盲提取方法在阵列雷达杂波抑制中的仿真研究

论文摘要

雷达在气象、农业、生物医学工程和军事等方面均有广泛的应用。为了使雷达在复杂环境中提高检测能力,降低虚警率,人们采用了许多先进的理论和方法,杂波抑制技术就是其中的关键技术之一。杂波按照统计特性可以分为均匀杂波和非均匀杂波两类。均匀杂波可以通过常规空时自适应处理（STAP）方法得到较好地抑制,但是如何抑制非均匀杂波则一直没有很好的解决。本文针对非均匀杂波环境下的杂波抑制问题,开展了以下的研究工作:（1）详细分析了雷达回波的信号组成,重点研究了杂波种类中的非均匀杂波带来的影响和挑战。随后使用零记忆非线性变换法对瑞利、对数正态、K分布和韦布尔四种不同类型分布的杂波进行了仿真,并提出了一种方法将一维杂波序列扩展成二维杂波。（2）研究使用盲提取（BSE）方法提取目标回波信号。在分析BSE方法研究现状的基础上,采用W. Liu等提出的基于线性预测器模型的二阶BSE算法提取雷达目标回波。结果表明,提取出的目标回波和原始目标回波相关度接近1。（3）提出了一种新颖的雷达杂波抑制方法。新方法将盲提取（BSE）和局域化广义似然比检测（JDL-GLR）相结合进行处理。首先将原始二维目标回波、非均匀杂波和噪声进行一维向量化后进行混叠,然后使用盲提取方法从中提取目标回波信号,最后进行目标检测。仿真结果表明,当虚拟环境的信杂比大于-10dB时,可得到理想的检测概率曲线,证实了新方法的可行性。本研究对开拓新的非均匀杂波抑制技术有借鉴意义和参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 雷达及其应用
• 1.2 相控阵雷达抑制杂波的研究现状及主要方法
• 1.2.1 TACCAR 技术
• 1.2.2 DPCA 技术
• 1.2.2.1 机械式DPCA
• 1.2.2.2 电子式DPCA
• 1.2.3 STAP 技术
• 1.2.4 杂波抑制技术展望
• 1.3 盲提取方法研究现状及其在雷达技术中的应用
• 1.4 本研究的思路和主要创新点
• 1.5 论文结构及安排
• 第二章 雷达非均匀杂波的建模与仿真
• 2.1 雷达接收信号及非均匀杂波
• 2.2 非均匀杂波给常规STAP 处理带来的挑战
• 2.3 非均匀杂波条件下的自适应处理研究概况
• 2.4 非均匀杂波的数据仿真及分析
• 2.4.1 瑞利分布
• 2.4.1.1 仿真参数设置
• 2.4.1.2 仿真结果与分析
• 2.4.2 对数-正态分布
• 2.4.2.1 仿真参数设置
• 2.4.2.2 仿真结果与分析
• 2.4.3 K 分布
• 2.4.3.1 仿真参数设置
• 2.4.3.2 仿真结果与分析
• 2.4.4 韦布尔分布
• 2.4.4.1 仿真参数设置
• 2.4.4.2 仿真结果与分析
• 2.5 总结
• 第三章 盲提取方法抑制阵列雷达杂波的研究
• 3.1 盲提取算法抑制雷达杂波概述
• 3.2 盲提取算法原理
• 3.3 数据模型
• 3.3.1 雷达信号模型
• 3.3.2 杂波模型
• 3.3.3 噪声模型
• 3.4 盲提取方法分离雷达回波与杂波的方法
• 3.5 仿真实验
• 3.5.1 实验参数与条件
• 3.5.2 实验结果与分析
• 3.6 小结
• 第四章 盲提取与STAP 相结合进行雷达目标检测的研究
• 4.1 盲提取与空时自适应处理相结合的必要性及其架构
• 4.2 局域化广义似然比检测（JDL-GLR）算法
• 4.3 仿真数据模型及参数设置
• 4.3.1 目标信号模型
• 4.3.2 杂波模型
• 4.3.3 噪声模型
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.4.1 在复杂信号环境中提取雷达回波
• 4.4.2 提取回波的JDL－GLR 检测
• 4.5 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果