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摘要超高速运动目标是现代雷达目标检测中遇到的新情况。通过分析宽带雷达探测超高速运动目标时的回波特性，发现目标回波脉冲会发生距离走动以及多普勒色散现象，使用常规的雷达信号处理算法时检测性能会下降。针对这一情况，通过分析多普勒色散积得出目标的超高速与雷达的宽带对其起到了同样的贡献，提出一种宽带信号变多通道窄带信号处理算法，该算法不需要预先估计目标的径向运动速度，使得检测雷达能够对超高速目标进行长时间积累处理，这将有效地改善宽带雷达探测超高速目标的检测性能。32611
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关键词 超高速目标 距离走动 多普勒色散 宽带变窄带
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Research for Intermediate Frequency Radar Simulation of Ultra-high Speed Moving Target
Abstract
Ultra-high speed moving target is a new case for radar target detection. According to the characteristics of ultra-high speed moving target echo, we find range migration and Doppler dispersion phenomenon which make detection performance declined by using the conventional signal processing methods. In response to this situation, we analyze the Doppler dispersion product and find that the ultra-high speed of target and wideband of radar make the same contribution to it .This thesis presents a new processing method called wideband to narrowband processing algorithms, which does not require prior estimate the speed of hypersonic moving target, it is able to effectively accumulate target echo signal energy with long integration time, also improved the detection performance.
Keywords ultra-high speed target, range migration, Doppler dispersion,
wideband to narrowband
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 论文内容介绍与章节安排 4
2 超高速运动目标回波 5
2.1 超高速目标回波模型 5
2.2 超高速运动目标回波特性 9
2.2.1 跨越距离门现象 9
2.2.2 多普勒色散现象 9
2.3 本章小结 12
3 宽带变多窄带处理研究 12
3.1 算法的实现条件 13
3.2 算法的实现步骤 13
3.3 仿真分析 15
3.4 算法性能分析 18
3.5 本章小结 18
结 论 20
致 谢 21
参考文献22
1 绪论
1.1 研究背景和意义
雷达是英文单词Radar的音译，它的解释为无线电探测和测距[1,2]。雷达的工作原理是雷达从雷达站向外发射无线电波，无线电波到达遇到需要检测的目标然后会被反射回来，目标回波回到雷达站被接收机接收并提取其中有用的信息，经过一系列处理从而完成雷达的测距测速等任务[3,4]。在传统的雷达研究过程中，我们需要通过实地测量，耗费了大量的人力物力，所需成本巨大，往往实地条件并不能够多次改变实验的目标参数来进行深入透彻的研究。
而在计算机上来进行雷达模拟研究具有许多优势[5,6]。第一，测量精度会有较大提升[7]，运用较高的角精度能够测量雷达跟踪精度，同时能够检测其他指标。 因为传统的雷达只能用于测距和测速，在测角度时是利用天线方向图来完成的，所以精度不是很高。而现在，借由数字波束来得到和差波束，就能够完成精确的测角了。第二，测量的时候实际的空中目标不用飞行[8]。只要在计算机上仿真出目标和所在环境的特性，就能够对实际环境中的雷达目标回波进行仿真，回波中包含了实际目标的距离、速度、杂波、噪声和干扰等信息。只需要改变模拟的参数，就能够分析雷达在不同工作环境的性能。第三，中频模拟比较于视频的使用更加普遍了[9]。传统的雷达一般在视频频率工作，而由于信息处理能力的提升以及高速信号传输速度的提高，现在的雷达处理器可以在中频实现抽样和信号处理，中频模拟处理的性能相比视频模拟处理更加完善。第四，能够快捷地变换参数，从而调整雷达的工作性能[10]。变换雷达工作时的参数，能够令雷达的工作轨迹发生变化，来实现雷达性能的要求，这样就能够支持大量的理论实验。第五，雷达模拟具有多目标输出的能力[10]，在现实生活中，往往测量目标并不仅仅只有一个，而是同时测量多个目标，雷达目标模拟器通过抗干扰的叠加输出方法实现了多个目标的测量。第优尔，不需要使用标定塔来对雷达标记[11]，因为在一些对雷达机动性要求较高的场合，如搜救救援、跟踪目标等，无法使用校标装置，或校标设备使用复杂。第七，通道从单通道变成了多通道[12]，单通道雷达模拟器的功能比较简单，只能进行一般的测量，而多通道信号模拟器则具有导航、通信、预警、产生各种模拟信号等功能，并且有利于检查雷达的问题。第八，具有较好的人机接口[13]，可以培养雷达操作员来完成不同的任务。
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