高頻無源分布式雷達陣列信號處理技術(shù)研究.pdf

1、高頻無源分布式雷達采用天波反射/地波繞射的混合傳播模式，能夠探測視距以外的低空飛行目標和海面艦船目標。相對于傳統(tǒng)的天波高頻雷達和地波高頻雷達，高頻無源雷達具有更大的靈活性，其可實現(xiàn)岸基接收與艦載接收；作為無源雷達，只“靜默”接收回波信號而不發(fā)射能量，具備抗輻射打擊能力，提高了雷達的生存能力。本文所研究的高頻無源雷達是一種新體制雷達，其照射源采用DRM數(shù)字廣播信號，利用天/地混合傳播模式，其回波信號中包含強直達波、多徑干擾、電離層擾動等多

2、種干擾信號，因而在信號處理過程中會出現(xiàn)諸多難點。本文將對該體制下雷達信號照射源、系統(tǒng)探測模型、信號處理等部分進行探索，為后續(xù)研究工作提供必要的基礎(chǔ)。
　　課題首先研究了該高頻無源雷達所采用的信號體制，完成了DRM數(shù)字廣播信號的仿真與波形特性分析。進而研究了該信號的模糊函數(shù)以及幀結(jié)構(gòu)對信號波形的影響，以判斷其是否具有作為雷達照射源的可行性。仿真結(jié)果表明，該體制雷達具有圖釘狀模糊函數(shù)，表明其具有良好的分辨性能。
　　討論了該體制

3、無源雷達系統(tǒng)信號傳輸模型，分別給出了參考信道、監(jiān)測信道的回波信號模型，推導了在天地混合傳輸模式下的雷達方程與目標定位方程；同時，對回波信號中的直達波功率與海雜波信號頻率進行了分析。仿真結(jié)果表明，直達波相比目標回波信號，其功率高出70 dB以上，這會對目標檢測構(gòu)成影響；理想的海雜波頻譜是兩根對稱的譜線，該性質(zhì)在信號處理過程中可作為一種特性加以利用。
　　課題研究了切比雪夫準則下的最佳陣列排布問題，推導了最佳陣列排布方程，得到了無方向

4、性等加權(quán)條件下的最佳陣列—指數(shù)間隔陣列，并分析了該陣列的近軸旁瓣電平、峰值旁瓣電平。由于該陣列旁瓣電平較高，本文討論了陣列波束優(yōu)化方案，仿真結(jié)果表明：利用改進的窗函數(shù)加權(quán)后，所得陣列方向圖主波束展寬較嚴重，而最高旁瓣電平并沒有得到抑制，而利用凸優(yōu)化技術(shù)進行加權(quán)后，所得方向圖主波束并未明顯展寬，而最高旁瓣電平得到了較好的抑制，對于指數(shù)間隔陣列，其最高旁瓣電平降低了1.2 dB，對于對稱指數(shù)間隔，其最高旁瓣電平降低了1.6 dB。
　

5、　針對高頻無源分布式雷達信號處理技術(shù)進行了相關(guān)研究。由于無源雷達采用DRM數(shù)字廣播信號，其信號波形具有不確定性，需要利用參考信道信號與監(jiān)測信道進行相干處理來實現(xiàn)目標檢測，這就要求對參考通道信號進行重構(gòu)，以便得到純凈的信號。在監(jiān)測信道回波信號中，由于強直達波、電離層干擾以及多徑干擾的存在會對目標檢測形成干擾，強直達波會淹沒目標信號，而電離層引入的調(diào)制信息會引起海雜波的展寬，同樣會隱藏海雜波附近的目標。本文研究了兩種自適應(yīng)波束形成算法進行直

6、達波、多徑干擾的抑制，利用相位梯度算法進行電離層相位擾動補償。仿真結(jié)果表明：MVDR算法與正交投影算法均可以很好的抑制直達波及多徑擾動，所得結(jié)果目標檢測背景并無明顯差距，但是相對于MVDR算法，正交投影算法無需對期望信號導向矢量進行估計，這就避免了由于期望信號導向矢量估計不準而引起的誤差。通過對電離層相位擾動的分析，可以知道線性相位擾動可以引起頻譜平移而不會造成展寬，而非線性相位污染會導致頻譜展寬。利用相位梯度算法可以很好地估計小幅度慢