复单脉冲比的统计分析及仿真研究

论文摘要

单脉冲算法是一种快速有效的目前普遍使用的角度估计算法,理论分析表明:在没有噪声的理想情况下,单个目标的单脉冲比为实数。目标偏离和波束指向的角度近似与单脉冲比成正比。而当目标数大于一或存在背景噪声时,单脉冲比为一复数,称为复单脉冲比。本论文围绕多目标复杂背景下的复单脉冲比进行了理论分析及仿真研究。首先,基于复单脉冲比,本文定量研究了传统单脉冲应用于两等功率非起伏目标存在时的角分辨力问题。首先推导了无背景噪声时另一目标存在所引起的单脉冲测角理论误差公式,并提出了基于测角误差是否满足系统要求的角分辨准则。接着,推导白高斯噪声背景下传统单脉冲的测角误差概率密度函数,由此计算出新准则下的目标分辨概率。实验仿真结果证实了理论分析的正确性及新角分辨准则良好的实用性。对复单脉冲比概率密度函数进行分析是得到单脉冲雷达测角估计信息的有效手段。本论文综合参考了对复单脉冲比概率密度函数进行分析的各个文献,对各种前提下的复单脉冲比的概率密度函数进行了统一分析整理,为对复单脉冲比的进一步研究提供了帮助。在空域色噪声背景下或存在主瓣干扰时应用传统单脉冲算法通常仅利用了复单脉冲比实部包含的目标信息。而通过对复单脉冲比实虚部联合概率密度函数的分析可以同时获得复单脉冲比实、虚部包含的目标相关信息,从而更有利于目标检测。本论文理论推导出高斯空域色噪声背景下多目标存在时复单脉冲比实虚部联合概率密度函数的显式表达式,同时进行了计算机仿真验证,并与白噪声背景下的复单脉冲比实虚部联合概率密度函数结论进行了对比分析,为对色噪声背景下复单脉冲比的进一步研究提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 角分辨准则的一般定义
• 1.2.2 白噪声背景下复单脉冲比概率密度函数研究现状
• 1.2.3 色噪声背景下复单脉冲比概率密度函数研究现状
• 1.3 本文主要研究的内容
• 1.3.1 新角分辨准则的定义
• 1.3.2 白噪声背景下复单脉冲比概率密度函数研究
• 1.3.3 色噪声背景下复单脉冲比概率密度函数研究
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 基于天线阵的单脉冲算法理论基础
• 2.1 雷达的角度测量
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 测角方法及其比较
• 2.2 基于阵列的传统单脉冲算法
• 2.2.1 传统单脉冲算法概述
• 2.2.2 阵列信号处理概述
• 2.2.3 基于阵列的单脉冲算法概述
• 2.3 复数单脉冲比
• 2.3.1 复数单脉冲比的概念
• 2.3.2 复数单脉冲比与实数单脉冲比的关系
• 2.4 本章小结
• 第3章 新角分辨准则下的角分辨力研究
• 3.1 传统单脉冲算法角分辨力的定义
• 3.2 无噪声背景下传统单脉冲算法角分辨力确定性分析
• 3.2.1 无噪声时传统单脉冲算法角分辨力理论分析
• 3.2.2 不同信噪比下的仿真结果与理论测角误差公式比较分析
• 3.3 新角分辨准则下传统单脉冲算法角分辨力的统计分析
• 3.3.1 单次快拍下单脉冲测角误差PDF的理论推导
• 3.3.2 传统单脉冲目标分辨概率理论与仿真结果的比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 白噪声背景下复单脉冲比PDF研究
• 4.1 复单脉冲比实部概率密度函数
• 4.1.1 N次快拍瑞利目标复单脉冲比实部概率密度函数
• 4.1.2 N次快拍莱斯目标复单脉冲比实部平均概率密度函数
• 4.2 复单脉冲比实虚部联合概率密度函数
• 4.2.1 恒幅目标的复单脉冲比的概率密度函数
• 4.2.2 瑞利目标的复单脉冲比实虚部联合平均、条件概率密度函数
• 4.2.3 复杂目标复单脉冲比实虚部联合幅度条件概率密度函数
• 4.2.4 瑞利目标复单脉冲比实虚部联合概率密度函数文献分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 色噪声背景下复单脉冲比PDF研究
• 5.1 空域高斯色噪声背景复单脉冲比概率密度函数理论推导
• 5.2 色噪声与白噪声背景下复单脉冲比概率密度函数的比较
• 5.3 复单脉冲比概率密度函数计算机仿真
• 5.3.1 复单脉冲比实虚部联合概率密度函数理论公式仿真
• 5.3.2 不同信噪比下复单脉冲比实、虚部边缘概率密度函数理论仿真
• 5.3.3 复单脉冲比实、虚部边缘概率密度函数计算机与理论仿真对比
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