【摘 要】
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外辐射源体制雷达是一种更能适应战场变化和具备强生存能力的雷达,在战场侦察中有十分重要的作用。相比传统地-空外辐射源体制,以空基雷达为辐射源的机载外辐射源雷达更能满足现代战争需求,但该体制下,杂波分布复杂多变,较强的距离相关性导致难以获得足够的训练数据。空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)能有效抑制杂波并检测目标,但它对训练样本的需求较多,计算量也
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外辐射源体制雷达是一种更能适应战场变化和具备强生存能力的雷达,在战场侦察中有十分重要的作用。相比传统地-空外辐射源体制,以空基雷达为辐射源的机载外辐射源雷达更能满足现代战争需求,但该体制下,杂波分布复杂多变,较强的距离相关性导致难以获得足够的训练数据。空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)能有效抑制杂波并检测目标,但它对训练样本的需求较多,计算量也大;参数化自适应匹配滤波(Parametric Adaptive Matched Filter,PAMF)算法一定程度上能减少计算量和样本需求。本文就减少机载外辐射源雷达杂波抑制及动目标检测算法的计算量及训练数据需求展开研究,主要工作如下:(1)完成机载外辐射源雷达场景的几何建模和进行基于ECA-B算法的直达波抑制分析;然后基于四种典型机载外辐射源雷达飞行场景对杂波建模、仿真并分析特性;最后介绍STAP、PAMF两种经典的杂波抑制和动目标检测算法,并对两种算法进行仿真结果与检测性能的分析。(2)从提升空域自由度的角度优化机载外辐射源雷达场景下的STAP及PAMF算法。首先基于空时信号处理算法性能与系统自由度的关系,从非均匀阵列出发,详细介绍了两种非均匀阵列的含义及各自获得方式,进而提出基于非均匀阵列的STAP/PAMF算法,并在机载外辐射源雷达杂波场景下进行算法的仿真以及展开检测性能和计算量的分析。(3)从提升时域自由度的角度优化机载外辐射源雷达场景下的STAP及PAMF算法。首先仿真分析机载外辐射源雷达在不同脉冲重复频率条件下杂波谱的展宽特点;而后类比非均匀阵列,提出基于非均匀脉冲的STAP算法,并结合PAMF算法滤波结构,提出基于非均匀脉冲的先空间白化后时间白化的PAMF算法;最后在机载外辐射源雷达杂波场景下进行检测结果和性能的分析。(4)完成机载外辐射源雷达杂波抑制及动目标检测系统的FPGA实现。首先根据指标完成系统及各实现模块的方案设计和论证,包括基于降维时间及空间白化的PAMF算法、数字波束形成(DBF)及动目标检测(MTD)三部分;接着完成上述模块的实现设计及编程,进而通过功能仿真、分系统联调以及整体联试验证了该系统的可实现性,最后通过实测数据的处理验证了系统的实用性与实时性。
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