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天基双基地雷达杂波仿真技术研究

系统仿真学报 2007年第24期19卷 5654-5658页

作者：肖慧卢建斌胡卫东郁文贤国防科技大学电子科学与工程学院ATR重点实验室湖南长沙410073

在天基双基地雷达系统配置下,研究了杂波建模的方法。根据双基地雷达分辨率通常低于单基地系统的特点,提出一种基于单基地散射单元划分的双基地杂波仿真方法,以解决天基情况下地球曲率带来的散射单元划分困难的问题。给出了天基双基地... 详细信息

在天基双基地雷达系统配置下,研究了杂波建模的方法。根据双基地雷达分辨率通常低于单基地系统的特点,提出一种基于单基地散射单元划分的双基地杂波仿真方法,以解决天基情况下地球曲率带来的散射单元划分困难的问题。给出了天基双基地杂波仿真流程,具体介绍了散射单元划分、坐标转换以及相关杂波合成等关键步骤。仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词：天基双基地雷达杂波仿真主星辅星坐标转换

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一种天基雷达等距离环杂波仿真方法

现代雷达 2018年第4期40卷 13-17,49页

作者：杨晓超王伟伟张欣李渝中国空间技术研究院西安分院

针对天基雷达相比机载雷达高度更高，在杂波仿真时不能按照平面模型假设，并且地球自转带来的影响不能忽略的特点，文中考虑了地球球体模型、地球自转的影响，提出一种可以计算出等距离杂波环的经纬度的方法，适用于仿真任意轨道的天基... 详细信息

针对天基雷达相比机载雷达高度更高，在杂波仿真时不能按照平面模型假设，并且地球自转带来的影响不能忽略的特点，文中考虑了地球球体模型、地球自转的影响，提出一种可以计算出等距离杂波环的经纬度的方法，适用于仿真任意轨道的天基雷达等距离杂波环的回波。首先，通过投影与坐标变换的方法计算出等距离杂波环在地球惯性坐标系下的坐标；然后，考虑地球自转，计算出杂波点的多普勒频率；最后，根据雷达发射功率、天线方向图、系统损耗等雷达参数计算出杂波点的幅度，从而得到杂波的回波。仿真实验验证了该方法的有效性。

关键词：天基雷达杂波仿真等距离环空时自适应处理

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基于ZMNL法的雷达杂波仿真

现代雷达 2003年第9期25卷 22-24页

作者：杨凤凤周智敏国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

为了研究杂波环境下的信号处理问题 ,本文借助ZMNL法 (零记忆非线性变换法 )设计了一套雷达杂波仿真系统 ,利用统计模型对雷达接收机可能遇到的气象杂波、地杂波、海杂波、箔条干扰等各种杂波类型进行了计算机模拟 ,并给出了有价值的仿... 详细信息

为了研究杂波环境下的信号处理问题 ,本文借助ZMNL法 (零记忆非线性变换法 )设计了一套雷达杂波仿真系统 ,利用统计模型对雷达接收机可能遇到的气象杂波、地杂波、海杂波、箔条干扰等各种杂波类型进行了计算机模拟 ,并给出了有价值的仿真结果。

关键词：雷达信号处理 ZMNL法零记忆非线性变换法杂波仿真气象杂波地杂波海杂波箔条干扰

一种基于知识源的高保真机载雷达杂波仿真方法

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现代雷达 2017年第8期39卷 81-83,88页

作者：张先义于永南京电子技术研究所南京210039

首先,介绍了美国空军研究实验室的高保真知识辅助的传感器信号处理和专家推理数据;然后,在分析空时自适应处理技术实际应用中面临的问题和现有杂波仿真方法不足的基础上,提出了一种基于数字地形分类数据的高保真机载相控阵雷达杂波数据... 详细信息

首先,介绍了美国空军研究实验室的高保真知识辅助的传感器信号处理和专家推理数据;然后,在分析空时自适应处理技术实际应用中面临的问题和现有杂波仿真方法不足的基础上,提出了一种基于数字地形分类数据的高保真机载相控阵雷达杂波数据仿真方法,通过数字地形分类数据导入相应的后向散射系数,反演雷达实际辐射时不同地物回波;同时,考虑实际的通道误差、天线方向图等因素,仿真得到信号级杂波数据。该数据与传统仿真方法相比具有更高的置信度,仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词：机载雷达相控阵杂波仿真高保真

