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舰载防空系统中雷达数据处理仿真研究

作　者: 王博
导　师: 谢拥军
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 相控阵雷达复杂地形杂波仿真不敏卡尔曼滤波
分类号: TN955
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文研究了相控阵雷达的基本原理和基本构成及信号在相控阵雷达系统中的传输、处理过程,分析了相控阵雷达系统仿真的总体流程。对目标精密跟踪算法做了一定的介绍,其中包含卡尔曼算法、扩展卡尔曼算法和不敏卡尔曼算法,并使用各种实例仿真对算法进行验证。以AN/SPY-1雷达为平台,针对复杂地形的地形高程数据和地形地物特征,生成地杂波模拟数据,在综合分析相控阵雷达系统及低飞目标的运动规律基础上,采用半空间物理光学结合图形电磁学,计算半空间低飞复杂目标的雷达散射截面,根据时域信号处理方法分析目标和杂波信息相叠加的雷达信号,利用不敏卡尔曼滤波算法对目标进行精密跟踪,完整模拟雷达探测与跟踪系统。最后通过仿真实例进行验证,数值结果证明该文方法的有效性和准确性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-9
  1.1 引言  7
  1.2 发展现状  7
  1.3 论文的主要研究内容  7-9
第二章相控阵雷达的建模与仿真  9-29
  2.1 研究背景  9-11
    2.1.1 AN/SPY-1背景  9-10
    2.1.2 AN/SPY-1D雷达功能与组成  10-11
  2.2 雷达总体工作过程研究  11-12
  2.3 雷达信号的产生及发射模型  12-17
    2.3.1 平面阵列和波束控制  12-15
    2.3.2 和差波束的建模与仿真  15-16
    2.3.3 扫描方式  16-17
  2.4 雷达信号传输模型  17-21
    2.4.1 自由空间损耗  17-18
    2.4.2 降雨的衰减  18-20
    2.4.3 云的衰减  20-21
  2.5 雷达回波信号接收及处理模型  21-27
    2.5.1 AN/SPY-1D相控阵雷达接收信号模型  21-22
    2.5.2 AN/SPY-1D相控阵雷达信号处理模型  22-23
    2.5.3 雷达跟踪处理模型  23-27
  2.6 小结  27-29
第三章目标跟踪算法研究  29-43
  3.1 引言  29
  3.2 跟踪坐标系的选择  29-30
  3.3 卡尔曼滤波  30-31
  3.4 卡尔曼平滑  31-32
  3.5 仿真实例  32-35
  3.6 扩展卡尔曼滤波  35-36
  3.7 扩展卡尔曼平滑  36-37
  3.8 不敏卡尔曼滤波  37-38
  3.9 不敏卡尔曼平滑  38-39
  3.10 仿真实例  39-42
  3.11 小结  42-43
第四章相控阵雷达的目标探测仿真  43-53
  4.1 相控阵雷达与仿真建模  43-44
  4.2 雷达信号与数据处理  44-49
    4.2.1 地杂波分析  44-45
    4.2.2 雷达目标特性分析  45-46
    4.2.3 回波信号模拟  46-47
    4.2.4 信号处理流程  47
    4.2.5 恒虚警处理及检测  47-48
    4.2.6 不敏卡尔曼滤波  48-49
  4.3 仿真计算结果  49-52
    4.3.1 地海杂波特性分析  49
    4.3.2 半空间目标电磁散射特性计算  49-50
    4.3.3 信号处理仿真结果  50-52
  4.4 小结  52-53
第五章结束语  53-55
参考文献  55-59
致谢  59-61
作者攻读硕士学位期间公开发表及完成的论文  61-62

舰载防空系统中雷达数据处理仿真研究

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