S波段非线性结点探测器收发端关键技术研究

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非线性结点探测器主要用于探测金属结和PN结散射的谐波信号,非线性结点探测器的抗干扰性能优越,能够探测隐身目标,在军事与民用方面具有很大的应用价值。但是如何设计能使探测器准确检测到目标物体,会涉及到很多关键技术。本文主要针对发射端功率放大器的非线性矫正和接收端的脉冲压缩技术展开研究。前者能抑制发射端的谐波泄露,以减少检测过程中对目标辐射的谐波产生干扰。后者能提高接收端弱小目标检测能力和距离分辨率。最后,还对目标检测环节的恒虚警技术做了相关介绍研究,以提升目标检测的准确率。
  论文将从以下几个方面来对非线性结点探测器发射端和接收端的关键技术进行研究。
  (1)针对发射端功率放大器的非线性特性引起的谐波泄露问题,对接收到的目标谐波造成一定的干扰。将传统应用于移动通信中的数字预失真技术应用在线性调频脉冲体制的谐波探测器系统上,在Simulink上搭建了基于间接学习结构的自适应数字预失真仿真平台,根据搭建的功放模块数据,设计逆非线性函数结构的前置模块与功放模块级联,再基于LMS算法搭建后置模块来更新预失真模型参数。最后通过绘制AM/AM、AM/PM曲线图,证明输入输出数据已接近线性化。计算邻信道功率比,加入预失真模块后改善了23.64dB,验证了模型对带外频谱泄漏的有效抑制。证明了该方法在改善发射端功放非线性特性上的明显效果。
  (2)脉冲压缩是接收端常用的信号处理方法,但是信号脉压后的高旁瓣,以及使用窗函数后造成的主瓣展宽。可能会使弱目标淹没在强目标的旁瓣之中。对此,本文设计一种自适应脉冲压缩算法,采用线性调频信号,基于MMSE算法为每一个距离单元估算一个匹配滤波器系数,并与接收信号做运算。编写Matlab程序完成仿真分析。与原有脉冲压缩方法进行对比。证明了自适应脉冲压缩算法在多目标识别和旁瓣抑制方面的有效性。
  (3)接收端脉冲压缩后还要采用阈值检测来判决是否探测到目标物体。本文采用单元平均选小恒虚警技术分别计算前后参考窗的干扰功率,选取两个估计值中较小的值来计算阈值。该方法可以有效提高同一个参考窗内多个目标的检测能力。编写Matlab程序,对脉压后的数据进行检测。最后有效提取出了设置的几个目标物体。
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