毫米波雷达地杂波特性的分析与研究

论文摘要

毫米波雷达由于具有高距离分辨力、全天候工作能力且抗干扰性强等优点,在众多领域得到广泛应用。而地杂波是影响雷达准确检测目标的重要因素,对杂波特性的掌握有助于提高杂波背景下进行雷达信号的检测能力。因此对毫米波雷达地杂波的研究具有非常重要的意义。本文对毫米波雷达地杂波特性进行了研究,主要包括地杂波后向散射系数的理论、地杂波后向散射数据处理方法、毫米波LFMCW雷达目标检测性能分析和杂波抑制技术等几个方面。首先,研究了毫米波雷达地杂波后向散射系数的相关理论,包括杂波理论计算模型、地杂波后向散射系数与入射角的关系、地杂波后向散射系数经验模型、统计特性和极化特性等。其次,根据两种常用的杂波后向散射系数模型,应用最小二乘法拟合了地面和草地的地杂波后向散射系数曲线。并在此基础上,分析了地杂波后向散射系数随入射角的变化趋势和原因以及幅度特性和相关特性,总结了相应地杂波的后向散射特性。最后,研究了毫米波LFMCW雷达下的目标检测性能和杂波抑制方法。对毫米波LFMCW雷达在多种地杂波环境下的作用距离及信杂比等进行了分析;研究了LFMCW雷达中的动目标显示技术(MTI),并进行了模拟仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 雷达杂波
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 毫米波雷达地杂波及研究意义
• 1.4 本文主要工作
• 2 雷达杂波的概念和理论
• 2.1 基本概念
• 2.1.1 定义
• 2.1.2 后向散射系数
• 2.2 理论计算模型
• 2.2.1 简单模型
• 2.2.2 粗糙面散射理论模型
• 2.3 杂波常见的幅度谱和功率谱
• 2.3.1 杂波幅度的统计分布
• 2.3.2 杂波信号的自相关函数和功率谱密度
• 3 毫米波雷达陆地杂波特性研究
• 3.1 地杂波后向散射系数
• 0与擦地角的关系'>3.1.1 σ⁰与擦地角的关系
• 3.1.2 几种常见地物的后向散射系数
• 3.1.3 地物的后向散射特性模型
• 3.2 地杂波的统计特性
• 3.2.1 地杂波的幅度谱
• 3.2.2 地杂波的功率谱
• 3.3 地杂波的去极化特性
• 3.3.1 极化
• 3.3.2 去极化
• 4 毫米波雷达陆地表面杂波的数据处理
• 4.1 引言
• 4.2 数据处理的基础
• 4.2.1 线性空间与对数空间
• 4.2.2 分段均值
• 4.2.3 标准偏差
• 4.2.4 概率密度函数和累积概率函数
• 4.2.5 中值
• 4.3 数据处理
• 4.3.1 数据处理方法
• 4.3.2 数据拟合
• 4.3.3 数据分析
• 4.3.4 地杂波幅度特性分析
• 4.3.5 地杂波相关特性分析
• 5 毫米波LFMCW雷达目标检测性能与杂波抑制研究
• 5.1 毫米波LFMCW雷达目标检测性能分析
• 5.1.1 LFMCW雷达作用距离分析
• 5.1.2 LFMCW雷达信杂比分析
• 5.2 LFMCW雷达中的MTI
• 5.3 梳状滤波器组
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献