基于超近程主动防护系统的雷达关键技术研究

论文摘要

超近程主动防护系统作为反导体系的最后一道屏障，具有重要的军事意义，其雷达主要关注近距离高速目标探测，既有与常规中远程雷达的共同之处，也有其自身特点。基于超近程主动防护系统雷达的技术发展需求，本文以宽带模糊函数为主要分析工具，对超近程主动防护系统舰船衍生型雷达的多载波信号波形、分布式多输入输出线性阵列结构，坦克衍生型雷达探测高速目标所需的伪码调相信号大多普勒容限扩展方法等雷达研制中的关键技术进行了系统深入的理论研究和应用分析。本文主要工作如下： 1．模糊函数理论 1)讨论了模糊函数基础理论，在对宽带模糊函数距离—速度估计分辨性能与目标速度关系进行研究的基础上，指出宽带模糊函数适用于超近程主动防护系统雷达信号特性分析，并对常用线性调频信号多普勒容限与观测时间和相对带宽的关系进行了研究。 2)从相关接收的角度给出了宽带加速度模糊函数的定义，考虑到今后高机动目标拦截的需要，详细分析了线性调频信号的加速度模糊函数与观测时间和相对带宽的关系。 3)研究了高阶小波累积量模糊函数在信号检测中的应用，指出相对于奇数阶累积量的多峰值性，偶数阶累积量更适用于信号检测，引入了基于小波域变换的快速算法，并以常用伪码调相回波信号为例，将其与二阶小波相关性能进行了比较。 2．多载波信号波形及分布式多输入输出线性阵列结构理论研究 1)系统分析了多载波信号波形特性。给出了子载波分别为单载频、线性调频、相位调制信号时的多载波雷达信号的宽带模糊函数，分析了子载波信号类型与其距离、速度轴特性的关系，研究了邻道干扰产生的原因、抑制方法及其对信号处理算法选择的影响，讨论了子载波为线性调频信号采用Dechirping处理时多载波合成的特点及此时增加子载波正交性的措施，研究了子载波带宽较大时的距离像拼接算法。 2)研究了分布式多输入输出线性阵列结构。给出了分布式多输入输出线性阵列雷达的距离—速度—角度模糊函数，基于其距离—角度模糊函数，研究了角度维和距离维耦合产生原因及其三种消除方法、合成天线方向图栅、旁瓣特性以及利用时间渡越效应对合成天线方向图的改善，讨论了不同阵列结构时的距离—角度匹配算法。 3)研究了分布式多输入输出线性阵列结构雷达各雷达阵元采用非相干组网，利用其空间分集特性提高目标发现概率时，目标RCS起伏特性导致的秩K和Neyman

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 舰船衍生型雷达所需研究的技术要点
• 1.2.2 坦克衍生型雷达所需研究的技术要点
• 1.3 相关雷达技术述评
• 1.3.1 相控阵雷达技术与MIMO雷达技术述评
• 1.3.2 连续波泄漏抑制技术述评
• 1.3.3 多普勒容限扩展技术述评
• 1.4 本文的研究框架和主要工作
• 2 模糊函数理论
• 2.1 引言
• 2.2 基本模糊函数定义分析
• 2.2.1 窄带模糊函数
• 2.2.2 宽带模糊函数
• 2.2.3 基于模糊函数的目标距离—速度估计分析
• 2.2.4 基于宽带模糊函数的LFM信号多普勒容限分析
• 2.3 宽带加速度模糊函数
• 2.3.1 宽带加速度模糊函数定义
• 2.3.2 LFM信号的宽带加速度模糊函数
• 2.3.3 LFM信号宽带加速度模糊函数特性仿真分析
• 2.4 高阶小波累积量宽带模糊函数
• 2.4.1 高阶小波累积量的定义分析
• 2.4.2 高阶小波累积量模糊函数变换域算法
• 2.5 本章小结
• 3 多载波信号波形及分布式MIMO结构理论研究
• 3.1 引言
• 3.2 多载波信号波形分析
• 3.2.1 多载波信号基本特性
• 3.2.2 多载波信号分辨率合成基础算法
• 3.2.3 多载波信号的产生及传播特性
• 3.2.4 多载波信号模糊函数
• 3.2.5 子载波扩频调制的多载波信号分析
• 3.2.6 多载波信号距离像拼接算法分析
• 3.3 分布式MIMO结构理论分析
• 3.3.1 分布式MIMO线性阵列雷达的距离-速度-角度模糊函数
• 3.3.2 基于模糊函数的距离—角度耦合及天线方向图分析
• 3.3.3 分布式MIMO线性阵列雷达的距离—角度匹配算法分析
• 3.4 分布式MIMO结构雷达各雷达元非相干组网融合准则分析
• 3.5 本章小结
• 4 舰船衍生型分布式MIMO雷达及其连续波泄漏抑制技术
• 4.1 引言
• 4.2 舰船衍生型分布式MIMO雷达系统分析
• 4.3 舰船衍生型分布式MIMO雷达低截获概率分析
• 4.4 一种连续波泄漏抑制方法
• 4.4.1 伪码调相与正弦调频复合调制信号局限性分析
• 4.4.2 基于正交分解的连续波泄漏抑制方法
• 4.5 本章小结
• 5 坦克衍生型雷达多普勒容限扩展技术及噪声调频体制研究
• 5.1 引言
• 5.2 一种伪码调相连续波信号多普勒容限扩展方法
• 5.2.1 基于模糊函数的多普勒容限数学描述
• 5.2.2 m序列移位相乘性
• 5.2.3 多普勒容限扩展电路模型
• 5.2.4 目标回波信号检测
• 5.2.5 多目标情况
• 5.2.6 一般二相码的多普勒容限扩展
• 5.2.7 仿真分析
• 5.3 坦克衍生型雷达噪声调频体制研究
• 5.3.2 均匀分布噪声调频信号平稳性及各态历经性分析
• 5.3.3 回波信号功率谱密度分析
• 5.3.4 Tent映射混沌源
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间撰写的论文、申请专利及科研实践
• 申请专利及科研实践