LFM脉冲雷达回波模拟和处理的研究

论文摘要

现代雷达系统日益变得复杂,难以用简单直观的分析方法进行处理,因此,雷达系统模拟法日益获得推广。雷达系统模拟方法具有经济、灵活、方便等优点,在雷达研究领域和工程技术领域得到了广泛的应用。本文基于线性调频脉冲雷达,对雷达回波模拟和处理进行了研究。本文主要工作分为三部分：雷达回波模拟、雷达信号处理和雷达数据处理。首先,介绍了雷达信号模拟的方法以及线性调频脉冲信号,并从目标回波信号的模拟、杂波信号的模拟以及噪声信号的模拟这三个方面讨论了雷达回波信号的模拟方法,同时给出了仿真结果。然后,进行了雷达信号处理的研究,其中包括测角、波束形成、脉冲压缩、动目标显示(MTI)处理、动目标检测(MTD)处理、恒虚警(CFAR)处理以及目标凝聚,通过雷达信号处理完成对目标的检测,提取目标的距离、方位角和俯仰角等信息。最后,着重分析了雷达数据处理方法,包括航迹起始、点迹航迹关联、航迹补点、航迹消亡、剩余点迹的删除以及航迹显示,并给出了仿真结果。本文完整地给出了线性调频脉冲雷达系统的模拟和处理过程,模拟的雷达回波信号,经过雷达信号处理以及雷达数据处理后,最终形成可靠航迹并显示。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 雷达回波模拟的国内外现状
• 1.3 雷达信号处理的主要研究领域和发展趋势
• 1.4 雷达数据处理技术研究的历史与现状
• 1.5 本文的主要内容和章节安排
• 2 雷达回波模拟
• 2.1 引言
• 2.2 相干视频信号模拟方法
• 2.3 线性调频（LFM）脉冲信号
• 2.4 目标回波信号模拟
• 2.5 杂波信号模拟
• 2.5.1 杂波类型
• 2.5.2 杂波模型
• 2.5.3 杂波建模的基本方法
• 2.5.4 线性滤波器的设计
• 2.5.5 杂波模拟
• 2.6 噪声信号模拟
• 2.7 本章小结
• 3 雷达信号处理
• 3.1 引言
• 3.2 信号处理流程
• 3.3 目标空间二维到达角的估计
• 3.3.1 空域谱估计基本原理
• 3.3.2 空域二维谱估计原理
• 3.4 数字波束形成
• 3.4.1 波束形成基本概念
• 3.4.2 Capon波束形成器
• 3.5 脉冲压缩
• 3.5.1 匹配滤波器
• 3.5.2 线性调频信号的脉冲压缩处理
• 3.6 MTI处理
• 3.7 MTD处理
• 3.8 恒虚警处理
• 3.9 目标凝聚
• 3.10 目标参数的测量
• 3.10.1 目标斜距的测量
• 3.10.2 相对速度的测量
• 3.11 Matlab仿真流程以及结果
• 3.12 本章小结
• 4 雷达数据处理
• 4.1 引言
• 4.2 雷达数据处理中的基本概念
• 4.2.1 观测
• 4.2.2 观测数据预处理
• 4.2.3 数据关联
• 4.2.4 波门
• 4.2.5 跟踪
• 4.3 系统模型
• 4.4 运动目标的数学模型
• 4.4.1 常速度模型
• 4.4.2 常加速度模型
• 4.5 卡尔曼滤波器
• 4.5.1 滤波模型
• 4.5.2 卡尔曼滤波器在雷达数据处理中的应用
• 4.5.3 卡尔曼滤波器仿真结果
• 4.6 数据关联
• 4.6.1 最简单的关联法
• 4.6.2 最近邻域关联法
• 4.7 雷达数据处理的实现
• 4.7.1 雷达数据预处理
• 4.7.2 航迹起始
• 4.7.3 点迹航迹关联
• 4.7.4 航迹补点
• 4.7.5 航迹消亡
• 4.7.6 剩余点迹的删除
• 4.7.7 航迹显示
• 4.8 Matlab仿真流程以及结果
• 4.9 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献