论文题目: 双基地LFMCW雷达信号处理技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 张容权
导师: 杨建宇
关键词: 双基地,信号分析,模糊函数,信号处理,速度,加速度,参数,估计,距离速度去耦合
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文研究双基地线性调频连续波(LFMCW)雷达的信号处理理论及系统关键技术，包括： 1) 从双基地雷达几何结构和LFMCW信号特点出发，分析了双基地环境下的对称三角LFMCW信号特性，包括：具有速度和加速度的运动目标的回波信号、差拍信号、多普勒信号分析，以及在高斯白噪声环境下信号的最佳检测模型。 2) 分析单基地对称三角LFMCW信号和双基地LFMCW信号模糊函数及特性，然后结合二者，导出双基地对称三角LFMCW雷达信号的模糊函数及特性；并分析了距离分辨率、速度分辨率，以及距离速度耦合特性。 3) 针对单目标环境，提出了基于多项相位变换的双基地LFMCW雷达运动目标的速度和加速度估计方法；针对同一距离单元的多个目标环境，提出了一种修正的多项相位变换方法的双基地LFMCW运动目标的速度和加速度估计方法。通过仿真验证了这两种算法的有效性。 4) 针对双基地LFMCW高斯色噪声环境下的速度和加速度估计问题，提出了一种通用离散Chirp—Fourier变换方法。此变换方法有效利用了色噪声的功率谱密度信息，使其在实际目标检测与参数估计中，其性能明显优于现有的离散Chirp—Fourier变换方法。另外推导了色高斯环境下的Chirp信号参数估计的CRB，为实际情况的参数估计方差提供较精确的下限。 5) 提出了将LFMCW雷达差拍信号离散频谱增采样内插以提高雷达测距精度的方法。仿真结果表明，这种方法可以有效降低FFT固有频域采样间隔带来的测距误差，能够在整个频域轴上更准确地反映多个不同距离目标的差拍信号频谱特性，且运算量低。 6) 对双基地LFMCW雷达的距离速度去耦合进行研究，提出了“MTD—频域配对法”的距离速度去耦合方案。仿真分析表明，该方法能简化目标环境，可实现各种复杂多目标环境下的目标检测与距离速度去耦合，实现目标速度、距离精确估计。 7) 研究了双基地LFMCW雷达的一些关键技术，包括： 多径效应分析、杂波与直达波抑制技术及方案；LFMCW的数字AGC设计方案。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状和发展趋势
1.3 本文的主要工作
1.4 本文的主要创新点
第二章 双基地雷达的基本关系
2.1 双基地雷达坐标系与几何关系
2.2 双基地雷达能量关系
2.2.1 雷达方程
2.3 双基地雷达参数测量方法
2.3.1 定位方法
2.3.2 定位精度
2.3.3 多普勒频率
2.4 双基地雷达测量精度
2.4.1 距离和测量精度
2.4.2 角度测量精度
2.4.3 多普勒频率测量精度
2.5 双基地雷达目标分辨率
2.5.1 距离分辨率
2.5.2 多普勒分辨率
2.6 结论
第三章 双基地 LFMCW雷达信号与最佳检测模型
3.1 回波信号分析
3.2 差拍信号分析
3.3 多普勒信号分析
3.3.1 单目标多普勒信号分析
3.3.2 多目标多普勒信号分析
3.4 双基地 LFMCW雷达最佳检测模型
3.5 结论
第四章 双基地 LFMCW雷达信号模糊函数
4.1 单基地对称三角LFMCW雷达信号模糊函数
4.1.1 单基地对称三角LFMCW雷达信号模糊函数
4.1.2 单基地对称三角LFMCW雷达信号模糊函数特性
4.1.3 单基地对称三角LFMCW雷达信号模糊函数对称特性
4.1.4 单基地对称三角LFMCW雷达信号分辨率
4.1.5 单基地对称三角LFMCW雷达信号距离速度耦合特性
4.2 双基地单扫频 LFMCW雷达信号模糊函数
4.2.1 双基单扫频LFMCW雷达信号模糊函数
4.2.2 双基地单扫频LFMCW雷达信号分辨率
4.2.2.1 双基地单扫频LFMCW雷达信号距离分辨率
4.2.2.2 双基地单扫频LFMCW雷达信号速度分辨率
4.2.2.3 双基地单扫频LFMCW雷达信号距离速度耦合特性
4.3 双基地对称三角LFMCW雷达信号模糊函数
4.3.1 双基地对称三角LFMCW模糊函数
4.3.2 双基地对称三角LFMCW雷达信号模糊函数特性
4.3.3 双基地对称三角 LFMCW雷达信号分辨率
4.4 结论
第五章 基于多项相位变换的双基地 LFMCW雷达目标速度、加速度参数估计
5.1 单运动目标的速度与加速度估计
5.1.1 多项相位变换
5.1.2 加速度估计
5.1.3 加速度补偿及速度估计
5.1.4 运算量分析
5.1.5 仿真分析
5.2 多运动目标的速度与加速度估计
5.2.1 加速度和速度估计
5.2.2 运算量分析
5.2.3 仿真分析
5.3 结论
第六章 基于高斯色噪声的通用离散 Chirp-Fourier变换的双基地LFMCW雷达目标速度、加速度估计
6.1 高斯色噪声环境下通用离散Chirp-Fourier变换
6.2 快速算法的实现与运算量分析
6.3 高斯色噪声环境下CRB分析
6.4 仿真分析
6.5 结论
第七章 基于频域增采样内插提高LFMCW雷达测距精度
7.1 FFT测距误差分析
7.2 频域增采样内插
7.3 运算量分析
7.4 仿真分析
7.5 结论
第八章 双基地LFMCW雷达距离速度去耦合研究
8.1 MTD-频域配对法步骤
8.2 MTD后为单目标环境频域配对法
8.3 MTD后为多目标环境频域配对法
8.4 MTD-频域配对法的验证
8.5 结论
第九章 双基地LFMCW雷达关键技术研究
9.1 多径效应分析
9.2 杂波与直达波抑制
9.3 LFMCW雷达数字增益控制设计
9.3.1 LFMCW雷达DAGC原理
9.3.2 LFMCW雷达DAGC实现方案
9.4 结论
第十章 总结与展望
10.1 本文工作总结
10.2 工作展望
致谢
参考文献
作者在校期间(合作)发表的学术论文
作者在校期间(合作)研究的课题
发布时间: 2006-11-28
参考文献
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