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连续波雷达自适应载波对消系统设计及应用研究

作　者: 黄居敏
导　师: 袁乃昌
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 连续波雷达 自适应 载波泄漏 对消 应用
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


雷达是一种重要的军事设备,在战争中有着举足轻重的地位。提高雷达性能是赢得未来战争主动权的重要保证。连续波雷达的载波泄漏严重制约了其性能的提高,甚至会导致接收机饱和,从而影响雷达系统的正常工作。自适应载波对消是抑制载波泄露的一个重要手段。本文对实现自适应对消技术在卫连续波雷达上的应用进行了深入研究,并最终设计出了实用的自适应对消系统。根据LMS算法,推导了自适应对消系统的理论和构成,给出了环路控制方程。分析了系统的性能,得出了一系列对工程设计具有指导意义的结论,为工程上实现自适应对消技术的应用提供了理论基础。对设计的系统进行了全面的仿真,验证了算法实现方法的可行性。通过仿真稳态条件下对不同的输入情况的对消性能,分析了自适应对消系统的性能和环路增益对收敛速度的影响,并给出环路增益的最佳取值范围。采用模拟与数字技术相结合来实现自适应算法的方案,实际设计了可用于连续波雷达的自适应载波对消试验系统。这种设计方案不仅减小了自适应处理过程对目标信号的影响,还降低了系统的复杂程度,提高了系统处理的实时性,提高了自适应对消系统的实用性。针对所研制的自适应对消试验系统,采用注入式的方式,设计了大量的实验对系统的输出频谱特性、收敛性能、对消性能等进行了全面测试。对自适应对消系统在连续波雷达中的应用进行了研究。设计了一种将自适应对消系统应用于雷达接收机的超外差自适应载波对消接收机,通过实验实际测试了加入自适应对消系统的雷达接收机对消前后的频谱特性,分析了对消系统对雷达性能的改善效果。通过雷达整个系统的测试,将对消后的雷达信号送入终端采样处理后显示,得到的结果表明,自适应对消系统能够很好的抑制雷达载波泄漏信号,能较好的改善雷达的接收性能。将自适应对消系统与光子晶体高阻表面进行了比较,说明了自适应对消技术的优越性。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 研究背景及意义  10-13
    1.1.1 靶场连续波雷达  10-13
    1.1.2 课题研究的意义  13
  1.2 自适应对消技术的发展及研究现状  13-14
  1.3 本文的研究对象和方法  14
  1.4 本文的主要内容和章节安排  14-16
第二章 自适应对消系统的理论基础及性能分析  16-36
  2.1 引言  16
  2.2 自适应对消系统的理论基础  16-24
    2.2.1 LMS自适应算法  16-21
    2.2.2 自适应对消系统的结构和算法推导  21-24
  2.3 自适应对消系统性能分析  24-28
  2.4 自适应对消系统性能仿真  28-35
    2.4.1 只有本振泄漏信号  29-30
    2.4.2 只有本振泄漏信号和热噪声  30-31
    2.4.3 本振泄漏信号、热噪声和目标信号都存在  31-33
    2.4.4 环路增益对收敛速度的影响  33-35
  2.5 本章小结  35-36
第三章 自适应对消系统硬件设计  36-52
  3.1 引言  36
  3.2 自适应对消系统设计  36-45
    3.2.1 超外差自适应载波对消接收机总体设计方案  36-38
    3.2.2 下变频模块  38-40
    3.2.3 正交接收机模块  40
    3.2.4 加权合成模块  40-44
    3.2.5 数字自适应信号处理模块  44-45
  3.3 自适应对消系统整体性能测试  45-51
    3.3.1 各部分组成整体系统  45-46
    3.3.2 自适应对消系统的对消性能测试  46-49
    3.3.3 目标信号强度与对消性能  49-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章 自适应对消系统在连续波测速雷达上的应用  52-65
  4.1 引言  52
  4.2 连续波测速雷达  52-55
    4.2.1 多普勒测速理论  52-53
    4.2.2 多普勒测量炮弹旋转速度  53-54
    4.2.3 本振泄漏信号对测速雷达性能的影响  54-55
  4.3 自适应对消系统对测速雷达性能的改善  55-62
    4.3.1 连续波测速雷达的天线隔离度  56-57
    4.3.2 加入自适应对消模块的雷达系统  57-62
  4.4 与光子晶体高阻表面对测速雷达性能改善的对比  62-64
  4.5 本章小结  64-65
第五章 结束语  65-67
  5.1 本文主要研究成果  65-66
  5.2 后续工作展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70
作者在学期间取得的学术成果  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
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