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低截获概率雷达抗同频干扰方法研究

作　者: 殷华
导　师: 刘以安
学　校: 江南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 低截获概率雷达同频干扰大时宽迭代加权最小二乘法遗传模拟退火算法 FastICA算法频率编码脉冲
分类号: TN974
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着雷达技术的发展与应用,现代战场不仅表现在雷达数量的日益增多和电磁环境的日益错综复杂,还体现在电磁频谱的日益拥挤和雷达间出现的同频干扰现象的日益严重。特别地,对机载、舰载编队雷达,由于它们之间的距离一般较近,当装备的雷达型号相同或频率相同、相近以及带内重叠时,势必会造成雷达之间产生同频干扰问题,这不仅会造成雷达显示器上出现大片的虚假目标,影响雷达系统对目标的正常探测和跟踪工作,而且极易造成接收机前端硬件损坏、接收机高频前端前置放大器饱和等严重后果。低截获概率(LPI)雷达发射功率低、使用带宽宽,不易被敌方雷达截获和识别,而且还具有反电子侦察、反辐射导弹和抗干扰等技术和战术,已广泛应用于雷达、通信等领域,正逐步成为现代雷达装备中重要的技术体制或工作模式。因此,研究具有大时宽、高占空比低截获概率雷达的抗同频干扰问题,对于新体制雷达的总体设计和综合抗干扰措施的运用,提高雷达系统在复杂、恶劣的战场对抗条件下的整体作战效能,保持信息对抗中的信息优势、提高战场生存能力等,均将具有十分重要的现实意义和军事参考价值。为此,本文以低截获概率雷达舰艇编队为背景,对雷达间的同频干扰问题进行了探索性的研究,并进行了仿真实验,主要包括以下几个方面：(1)介绍了低截获概率雷达的原理以及实现雷达低截获的技术措施,研究了各种低截获概率雷达技术,提出了实现低截获概率雷达需要的基本要求。同时对两种典型的大时宽低截获概率雷达信号(线性调频信号、二相码信号)进行了重点分析讨论,并对它们的波形、频谱、模糊函数等特性进行了实验仿真。(2)针对低截获概率雷达间的同频干扰现象进行了实验仿真。并从干扰功率、雷达检测概率、干扰效应阈值等方面重点说明了解决同频干扰问题的迫切性。(3)针对低截获概率雷达舰艇编队,提出了一种遗传模拟退火算法,对频率编码脉冲雷达信号优化选取三组具有自相关性小,互相关性小的近似正交编码信号进行了抗同频干扰仿真,仿真结果表明,其性能优于基本遗传算法、模拟退火算法和改进粒子群算法,采用本文方法能有效抑制LPI雷达舰艇编队间的同频干扰问题。(4)提出了将信号盲分离应用到雷达抗同频干扰中的思想,提出了一种基于FastICA的同频干扰盲分离算法。仿真结果表明,当干扰信号的频谱与雷达信号的频谱出现重叠时,本文方法能取得良好的自适应规避效果。特别地,当干扰信号带宽较大时,仍能正有效分离。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题研究的背景和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状和发展趋势  8-11
    1.2.1 低截获概率雷达的研究现状和发展趋势  8-11
    1.2.2 抗同频干扰研究现状和发展趋势  11
  1.3 本文主要研究内容及工作要点  11-12
  1.4 本文组织结构  12-13
第二章低截获概率雷达及大时宽信号分析研究  13-29
  2.1 低截获概率雷达原理  13-18
    2.1.1 雷达截获因子  14-15
    2.1.2 雷达作用距离与改善因子的关系  15-16
    2.1.3 雷达各参数与低截获性能间的关系  16-18
  2.2 实现雷达低截获的技术措施  18-21
    2.2.1 功率管理技术  18
    2.2.2 低副瓣天线技术  18-19
    2.2.3 雷达参数的随机化  19
    2.2.4 准连续波雷达体制  19
    2.2.5 大时宽脉冲压缩技术  19-20
    2.2.6 发射波形设计  20-21
  2.3 几种典型的大时宽低截获概率雷达信号  21-28
    2.3.1 线性调频脉冲信号  21-24
    2.3.2 相位编码脉冲信号  24-27
    2.3.3 两种低截获雷达脉冲信号主要特征  27-28
    2.3.4 复合调制信号  28
  2.4 本章小结  28-29
第三章大时宽雷达同频干扰现象及其特征分析  29-43
  3.1 雷达同频干扰的分类  29-30
  3.2 大时宽雷达同频干扰现象  30-31
  3.3 雷达之间干扰效应分析  31-33
    3.3.1 雷达接收机原理  31-32
    3.3.2 雷达之间干扰效应  32-33
  3.4 同频干扰特征分析  33-42
    3.4.1 干扰功率分析  33-37
    3.4.2 同频干扰对雷达检测概率的影响  37-39
    3.4.3 干扰效应阈值的粗略估计  39-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章基于遗传模拟退火算法的LPI雷达抗同频干扰方法研究  43-52
  4.1 传统抗同频干扰方法研究  43-45
    4.1.1 反异步算法  43-44
    4.1.2 相关处理法  44-45
    4.1.3 平均消除法  45
  4.2 基于遗传模拟退火算法的雷达正交波形设计  45-49
    4.2.1 问题模型  45-46
    4.2.2 雷达正交信号的遗传模拟退火算法  46-49
  4.3 抗同频干扰仿真  49-51
    4.3.1 正交信号优化仿真  49-50
    4.3.2 抗同频干扰仿真  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章基于盲信号分离的LPI雷达抗同频干扰方法研究  52-59
  5.1 盲信号分离模型  52-53
    5.1.1 独立分量分析方法  52
    5.1.2 基于独立分量分析的盲信号分离模型  52-53
  5.2 基于盲信号分离的抗同频干扰算法  53-54
    5.2.1 雷达信号预处理  53
    5.2.2 基于快速独立分量分析的LPI雷达抗同频干扰算法  53-54
  5.3 抗同频干扰仿真  54-58
    5.3.1 FastICA盲分离仿真  54-56
    5.3.2 算法性能  56-57
    5.3.3 低截获概率雷达同频干扰下目标检测和稳定跟踪方法  57-58
  5.4 本章小结  58-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 工作总结  59-60
  6.2 工作展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-67
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文  67

低截获概率雷达抗同频干扰方法研究

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