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基于信号失配处理的自适应抗干扰技术研究

作　者: 宋丹
导　师: 许荣庆
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 高频雷达 外部干扰抑制 失配滤波 相参旁瓣对消 投影子空间
分类号: TN958.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


高频雷达工作环境中存在大量人为和非人为的外部干扰,严重影响了雷达设备正确检测目标,影响了高频雷达的正常工作性能。尤其在外部干扰进入波束主瓣的情况下,传统自适应波束形成器将出现波束主瓣畸变、旁瓣电平抬高等现象。为解决此问题,本文的主要研究基于失配处理的自适应抗干扰技术。本文分析了传统在传统相参旁瓣对消算法的原理,通过建立高频雷达工作环境中的外部干扰模型,结合仿真实验验证了相参旁瓣对消算法无法实现抑制进入阵列波束主瓣的外部干扰。在进一步分析多相位编码中Frank编码信号的产生机理及相关特性,尤其是其具有零互相关特性的基础上,结合传统相参旁瓣对消算法提出了一种基于信号失配处理的高频地波雷达自适应外部干扰抑制系统。通过匹配处理单元、失配处理单元分别得到含有目标、干扰的匹配数据和仅含有干扰的失配数据。将两通道的输出进行相参旁瓣对消,从而得到外部干扰抑制后的信号。同时,本文根据全部数据参与自适应求权运算仿真中所遇到的目标所在多普勒单元能量抬高问题提出了改进方案——结合大目标剔除法的干扰抑制算法以及进行二次处理的失配滤波干扰抑制系统。从单目标、单干扰以及多目标多干扰仿真实验及实际雷达数据处理结果验证了该算法对外部干扰抑制的有效性,特别是对同信道主瓣干扰,克服了传统波束形成算法干扰抑制效果差的缺点,具有实际应用价值。最后,提出基于失配滤波及投影子空间思想的干扰抑制系统。仿真结果表明了该系统对于外部干扰抑制的有效性,并提高了信噪比,较前几种干扰抑制系统设计简单、操作快捷。然而,该系统仅适用于干扰相对较强的旁瓣干扰抑制,系统的设计还需进一步的根据应用背景加以改进。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-13
  1.1 课题研究的背景及意义  7-9
  1.2 国内外抗干扰技术的研究状况及发展趋势  9-10
  1.3 主要研究内容  10-11
  1.4 论文结构  11-13
第2章 Frank 编码信号简介  13-20
  2.1 Frank 码的产生  13-14
  2.2 Frank 码的相关特性  14-15
    2.2.1 Frank 码的非周期自相关特性  14-15
    2.2.2 Frank 码的周期自相关特性  15
    2.2.3 Frank 码的零互相关特性  15
  2.3 基于Frank 编码的雷达信号  15-16
  2.4 Frank 编码信号的旁瓣抑制算法  16-19
    2.4.1 经典窗函数加权法  16-17
    2.4.2 加权迭代最小二乘旁瓣抑制方法  17-19
  2.5 本章小结  19-20
第3章 雷达干扰分类建模及相参旁瓣对消抗干扰技术  20-37
  3.1 雷达干扰的分类  20-21
  3.2 短波电台干扰建模  21-23
  3.3 雷达常用抗干扰技术  23-25
    3.3.1 自适应频率捷变技术  23
    3.3.2 自适应空域滤波技术  23-25
    3.3.3 反电子侦察措施  25
    3.3.4 频域滤波技术  25
  3.4 高频地波雷达的基本信号处理流程  25-28
  3.5 最优波束形成算法介绍  28-29
    3.5.1 最小均方误差准则（MMSE）  28
    3.5.2 最大信噪比准则（MSNR）  28-29
    3.5.3 线性约束最小方差准则（LCMV）  29
  3.6 经典相参旁瓣对消系统  29-36
    3.6.1 相参旁瓣对消算法  29-31
    3.6.2 相参旁瓣对消系统性能分析  31-36
  3.7 本章小结  36-37
第4章 基于失配处理的干扰抑制系统  37-50
  4.1 基于失配处理的外部干扰抑制系统  37-42
    4.1.1 基于失配处理的旁瓣对消算法  37-39
    4.1.2 基于失配滤波的干扰抑制系统性能分析  39-42
  4.2 改进的失配处理干扰抑制系统  42-49
    4.2.1 结合大目标剔除法的失配处理干扰抑制系统  42-44
    4.2.2 进行二次处理的干扰抑制算法  44-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章 基于信号失配处理及投影子空间算法的干扰抑制系统  50-57
  5.1 投影子空间算法原理描述  50-51
  5.2 基于失配滤波及投影子空间的抗干扰系统  51-52
  5.3 仿真结果  52-56
  5.4 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-61
攻读学位期间发表的学术论文  61-63
致谢  63

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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：按体制分 > 超视距雷达
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