基于盲方法的外輻射源雷達目標探測研究.pdf

1、外輻射源雷達又稱為被動相干定位(PCL)雷達,屬于新體制雷達中的一種。與傳統(tǒng)雷達不同,外輻射源雷達自身不主動發(fā)射電磁波,而是利用各種通信、廣播信號(比如調頻廣播、電視臺、GSM基站和GPS衛(wèi)星等)作為照射源,被動接收目標的反射回波信號實現(xiàn)目標探測和成像。從結構上來說,外輻射源雷達屬于雙基地雷達配置,使其不易被敵方發(fā)現(xiàn),具有較好的抗干擾和抗反輻射導彈能力;并且借助于超高頻和甚高頻的照射源特性,外輻射源雷達具有良好的反隱身和低空探測能力;同

2、時具有便攜、低成本、無需頻譜分配、無電磁污染、無探測盲區(qū)等優(yōu)點。因此,為了應對復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的目標探測問題,外輻射源雷達目標探測已成為一種有效的解決手段,具有重要的研究價值。
　　本論文主要針對簡易配置的外輻射源雷達目標探測系統(tǒng)中的若干具體問題,如直達波提純、雜波相消、參數(shù)估計以及數(shù)據(jù)融合等問題進行深入研究,所取得的主要研究成果如下:
　　1、針對復雜戰(zhàn)場環(huán)境下,接收機周圍可能存在多個照射源,照射源基本信息未知(主要是基站方

3、向和信號波形信息),無法區(qū)分感興趣信號和干擾信號,無法確定目標探測中各照射源和目標參數(shù)的配對關系等問題,提出利用信號特性來抑制干擾?？紤]到大部分通信信號都滿足循環(huán)平穩(wěn)的特性,提出利用信號的循環(huán)平穩(wěn)特性估計直達波的方向信息,并抑制其它基站干擾。在目標探測階段,推導二階循環(huán)平穩(wěn)和模糊函數(shù)的等價性,提出利用二階共軛循環(huán)平穩(wěn)代替模糊函數(shù),實現(xiàn)對感興趣信號和目標參數(shù)信息的配對。
　　2、針對實際工程中參考信號包含多徑,常規(guī)外輻射源雷達參考通

4、道和預警通道都需要雜波相消的問題,提出在預警通道中利用盲源分離方法直接分離直達波和目標回波信號,達到減少運算量和提高目標回波信號信噪比的目的。針對常規(guī)盲源分離不適用于外輻射源雷達中病態(tài)矩陣的問題,提出利用循環(huán)平穩(wěn)特性來抑制干擾,達到增強弱目標信號的目的,在天線個數(shù)少于信號源個數(shù)的欠定情況,本方法同樣適用。在信號分離階段,針對實際混合信號中還混有噪聲的問題,提出魯棒的斜投影方法來抽取目標回波信號。
　　3、考慮到OFDM信號在同步和

5、抗干擾方面的優(yōu)點,提出基于OFDM信號特性的外輻射源雷達目標探測。針對外輻射源雷達中參考信號信息可能無法直接獲取的問題,提出利用信號特性來估計OFDM信號信息。具體考慮到OFDM模糊函數(shù)中的副峰是由導頻的周期性造成的,并且模糊函數(shù)等價于二階循環(huán)平穩(wěn),提出利用二階循環(huán)平穩(wěn)估計導頻的周期性,從而能夠確定導頻的位置信息,繼而實現(xiàn)雜波信道脈沖響應估計和直達波重構。
　　4、針對目前通信廣播系統(tǒng)大都采用OFDM調制信號,并且支持SFN結構的

6、情況,提出基于OFDM-SFN的外輻射源雷達系統(tǒng)提高目標探測的可靠性。但在SFN中,多個信號從不同的方向照射到目標,極有可能造成大時延擴展。并且 OFDM發(fā)射正交子載波,對載頻頻偏很敏感。針對這兩個問題,在沒有參考信號信息的情況下,提出在接收通道中利用陣列天線把大時延轉化為小時延,建立新的張量接收模型,并利用聯(lián)合對角化方法同時估計波束、時延和頻偏三個矩陣變量,解決頻域盲源分離算法在大時延擴展中估計精度不高的問題。
　　5、針對 O