面向目标跟踪的自适应雷达参数选择与波形设计

论文摘要

雷达目标跟踪技术发展迅速，并在军事和民用等方面得到了广泛而成功的应用，如地基警戒雷达和船用导航雷达等。但对于弱小目标，机动目标的跟踪仍存在诸多问题。本文主要研究了面向目标跟踪的波形捷变传感方法，即打破传统雷达“序贯”的处理方式，引入雷达数据处理到发射波形产生的“反馈”机制。以信号的模糊函数为桥梁，建立起目标状态估计精度和发射信号波形参数的对应关系，根据目标跟踪的结果自适应调整发射信号的形式或波形参数，以达到更好的跟踪精度。基于此框架，本文并完成了理论推导，系统设计和仿真验证。归纳起来本文的主要贡献包括：·以经典的参数估计理论出发，推导并验证了雷达发射波形参数和目标状态估计精度的数学关系，通过计算机仿真验证了波形捷变传感应用于目标跟踪系统的可行性。相比于传统的目标跟踪，波形捷变跟踪有更好的估计精度。·设计了可变脉冲重频的波形捷变跟踪系统模型，建立了系统模型并设计了自适应波形参数处理算法。通过仿真对该系统进行了原理验证，并对其在机动目标背景下的跟踪应用做了测试和分析。相比于传统的处理方法，该算法可以自适应的调整发射波形参数，达到更好的跟踪精度。并且兼顾了目标跟踪的机动性和稳定性。·结合组内的横向课题，完成了某型舰载雷达录取终端的硬件设计实现和部分软件算法的研发。在硬件设计中尝试了新的计算架构，并在如高速串行数据传输，外部扩展存储器以及高速实时DSP算法实现等方面做了大胆尝试并取得了很好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 多目标跟踪框架
• 1.1.1 数据关联
• 1.1.2 航迹管理
• 1.1.3 状态估计
• 1.1.4 波门计算
• 1.2 机动目标跟踪
• 1.3 波形捷变跟踪
• 1.4 本文的安排
• 第2章 与波形捷变跟踪相关的信号理论
• 2.1 雷达信号与波形参数
• 2.2 模糊函数与测量精度
• 2.2.1 点目标回波模型
• 2.2.2 参数估计精度
• 2.2.3 模糊函数
• 2.2.4 目标状态观测
• 2.3 典型信号分析
• 2.3.1 单载频脉冲信号
• 2.3.2 线性调频信号
• 2.4 本章小结
• 第3章 波形捷变跟踪系统与算法
• 3.1 综述
• 3.2 可变脉冲宽度信号的波形捷变跟踪
• 3.2.1 系统模型
• 3.2.2 算法描述
• 3.2.3 仿真分析
• 3.3 可变脉冲重频的波形捷变跟踪模型
• 3.3.1 系统模型
• 3.3.2 算法描述
• 3.3.3 仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 雷达跟踪系统设计与实现
• 4.1 总体设计
• 4.1.1 功能描述
• 4.1.2 系统框架
• 4.2 软件算法设计
• 4.2.1 信号后处理部分
• 4.2.2 航迹处理部分
• 4.3 信号处理单板设计
• 4.3.1 硬件框架
• 4.3.2 计算架构
• 4.3.3 数据传输
• 4.3.4 数据存储
• 4.4 本章小结
• 第5章 结束语
• 5.1 主要创新点
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果