利用非合作信号无源雷达技术的研究

论文摘要

无源雷达是一种新体制雷达,它本身并不发射电磁波,而是借助空中已有的各种电磁波信号来检测目标,因而在现代电子战中具有重要意义。本文通过分析和比较各种卫星信号的具体参数,包括载波频率、调制方式、码率等,确定有利于目标成像和系统优化设计的信号作为外辐射源信号,并在双基地雷达理论的基础上,从能量、距离、多普勒等方面分析了GPS信号的性能。然后利用基于GPS卫星作为辐射源的无源定位体制,研究了该体制下的最大探测距离和信号杂波功率比,并给出了定位算法。最后通过选取最优算法,对目标进行成像和跟踪,从而确定系统工作体制。根据GPS目标信号在大地测绘中的应用,本文探讨了双基地合成孔径雷达成像算法在适当情况下的成像可行性,并在此基础上建立了被动目标的运动模型,比较了线性和非线性跟踪方法在无源雷达体制下的性能,结果表明非线性滤波算法较适合于该雷达体系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 无源雷达概述
• 1.2 双基地雷达概述
• 1.3 本文的研究背景
• 1.4 本文研究内容
• 2 典型卫星信号分析
• 2.1 雷达信号模糊函数定义
• 2.2 卫星信号的分析
• 2.2.1 Galileo信号分析
• 2.2.2 Glonass信号分析
• 2.2.3 GPS信号分析
• 2.3 关于三种卫星信号的特征比较与分析
• 2.4 本章小结
• 3 双基雷达系统的基本原理
• 3.1 双基雷达的基本关系
• 3.1.1 几何关系和坐标系
• 3.1.2 双基雷达的能量关系
• 3.1.3 信噪比等值线
• 3.1.4 双基地雷达的观察面积
• 3.1.5 双基地雷达的距离关系
• 3.1.6 双基地雷达的多普勒关系
• 3.2 基于GPS信号的双基地雷达关系分析
• 3.3 本章小结
• 4 关于GPS的定位分析
• 4.1 地心大地坐标系和GPS系统坐标系
• 4.1.1 地心大地坐标系
• 4.1.2 WGS—84世界大地坐标系
• 4.1.3 GPS坐标系与雷达坐标系的转换关系分析
• 4.2 基于GPS雷达的无源雷达定位几何结构方案
• 4.2.1 GPS无源定位的几何结构分析
• 4.2.2 寻找最佳定位的GPS卫星方法
• 4.3 利用GPS信号进行目标探测的相关性能分析
• 4.3.1 GPS信号的最大可探测距离
• 4.3.2 发射信号与杂波功率比
• 4.4 本章小结
• 5 目标的成像与跟踪
• 5.1 双站合成孔径雷达的基本原理
• 5.2 基于GPS信号的雷达目标成像
• 5.2.1 相关仿真分析
• 5.3 关于目标跟踪的分析
• 5.3.1 观测模型的分析
• 5.3.2 关于目标的基本运动模型
• 5.3.3 起始条件的确定
• 5.3.4 相关滤波算法分析
• 5.3.5 仿真分析
• 5.4 本章小结
• 6 全文总结
• 致谢
• 参考文献