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自然地面场景的机载PD雷达地杂波仿真

现代雷达 2007年第12期29卷 5-7页

作者：范国忠杨正龙金林南京电子技术研究所南京210013

在模拟地杂波时,直接从数字高程图(DEM)数据出发,对各小面单元进行遮挡判断,并利用PD雷达的回波信号模型,计算出各DEM单元对雷达回波的贡献,从而得到总的雷达地杂波。仿真结果表明,该方法仿真的雷达地杂波能够很好地反映出特定地面的起... 详细信息

在模拟地杂波时,直接从数字高程图(DEM)数据出发,对各小面单元进行遮挡判断,并利用PD雷达的回波信号模型,计算出各DEM单元对雷达回波的贡献,从而得到总的雷达地杂波。仿真结果表明,该方法仿真的雷达地杂波能够很好地反映出特定地面的起伏特性,从而证明该方法是有效的和实用的。

关键词：机载PD雷达 DEM数据遮挡判断后向散射系数杂波仿真

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机载外辐射源雷达杂波仿真及抑制技术研究

机载外辐射源雷达杂波仿真及抑制技术研究

作者：路维娜西安电子科技大学

学位级别：硕士

机载外辐射源雷达因其可视范围大、可静默探测等众多优势受到了学者广泛的关注,但该雷达在工作过程中会产生成分更加复杂的杂波,这为目标探测带来极大的挑战,所以需要研究能有效抑制机载外辐射源雷达杂波的方法。机载外辐射源雷达几何... 详细信息

机载外辐射源雷达因其可视范围大、可静默探测等众多优势受到了学者广泛的关注,但该雷达在工作过程中会产生成分更加复杂的杂波,这为目标探测带来极大的挑战,所以需要研究能有效抑制机载外辐射源雷达杂波的方法。机载外辐射源雷达几何构型复杂多样,本文仅选取了几种典型构型的雷达,对其产生的杂波进行仿真,并研究其杂波抑制技术。具体的研究内容包括以下三方面:1、建立时空二维杂波模型,分析了几种具有代表性的雷达构型下的杂波特性,得到机载外辐射源雷达杂波几乎都会发生多普勒扩展的现象,并具有距离依赖性。若要消除或者降低杂波对目标探测的影响,需要设计具有杂波分布特性轨迹凹口的滤波器。本文选用经典空时自适应信号处理技术对正侧视阵下的杂波进行抑制,该方法能够对接收信号通过自适应加权处理,完成杂波抑制。由于正侧视阵下的杂波无扩展性,空时自适应信号处理方法能够有效地抑制杂波,为后续目标探测提供保障。2、针对空时自适应信号处理方法运算量大的问题,本文简要介绍了几种降低运算量的方法,并选取辅助通道法对正侧视阵下的杂波进行抑制。对于辅助通道法受限于雷达的先验信息和系统误差这一问题,采用自适应辅助通道法方法进行处理,该方法先利用单一距离单元回波数据估计杂波分布,然后利用最小二乘方法估计雷达系统参数,最后自适应选取辅助通道进行信号处理,该方法在实际应用中具有一定的稳健性和可行性。通过对该方法改善因子的图线进行绘制,得到该方法的性能与空时自适应信号处理方法相近的结论。3、针对第二章得到的杂波仿真结果图,为便于查看杂波在各种构型及配置下的仿真结果,本文利用了图形用户演示界面对上述结果进行实时显示。通过各按钮间的加锁与解锁关系搭建整体的逻辑框架,在组件面板上先构建好最终显示界面,再通过编写各个控件的回调函数,实现各部分的功能,此时用户便可通过直接与界面进行交互得到需要显示的图像。该方法能够直观清晰地对前面的仿真结果进行演示,方便用户与计算机进行交互。

关键词：机载外辐射源雷达杂波仿真空时自适应信号处理辅助通道法图形用户界面

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艇载雷达杂波仿真与三维STAP方法研究

艇载雷达杂波仿真与三维STAP方法研究

作者：刘熙沐西安电子科技大学

学位级别：硕士

平流层飞艇具有可定点和机动、驻空时间长、载重量大、可重复使用等特点,在对地观测和监视、导弹预警和防御等领域具有突出优势,已成为各国竞相研发的热点。本文以平流层飞艇载雷达为应用背景,研究了三维地形杂波的建模仿真以及三维空... 详细信息

