信号相关处理的旁瓣抑制技术

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本文首先介绍了无源相关定位系统的起源及系统中信号处理的基础理论。系统采用电台的电视伴音调频信号,其中电台信号与伴音信号功率之比基本为10:1,并且目标散射信号较弱,一般情况下淹没在杂波和机器热噪声之下,采用常规的脉冲检测方法很难对远距离的目标进行检测,而以电台直达信号作为参考与目标回波信号进行相关检测;系统中信号的相关处理会产生旁瓣,而强目标的旁瓣会影响附近的弱目标检测。 用噪声调频信号对电视伴音调频信号进行仿真研究上述提到的相关检测和旁瓣抑制问题,并与线性调频信号仿真研究相比较。具体研究方法如下: 1、采用以输出信噪比最大为准则的最佳匹配滤波器来对分段的参考和目标信号作相关处理来检测低信噪比目标信号,然后对一维分段相关输出组作纵向傅立叶变换来滤除静态或低速的杂波、多径回波等干扰信号,并提取目标的时差和多普勒频率,再结合由天线获得的目标方向等参数,就可以实现目标的定位和跟踪。 2、利用谱修正技术把相关输出信号频谱修正成矩形频谱,再加窗抑制距离旁瓣,对所有一维分段相关输出组纵向加各种窗形抑制速度旁瓣。 仿真研究成果: 1、分段二维相关处理方法效果不错,能在-20dB信噪比情况下,可靠地检测到电视伴音调频目标信号的时差与多普勒频率信息。 2、在一维距离旁瓣抑制中成功地应用了谱修正技术,在无噪声、杂波干扰,零或低多普勒频率情况下,处理效果良好。 3、在二维距离-速度旁瓣抑制中,线性调频信号抑制效果良好,而抑制噪声调频信号的旁瓣须根据具体情况、用多种方法进行尝试、有一定旁瓣抑制效果。 4、在系统实验仿真研究中调出实验采集信号数据,使用频域加窗/不加窗、清除静态目标等方法很好地控制了静态杂波干扰的幅度及旁瓣,有效地检测出了目标。 本论文的创造性成果是引用谱修正技术等各种方法到旁瓣抑制中来,对移动低通后的信号中心频率、进行谱修正及不进行谱修正、加窗及不加窗等各种方法的旁瓣抑制效果进行分析、比较,观察它们对噪声调频信号和线性调频信号的旁瓣抑制作用,并研究了其应用步骤。
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