用數(shù)據(jù)進行仿真,來驗證上述方法的有效性。
　　3.在時域內提高直達波

4、干擾對消的性能研究。通過分析可以了解:在時域內,為了得到良好的自適應對消性能,關鍵是如何提高參考和接收通道的相關性,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,尤其是相位誤差嚴重影響了自適應對消性能,為此采用了基于自適應分數(shù)延遲估計(通過SINC函數(shù)的內插)技術來提高對直達波干擾對消的能力。
　　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動目標時,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:在復倒譜域對接收的參考樣本信號進行同態(tài)濾波,提純直達波參考樣本,然后再進行匹配濾波,其核心思想是通過濾除直達波多徑干擾信號,提純匹配濾波的樣本。通過對實際采集的數(shù)據(jù)進行仿真,利用仿真的結果來評價上述算法的有效性。
　　5.目標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,由此導致單站系統(tǒng)下的目標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)點是系統(tǒng)的硬件設備量較小,成本較低。只需通過增加一定的軟件處理功能,即對雙站測量目標的數(shù)據(jù)進行關聯(lián)和融合,從而實現(xiàn)提高對目標的定位精度和系統(tǒng)的跟蹤性能。
　　最后,對整個論文進行了總結,指出了基于調頻廣播輻射源的無源雷達作為一個軍用電子情報設備,雖然在某些功能上具有一定的優(yōu)點,但離軍方的戰(zhàn)術要求還存在一定的差距,仍需有待改進,以及目前我們考

7、慮所采取的措施。并對后續(xù)的工作進行了分析和展望。
　　本文主要創(chuàng)新點有:
　　1.提出了一種基于空間平滑的自適應波束形成優(yōu)化技術。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陣列進行優(yōu)化,使得陣列輸出逼近期望的響應,實現(xiàn)對直達波及其多徑干擾的有效抑制?？朔私?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分數(shù)延遲估計的直達波干擾對消的新算法。通過自適應分數(shù)延遲估計,運用辛格函數(shù)內插技術

8、對直達波及其多徑干擾進行準確預測,進一步提高了對直達波干擾的對消能力。
　　3.提出了一種基于同態(tài)解卷的直達波參考樣本提純技術。通過將直達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將其多徑分量濾除,最后利用逆同態(tài)變換恢復到非線性。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)加權融合技術,通過T2/R的配置,利用數(shù)據(jù)關聯(lián)和融合算法,來改善目標的定位精度和跟蹤