基于电视信号的双基地雷达的数据处理

论文摘要

基于外辐射源的双基地无源雷达是一种新型的雷达体制。该种体制的雷达本身并不辐射电磁波,而是利用外部其他的电磁波来检测目标,因此该雷达不易被敌方电子侦察系统探测到,又具有良好的抗干扰、抗反辐射导弹和反隐身的能力。然而在这种双基地无源雷达中,雷达接收机接收的直达波信号和多路径信号非常强,这是一般常规雷达所没有的问题,它会严重影响目标的检测,降低目标的发现概率和增加虚警概率。本论文研究的是利用非合作式的电视信号发射机作为照射源的双基地雷达系统中的数据处理部分。由于电视信号中的同步信号及相邻行图像信号的相关性造成许多数值很接近的模糊峰,从而不能有效测距,所以论文探讨了利用信号处理得到的多普勒频移和方位角信息,对目标的位置和速度进行估计,形成目标航迹,实现对目标的跟踪。论文首先给出了雷达数据处理流程;然后分别对数据处理的主要环节进行了深入地分析和讨论,包括杂波图的形成与更新、航迹的起始、点迹—航迹的关联、航迹的滤波、航迹的补缺及消亡等,其中航迹的滤波是数据处理的关键技术,采用了标准卡尔曼滤波算法和扩展卡尔曼滤波算法;最后给出了仿真结果,表明该算法可以精确地估计出目标的运动轨迹,从而验证了雷达数据处理算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 基于外辐射源雷达的历史、发展现状
• 1.2.1 早期的双（多）基地雷达
• 1.2.2 基于外辐射源雷达在国内、外的发展现状
• 1.3 利用广播、通讯、电视信号的无源雷达
• 1.4 雷达系统的数据处理
• 1.5 本文研究内容和章节安排
• 2 电视信号
• 2.1 引言
• 2.2 电视信号的组成
• 2.3 电视信号的频谱
• 2.4 电视信号的特点
• 2.5 系统中利用的电视信号
• 2.6 本章小结
• 3 基于电视信号的双基地雷达系统
• 3.1 双基地无源雷达系统概述
• 3.2 雷达信号处理
• 3.3 雷达数据处理
• 3.4 基于电视信号的双基地雷达系统中的关键技术
• 3.5 本章小结
• 4 雷达数据处理技术中的滤波方法
• 4.1 引言
• 4.2 卡尔曼滤波简介
• 4.2.1 卡尔曼滤波基本思想
• 4.2.2 卡尔曼滤波的特点
• 4.2.3 Kalman算法的优越性
• 4.2.4 卡尔曼滤波的应用
• 4.3 随机线性系统的标准卡尔曼滤波
• 4.3.1 随机线性系统的数学模型
• 4.3.2 Kalman滤波方程
• 4.3.3 计算流程
• 4.3.4 滤波器的初始化
• 4.3.5 Kalman算法的应用
• 4.4 随机非线性系统的扩展的卡尔曼滤波
• 4.4.1 非线性系统的数学模型
• 4.4.2 扩展的卡尔曼滤波方程
• 4.4.3 EKF算法的应用
• 4.5 卡尔曼滤波应用中应注意的问题
• 4.5.1 导致发散的原因
• 4.5.2 判断发散的依据
• 4.5.3 解决发散问题的方法
• 4.6 本章小结
• 5 雷达数据处理过程的实现
• 5.1 引言
• 5.2 雷达数据处理过程的概述
• 5.3 杂波图的形成与更新
• 5.4 航迹的起始
• 5.4.1 滑窗法
• 5.4.2 航迹起始的实现
• 5.5 点迹—航迹的关联逻辑
• 5.5.1 相关和赋值算法
• 5.5.2 点迹—航迹关联的实现
• 5.6 航迹的滤波
• 5.7 航迹补点
• 5.8 航迹消亡
• 5.9 剩余点迹的处理
• 5.10 航迹显示
• 5.11 雷达数据处理的仿真结果
• 5.12 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献