毫米波LFMCW雷达对抗典型有源干扰信号处理研究

摘要

针对美军新一代30MHz至40GHz干扰机的研制和装备，本文就毫米波LFMCW雷达抗有源干扰从信号处理层面开展了深入研究，主要工作有: (1)在分析噪声调幅和噪声调频干扰机理和雷达回波信号特点的基础上，发现噪声调幅干扰难以对具有大时宽带宽积的毫米波LFMCW雷达形成有效干扰，但噪声调频干扰仍具有威胁性;采用频域能量估计算法实现了对噪声调频干扰的存在性检测。 (2)针对噪声调频干扰，利用其与目标信号具有不同的相关特性采用相关运算进行干扰抑制，仿真结果验证了该算法具有良好的抑制效果;在强干扰条件下，采用信号重构算法，对信号瞬时估计幅度进行门限判决分离出有用信号分量，再结合瞬时相位信息进行信号重构，有效提高了信干比。 (3)针对欺骗式干扰，利用假目标与真实目标回波之间幅度起伏特性的差异，分别采用观测幅度的累积分布函数与瑞利分布函数的拟合程度以及观测幅度的概率分布函数的矩偏度系数作为特征参数，仿真结果验证这两种特征参数均可有效表征真假目标的差异;提取回波高分辨率距离像与辛格函数的动态时间曲线距离作为特征参数，可有效分辨真假目标信号，仿真结果验证了该参数具有良好的区分度和稳健性;针对坦克目标的履带部件，通过建立径向距离模型分析其微多普勒特性，仿真结果验证了利用微动特性进行欺骗干扰识别的可行性。 (4)设计并制作了一套半实物仿真系统用于实现典型有源干扰信号进入毫米波LFMCW雷达接收通道过程的模拟，完成了整个系统的软硬件调试;通过外场实验对本文提出的算法进行了验证，实验结果证明了各算法的有效性。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究综述

1．2．1信号与信息处理层面抗有源压制式干扰

1．2．2信号与信息处理层面抗有源欺骗式干扰

1．3论文主要工作及结构安排

2 LFMCW雷达信号及典型干扰信号分析

2．1 LFMCW雷达信号分析

2．1．1 LFMCW雷达的基本组成与工作原理

2．1．2 LFMCW差拍信号模型

2．1．3 LFMCW模糊函数分析

2．2典型干扰信号建模与分析

2．2．1噪声调幅压制式干扰

2．2．2噪声调频压制式干扰

2．2．3距离-速度联合欺骗假目标干扰

2．3本章小结

3毫米波LFMCW雷达对抗典型有源压制式干扰研究

3．1典型压制式干扰效果分析及存在性检测

3．1．1噪声调幅干扰信号的干扰效果分析

3．1．2噪声调频干扰信号的干扰效果分析

3．1．3基于能量法的压制式干扰存在性检测

3．2基于相关特性的噪声调频干扰抑制方法

3．2．1算法原理

3．2．2仿真实验及分析

3．3基于信号重构的噪声调频干扰抑制方法

3．3．1算法原理

3．3．2仿真实验及分析

3．4本章小结

4毫米波LFMCW雷达对抗有源假目标欺骗式干扰研究

4．1基于幅度分布特性的假目标欺骗式干扰检测方法

4．1．1回波观测幅度分布模型

4．1．2基于K-S拟合优度的欺骗干扰检测方法

4．1．3基于PDF-矩偏度系数的欺骗干扰检测方法

4．2基于HRRP的CZT-DTW联合检测方法

4．2．1多散射中心模型建立

4．2．2基于CZT的频谱细化

4．2．3基于DTW的相似度特征提取

4．3基于微动特性的欺骗干扰检测方法

4．3．1履带微动特性的数学模型及仿真

4．3．2实际探测场景下的模型修正及特征分析

4．4本章小结

5 LFMCW雷达抗有源干扰半实物仿真系统设计及实验验证

5．1．1 LFMCW雷达抗有源干扰半实物仿真系统方案设计

5．1．2 LFMCW雷达抗有源干扰半实物仿真系统关键软硬件设计

5．1．3 LFMCW雷达抗有源干扰半实物仿真系统调试

5．2外场实验及数据分析

5．2．1压制式干扰实验分析

5．2．2欺骗式干扰实验分析

5．3本章小结

6总结与展望

6．1总结

6．2展望

致谢

参考文献

附录