分布式外源雷达位置和速度联合参数估计研究及应用

摘要

外辐射源雷达自身不发射信号，而是利用非合作信号，实现对目标的探测，具有绿色环保、抗干扰能力强等诸多优势。随着移动互联网技术的广泛应用，外源雷达组网技术，即分布式外源雷达已成为最热门的课题。分布式外源雷达系统将雷达系统的综合能力进一步提高，弥补了外源雷达发射端不受控制这一缺陷，在低空空域管理、打击“黑飞”等恐怖活动中具有极大的应用价值。军事方面，能高效适应战争环境，具有反隐身、抗干扰、反低空突防的突出优势;民用方面，能够与城市密集环境相契合，实现低空目标监视、打击恐怖犯罪等用途。 在组建分布式外源雷达探测系统时，站位优化配置问题是首先需要解决的问题。站位优化问题的实质是选取合适的指标对雷达系统性能进行评估，并通过最优化该指标来进行雷达系统站位优化布局。目前分布式外源雷达站位优化大致可归纳为两方面:一是威力覆盖最大化;二是漏检概率、定位精度最优化等。实际应用中不同的场景，对雷达系统优化指标有着不同的要求。 本文从参数估计性能这一指标方面入手，对分布式外源雷达位置和速度联合参数估计克拉美罗界开展研究，并从收/发单元拓扑结构及目标起伏模型两方面对联合参数估计克拉美罗界进行仿真分析;接着从联合参数估计克拉美罗界这一理论推导出发，构造了分布式外源雷达系统收/发单元站位优化模型，并给出了对应的收/发单元优化选址思路及实现方法。 论文首先介绍了分布式外源雷达的基础知识及技术难点，再详细推导了分布式外源雷达的位置和速度联合参数估计的克拉美罗界，给出了基于DTMB辐射源的分布式外源雷达克拉美罗界的闭式表达，接着从收/发单元拓扑结构及目标起伏模型两方面对其进行阐述并通过仿真分析其对该克拉美罗界的影响;随后从联合参数估计克拉美罗界这一理论推导出发，构造了分布式外源雷达系统收/发单元站位优化模型，结合实际应用，提出两种具体的场景，并针对两种场景分别进行分析，建立收/发单元优化选址思路，给出详细的实现方法，最后通过仿真分析验证了该方法的有效性。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究背景及意义

1．2研究现状

1．2．1外源雷达研究综述

1．2．2分布式雷达研究综述

1．3论文研究内容与结构安排

第二章分布式外源雷达基础

2．1分布式外源雷达系统组成及关键技术

2．2分布式外源雷达信号处理概述

2．2．1参考信号获取

2．2．2直达波和多径杂波抑制

2．2．3匹配滤波及目标检测

第三章分布式外源雷达建模及性能评估

3．1分布式外源雷达信号模型

3．2威力覆盖评估

3．3分布式外源雷达的量测模型

3．4参数估计精度评估

第四章分布式外源雷达参数估计克拉美罗界分析

4．1信号源分析

4．1．1 OFDM概述

4．1．2 DTMB介绍

4．1．3 DTMB相关参数闭式表达推导

4．2拓扑结构分析

4．3目标起伏模型分析

第五章基于参数估计精度的分布式外源雷达站位优化

5．1分布式外源雷达站位优化模型

5．1．1优化函数

5．1．2问题描述及建模

5．2基于贪婪算法的站位优化策略

5．2．1背包问题及贪婪算法概述

5．2．2站位优化算法

5．2．3算法分析

5．3仿真分析

5．3．1发射单元子集选择算法

5．3．2接收单元子集选择算法

第六章总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果