基于唯多譜勒的被動雷達(dá)信號處理技術(shù)研究.pdf

1、利用非合作機(jī)會輻射源的被動雷達(dá)是現(xiàn)在雷達(dá)技術(shù)的一個重要發(fā)展，引起了國際雷達(dá)界越來越多的重視。由于自身不需要發(fā)射站，被動雷達(dá)具有很多優(yōu)勢。其中最重要的是被動雷達(dá)對于信號偵察而言本質(zhì)上是不可探測的，同時在頻段分配使用上也沒有限制。在被動雷達(dá)技術(shù)中，時延、多譜勒頻移和方向角等參數(shù)是可能的探測依據(jù)。其中的一種、兩種或全部被利用來對動目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤。便利、普遍使用的輻射源信號是FM廣播信號和電視廣播信號。 本文主要研究了利用電視信號為

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

3、)針對高效的電視信號載頻估計和跟蹤問題，提出了一種新穎的快速、高精度的單頻估計方法，由于該方法運(yùn)算速度快，可以用于實時地對載頻進(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、高精度的載頻估計方法，其性能均可以達(dá)到Cramér-Rao下界。 3)針對目標(biāo)回波的多譜勒頻移估計問題，提出了利用一個新穎的頻率余量鑒辨器對傅立葉變換結(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。在背景噪聲相對較弱的情況下，這種方法可以有效的計算多譜勒頻移。提出了一個利用對復(fù)正弦信號的泰勒級數(shù)展開，并結(jié)合快速的傅立葉變換來計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算非均勻的離散傅立葉變換具有更高的計算精度。這種方法更適合在背景噪聲相對較強(qiáng)的情況下，計算多譜勒頻移。 4)分析了利用多譜勒頻移來對目標(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)可觀測度