机载下视雷达地杂波研究与模拟

论文摘要

杂波研究经过几十年的发展,仍然是雷达技术的热点。机载PD雷达地杂波强度大、杂波谱分布广,特别在下视状态下在所有的距离上都成为目标检测的背景,因此,机载PD雷达地杂波的研究和计算已经成为机载雷达最基本和最关键的研究课题之一。本文从机载下视雷达地杂波散射机理出发,结合机载下视雷达地杂波的特殊性,首先概括了机载下视雷达常用的杂波信号的特性即空间相关性和时间相关性,讨论了几种常用的相关杂波的模拟方法,做出了有效的模拟结果。网格划分法是机载雷达地杂波分析和计算时常用的分析方法,本文通过对机载雷达地杂波的几种网格划分方法的分析发现,杂波网格单元大小不一、形状各异,有可能超过了雷达的分辨率,因此,本文提出了地面杂波具有扩展目标的性质的观点。而角闪烁是扩展目标最重要的性质,于是本文对由扩展目标的角闪烁性质引起的杂波幅度起伏和相位分布进行了数字仿真;为了提高仿真精度,本文提出了模拟具有特定频谱特性的扩展目标算法,并对叠加频谱特性前后的序列进行了分析比较。基于前面对地面杂波特性的讨论和对机载下视雷达地面后向散射系数模型的研究,在充分考虑地面杂波起伏特性的情况下,本文提出了一种基于RCS起伏模型的机载下视雷达地杂波功率谱算法,并在Matlab平台上仿真实现,仿真结果与理论分析正好吻合,提高了杂波模拟的逼真度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 杂波仿真技术的发展和研究现状
• 1.3 机载PD 雷达地杂波建模与仿真的主要研究内容
• 1.4 本文的研究内容及论文的结构
• 第二章 PD 雷达杂波信号特性与建模仿真
• 2.1 杂波信号的特性
• 2.1.1 杂波的时间相关特性
• 2.1.2 杂波的空间相关特性
• 2.2 典型杂波信号的仿真方法
• 2.2.1 非相参杂波的仿真方法
• 2.2.2 基于外调制模型的相参杂波仿真方法
• 2.3 几种典型杂波序列的仿真结果
• 2.3.1 产生瑞利分布的杂波序列
• 2.3.2 产生对数正态分布的杂波序列
• 2.3.3 产生weibull 分布的杂波序列
• 2.3.4 产生K 分布的杂波序列
• 2.4 小结
• 第三章 机载下视雷达地杂波空间网格划分方法
• 3.1 雷达杂波坐标系及坐标转换
• 3.1.1 坐标系定义
• 3.1.2 坐标转换矩阵
• 3.2 等距-等多普勒地面单元划分法
• 3.2.1 距离环宽度确定
• 3.2.2 多普勒环的确定
• 3.3 距离环地面散射单元划分法
• 3.3.1 距离环宽度确定
• 3.3.2 方位角间隔确定
• 第四章 地杂波作为扩展目标的仿真
• 4.1 扩展目标
• 4.2 将地杂波作为扩展目标的理由
• 4.3 将地杂波作为扩展目标的数字仿真
• 4.3.1 第一类模型与其仿真
• 4.3.2 第二类模型与其仿真
• 4.3.3 第三类模型与其仿真
• 4.3.4 第四类模型与其仿真结果
• 4.4 对特定频域特性的扩展目标进行时域仿真
• 4.4.1 扩展目标频域特性模型的选择
• 4.4.2 扩展目标频域特性的实现
• 4.4.3 扩展目标叠加特定频域特性前后的比较
• 4.5 小结
• 第五章 基于起伏RCS 模型的机载PD 雷达地杂波的仿真
• 5.1 引言
• 5.2 机载PD 雷达杂波的主要特点
• 5.2.1 机载PD 雷达地杂波后向散射特性
• 5.2.2 机载PD 雷达功率谱特性
• 5.3 基于起伏RCS 模型机载PD 雷达地杂波谱计算方法
• 5.3.1 对地面散射系数起伏特性的分析
• 5.3.2 起伏RCS 数据的产生
• 5.3.3 本文提出的起伏RCS 的功率谱算法
• 5.3.4 计算功率谱需要注意的问题
• 5.3.5 仿真结果及分析
• 5.4 机载下视雷达地杂波在射频仿真系统中的实现
• 5.4.1 射频仿真系统简述
• 5.4.2 射频仿真系统中目标模拟
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 就读期间发表过的论文