步进频率线性调频脉冲雷达离散时间信号处理

论文摘要

高速弹载平台、远距情况下的雷达成像是现代制导雷达的重要发展方向之一，需要解决目标运动速度的精确估计、运动补偿以及如何提高数据率等关键问题。本文针对上述应用，在系统地分析SF（Stepped Frequency，步进频率）、LFM（LinearFrequency Modulated，线性频率调制）、SF-LFM（步进频率线性调频）等宽带雷达成像体制的信号处理方法的基础上，提出一种基于SF-LFM脉冲雷达体制的目标运动速度估计及运动补偿方法，为高质量的成像以及运动补偿提供了一种可行的技术途径；另提出一种基于多通道处理的高重频步进频率线性调频脉冲压缩雷达的信号处理方法，通过理论分析和仿真实验证实了运用高重频步进频率线性调频脉冲压缩雷达实现高数据率的目标成像与目标探测的可行性。本文的研究工作主要包括：（1）基于SF-LFM脉冲雷达体制的高距离分辨成像算法通过理论分析建立了回波采样信号的数学模型以及IQ正交采样、数字脉冲压缩以及距离像拼接等信号处理过程中的数学模型。（2）基于升降频SF-LFM脉冲雷达体制下的目标运动速度估计与运动补偿算法提出了一种基于升降频SF-LFM体制的速度估计方法，该方法在分布式目标背景（采样单元内存在多散射中心、距离分辨单元宽度小于目标尺寸）以及超高速应用情况下具有比较好的适应性，完成目标速度估计所需要的运算量较小，具有较大的不模糊测速范围；提出了一种基于升降频SF-LFM体制的二次脉冲压缩与运动补偿方法，该方法具有较高的运动补偿精度以及较好的脉冲压缩效果。（3）基于高重频升降频SF-LFM脉冲雷达体制的信号处理方法建立了高重频升降频SF-LFM脉冲压缩雷达目标回波的信号模型以及信号处理过程中的各种数学模型；进行了典型的参数设计及计算机仿真，给出了仿真实例，通过理论分析与仿真实验证明了采用高重频SF-LFM脉冲雷达体制在高超声速、远作用距离情况下实现高数据率、高分辨成像的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 高距离分辨雷达的概念和优点
• 1.2 高距离分辨率雷达技术
• 1.3 SF-LFM 合成宽带雷达技术
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 SF、LFM 脉冲雷达信号处理
• 2.1 步进频率脉冲雷达一维距离成像的基本原理
• 2.2 线性调频脉冲雷达信号处理
• 2.3 SF、LFM 两种宽带体制的特点比较
• 2.4 小结
• 第3章 SF-LFM 脉冲雷达一维距离成像
• 3.1 引言
• 3.2 SF-LFM 脉冲雷达回波采样信号的数学模型
• 3.3 数字脉内压缩处理
• 3.4 脉间压缩、距离像拼接处理
• 3.5 步进线性调频脉冲压缩雷达的参数设计与仿真举例
• 3.6 小结
• 第4章 基于升降频 SF-LFM 脉冲压缩雷达体制的目标速度估计与运动补偿
• 4.1 引言
• 4.2 升降频 SF-LFM 脉冲压缩雷达的离散时间信号处理模型
• 4.3 目标速度的模糊估计以及解模糊
• 4.3.1 目标速度的模糊估计
• 4.3.2 目标速度的解模糊
• 4.4 升、降帧距离像的非相干积累
• 4.5 仿真结果
• 4.5.1 仿真参数设计
• 4.5.2 仿真结果分析
• 4.6 小结
• 第5章 高重频升降频 SF-LFM 脉冲压缩雷达信号处理
• 5.1 引言
• 5.2 高重频升降频 SF-LFM 脉冲压缩雷达离散时间信号处理模型
• 5.3 参数设计及仿真结果举例
• 5.4 小结
• 结论和展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录）