面向參數(shù)估計(jì)的認(rèn)知雷達(dá)自適應(yīng)發(fā)射波形優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射波形和工作模式一般固定不變，接收系統(tǒng)僅被動(dòng)地處理雷達(dá)信號(hào)和數(shù)據(jù)，使得即使精心設(shè)計(jì)的雷達(dá)系統(tǒng)也難以在復(fù)雜的時(shí)空多變環(huán)境中獲得理想的處理性能。認(rèn)知雷達(dá)具有接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的閉環(huán)反饋機(jī)制，能夠根據(jù)先驗(yàn)和實(shí)時(shí)的環(huán)境及目標(biāo)知識(shí)自適應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)整雷達(dá)收發(fā)系統(tǒng)，從根本上改變了傳統(tǒng)雷達(dá)單向的信息處理方式，能夠大幅提高雷達(dá)系統(tǒng)性能和環(huán)境適應(yīng)能力，具有重要的理論研究和軍事應(yīng)用價(jià)值，受到國(guó)內(nèi)外很多專家學(xué)者和軍方的廣泛關(guān)注。自適應(yīng)發(fā)射波形優(yōu)化技術(shù)是

2、認(rèn)知雷達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)之一，本文主要研究了面向目標(biāo)參數(shù)估計(jì)問(wèn)題的雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)整技術(shù)。
　?、叛芯苛穗s波環(huán)境下以提高機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤精度為目的的自適應(yīng)波形選擇技術(shù)。論文首先對(duì)雷達(dá)接收系統(tǒng)和跟蹤測(cè)量數(shù)據(jù)獲取過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)建模，分析了不同信噪比情況下雷達(dá)發(fā)射波形對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特性的影響及定量計(jì)算方法，并設(shè)計(jì)了與自然界中蝙蝠發(fā)射聲波信號(hào)類似的CF-HFM（Constant Frequency-Hyperbolic Freque

3、ncy Modulation）雷達(dá)脈沖串波形，提出了雜波環(huán)境下基于雷達(dá)任務(wù)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤自適應(yīng)波形選擇算法及自適應(yīng)發(fā)射波形與檢測(cè)門限聯(lián)合優(yōu)化方法；其次，為了較為精確地估計(jì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)混合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)后驗(yàn)概率密度函數(shù)，提出了一種完全分離連續(xù)基狀態(tài)與離散模型狀態(tài)估計(jì)的交互多模型概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)粒子濾波器（Interacting Multiple Model Probabilistic Data Association Particle Filter，I

4、MMPDAPF），估計(jì)循環(huán)僅需要基狀態(tài)粒子，能夠控制每個(gè)運(yùn)動(dòng)模型對(duì)應(yīng)的粒子數(shù)，并引入穩(wěn)健性較好的Amariα-散度表征不同發(fā)射波形對(duì)應(yīng)雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)包含的信息量，提出了與IMMPDAPF實(shí)現(xiàn)過(guò)程緊密結(jié)合的雜波環(huán)境下基于信息論準(zhǔn)則的機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤自適應(yīng)波形選擇算法。
　?、蒲芯苛艘越档统上裉幚韽?fù)雜度為目的的自適應(yīng)發(fā)射分集技術(shù)和基于發(fā)射分集的曲線彈道合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）成像算法。首先，針

5、對(duì)以景象匹配制導(dǎo)為目的的曲線彈道SAR成像問(wèn)題，提出通過(guò)自適應(yīng)調(diào)整雷達(dá)波束指向使雷達(dá)近似工作于等效正側(cè)視幾何下，能夠大大減小距離徙動(dòng)校正難度及回波信號(hào)方位向和距離向耦合，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了利用部分孔徑數(shù)據(jù)和高效頻譜分析方法的RD-Dechirp（Range Doppler-Dechirp）快視成像算法；其次，針對(duì)以尋的制導(dǎo)為目的大斜視曲線彈道SAR成像問(wèn)題，通過(guò)在雷達(dá)發(fā)射信號(hào)中引入自適應(yīng)調(diào)整的非線性調(diào)頻分量，提出了曲線彈道SAR非線性調(diào)

6、頻變標(biāo)（Nonlinear Chirp Scaling，NCS）成像算法，能夠同時(shí)處理大斜視曲線彈道情況下距離徙動(dòng)校正和二次距離壓縮的方位頻率依賴性和距離空變性，算法計(jì)算量與標(biāo)準(zhǔn)CS算法及RD算法相當(dāng)，提供了成像性能與計(jì)算量的完美折中；最后，針對(duì)任意航跡和斜視幾何情況下的聚束SAR成像問(wèn)題，提出了基于PRI（Pulse Repetition Interval）自適應(yīng)調(diào)整的PFA（Polar Format Algorithm）成像算法，能

7、夠避免原始PFA算法的插值操作和利用全部波數(shù)域數(shù)據(jù)進(jìn)行成像，生成高質(zhì)量SAR圖像僅需要FFT和復(fù)乘運(yùn)算，能夠兼顧平臺(tái)航跡靈活性、成像精度及成像效率。
　?、浅浞掷美走_(dá)接收系統(tǒng)到發(fā)射系統(tǒng)的反饋機(jī)制和先驗(yàn)知識(shí)，研究了面向目標(biāo)參數(shù)估計(jì)問(wèn)題的雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)和方法，研究成果有助于從根本上改變現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的工作方式，提高現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的工作性能和復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力，為推動(dòng)我國(guó)雷達(dá)系統(tǒng)的智能化和認(rèn)知雷達(dá)技術(shù)的實(shí)用化提供基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技