平流层飞艇具有可定点和机动、驻空时间长、载重量大、可重复使用等特点,在对地观测和监视、导弹预警和防御等领域具有突出优势,已成为各国竞相研发的热点。本文以平流层飞艇载雷达为应用背景,研究了三维地形杂波的建模仿真以及三维空时自适应处理方法。主要完成了以下几方面的工作：1.建立了艇载三维阵列雷达信号模型。给出了艇载三维天线阵列模型及艇载雷达坐标系。在Ward报告的均匀线阵信号模型的基础上,详细分析了三维天线阵列的发射和接收信号模型以及噪声、干扰和杂波模型,利用各阵元和杂波块的三维坐标,推导了各分量的空时快拍和协方差矩阵的具体数学表达式。这些表达式适用于任意三维天线阵列且包含了俯仰、方位和多普勒三维的信息。2.对艇载三维阵列雷达的三维地形杂波进行了仿真。介绍了雷达中常用的几种杂波统计模型。从杂波散射单元的划分、杂波回波信号的仿真和地形遮蔽的判断三个方面对三维地形杂波的仿真进行了详细研究,给出了地杂波仿真的完整流程图。最后利用半C60阵列和三维仿真地形对艇载雷达的杂波进行了计算机仿真,验证了所建杂波模型的有效性。3.研究了俯仰-方位-多普勒三维空时自适应处理方法。首先介绍了空时自适应处理(STAP)的原理以及衡量STAP方法的性能指标。然后在传统的二维STAP基础上,增加俯仰维信息,拓展推导出匹配滤波(MF)、自适应匹配滤波(AMF)、多普勒滤波后空时联合处理(mDT)和局域联合处理(JDL)四种三维STAP方法。最后利用三维地形杂波仿真数据对本文推导的3D-STAP方法进行了验证,结果表明,通过选择合适的参数,三维mDT方法和JDL方法能够以较少的训练样本获得接近最优处理器的性能。

关键词：艇载雷达杂波仿真三维空时自适应处理(3D-STAP) 地形遮蔽三维局域联合处理(3D-JDL)

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星载预警雷达杂波仿真平台及杂波抑制研究

星载预警雷达杂波仿真平台及杂波抑制研究

作者：黄宝强西安电子科技大学

学位级别：硕士

在现代化战场中,准确、全面、实时获取敌方信息是非常重要的。与地基雷达和机载雷达相比,星载雷达飞行范围不受国家领空以及气象条件的限制,不易被摧毁,可以全天时、全天候、大范围、远距离发现目标,是未来军事领域的重要发展方向。但... 详细信息

在现代化战场中,准确、全面、实时获取敌方信息是非常重要的。与地基雷达和机载雷达相比,星载雷达飞行范围不受国家领空以及气象条件的限制,不易被摧毁,可以全天时、全天候、大范围、远距离发现目标,是未来军事领域的重要发展方向。但星载雷达的研制也需要针对一些特殊问题开展研究。1.星载雷达发射和维护成本高,成功发射后,若再想对系统进行修改往往非常困难,因此在设计阶段就要充分考虑各种环境和非理想因素,不断对参数进行优化反复进行试验,必须开发高精度的仿真系统;2.星载雷达高度高,探测范围大,且卫星飞行速度快,杂波多普勒频率发生多次模糊,每个距离门内杂波散射单元划分块数多,使得杂波仿真的运算量和存储量都很大,需要研究高效的仿真方法;3.与机载雷达相比,星载雷达杂波非平稳、非均匀性更为严重,且杂波距离和速度范围远大于机载情况,需要针对星载雷达的具体情况开展降维空时自适应处理(STAP)方法研究。本文针对星载雷达研制需求,开发了高精度星载雷达杂波仿真系统,并对其杂波快速仿真方法和降维STAP方法展开研究。开发了一个高精度星载雷达杂波仿真系统,能够满足不同地面场景、不同系统参数下的仿真要求,为星载雷达系统的研究提供了数据;针对杂波仿真时运算量和存储量大的问题,提出了一种简化空时导向矢量计算过程的杂波快速仿真方法;为了在降维的同时获得较好的杂波抑制效果,提出了一种降维结构随脉冲变化的阵元-脉冲域降维STAP方法。仿真结果证明了这两种方法的有效性。论文主要工作概括如下:1.开发了一个高精度的星载雷达杂波仿真系统。该系统可以人为设定地面场景信息(包含本文提出的三种地表类型划分的方法和两种地形起伏设置的方法),也可以按照卫星的飞行状态根据地表分布类型(LCLU)和数字高程模型(DEM)生成真实的地面场景信息,能够满足不同地面场景、不同系统参数下低轨道和中轨道远程预警和战场监视雷达杂波的高精度仿真要求。2.为了进一步提高杂波的仿真速度,提出了一种星载雷达杂波快速仿真方法。针高精度杂波仿真对天线方位分辨率和多普勒分辨率之间要求的悬殊差异,将距离环内杂波散射单元的时间导向矢量计算和空间导向矢量计算过程分离,加快了整个距离环内数万个杂波单元空时导向矢量计算过程,显著缩短了仿真时间。3.为了在显著降低空域自由度的同时获得较好的杂波抑制性能,提出了一种适用于小偏航角星载雷达空时处理的阵元-脉冲域降维方法,该方法的降维结构随脉冲的变化而变化。不同脉冲采用不同子孔径接收回波信号,在子孔径内进一步划分子阵形成空间通道,以提高雷达抗杂波和抗干扰的能力。仿真结果证实了该方法的有效性,并证明了该方法同样适用于某些机载雷达情况。

关键词：星载雷达杂波仿真场景设置空时自适应处理空域降维

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MIMO雷达波形设计与杂波仿真

MIMO雷达波形设计与杂波仿真

作者：陈翔电子科技大学

学位级别：硕士

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达是一种近十几年才发展起来的新体制雷达,它发射的是彼此相互正交的信号,这样MIMO雷达的信号类型与可控参数就比传统相控阵雷达更为丰富与复杂。良好的波形设计能够充分利用MIMO... 详细信息

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达是一种近十几年才发展起来的新体制雷达,它发射的是彼此相互正交的信号,这样MIMO雷达的信号类型与可控参数就比传统相控阵雷达更为丰富与复杂。良好的波形设计能够充分利用MIMO雷达丰富的空时频资源,能够提高目标的探测、跟踪性能并且降低被敌方截获的概率。因此,正交波形设计是研究MIMO雷达系统的关键之处,优化波形的优劣将直接决定MIMO雷达性能的好坏。本文主要针对MIMO雷达背景研究了两种新的正交波形优化设计方法,并结合实际工程应用背景和需求,优化改进了多相编码序列的优化算法。同时,对MIMO雷达的地杂波进行建模分析,给出了双基地MIMO雷达的地杂波的仿真。本文涉及的内容主要包含下面几点:1.对MIMO雷达的基本结构、工作原理及特点分别进行阐述,讨论了MIMO雷达正交波形的类型和形式。2.研究了基于新循环算法(CAN,Cyclic algorithm-new)来设计正交波形,通过将相关峰值旁瓣水平的最小化问题等价为一个频域最小化问题,进而转化为一个二次函数的最小化问题,并对这一二次函数不断循环优化,最终获得最优值。该算法具有很强的计算能力,能够满足雷达对超长编码的需求,同时设计出的正交波形具有较低的相关特性,最后对该算法的相关特性进行分析。3.研究了基于序列二次规划算法()设计的连续相位编码信号,并通过在目标函数中添加严格正交约束条件使得设计出的信号具有严格正交性,提升了杂波对消的效果,能够有效的提升目标的探测性能。同时将“和信号”相关旁瓣引入到目标函数之中,改善了“和信号”的相关输出。通过相位量化过程使得设计出的信号满足工程上对离散相位的要求,并对量化特性以及参数约束条件对相关峰值旁瓣量的影响进行了分析。4.对MIMO雷达地杂波进行仿真,通过对两种不同幅度分布的杂波仿真分别对零记忆非线性变换法和球不变随机过程法进行研究分析,并对这两种杂波仿真方法进行比较与总结,同时对双基地MIMO雷达地杂波进行建模与仿真并进行分析。

关键词： MIMO雷达正交波形设计 “和信号”相关旁瓣严格正交性杂波仿真