高分辨雷达干扰对抗与目标识别算法研究

摘要

弹道导弹能够精确的且超远距离的打击敌方目标，是军事防御上的重大威胁。而目标识别是拦截导弹的一个重要阶段。由于弹道中段的大部分时间导弹在大气层外飞行，所以导弹的飞行受到大气阻力的影响很小，而在此期间导弹的发动机呈关闭状态，导弹受到的推力几乎为零，此时的导弹仅受到地球引力，做惯性运动，同时弹头为了保持稳定，一般是进动状态或者章动状态，因此弹道中段是拦截弹道导弹的重要阶段。但是，在弹道中段，导弹在飞行时会逐渐分出一些不再需要的结构比如弹体碎片和弹簧等，同时为了增加弹头突破防御系统的概率，导弹会在飞行过程中将诱饵等假目标释放。所有的空间目标集合而形成的目标群会导致导弹飞行中段的目标较为复杂。同时由于所有的目标都被视为只受地球引力影响做惯性运动，使弹头与诱饵的可区分度降低，提高了飞行中段期间识别真目标和诱饵的难度。 本文首先介绍了三种目标识别的方法，首先是介绍雷达散射截面积(Radar Cross Section，RCS)时间序列以及RCS时间序列与姿态角的关系。采用循环自相关与循环平均幅度差函数联合(CAUTOC-CAMDF)方法提取RCS序列周期，并采用匹配拟合法获取空间目标的进动角，通过比较目标与诱饵的微动状态和纵横惯量比识别目标，此方法适用于与弹头的质量和形状相似，但质量分布不同的诱饵。其次分析空间目标的进动、摆动、章动的状态以及各种状态的转换矩阵，通过高分辨雷达获得回波，并将回波进行时频分析，获得目标或诱饵的回波微多普勒特征，并通过回波微多普勒提取弹头或诱饵的微动状态和参数并识别弹头，适合识别微动状态不同的目标和诱饵。最后一种目标识别的方法基于目标的一维距离像(High Resolution Range Profile，HRRP)，并提取目标在雷达视线中投影的长度即一维距离像长度特征，适合识别尺寸不同的弹头和诱饵。 在研究分析和比较了三种目标识别的算法后，研究了压制性干扰和压制性干扰对回波微多普勒以及一维距离像的影响。以及叙述了自适应旁瓣对消(Adaptive Sidelobe Cancellation，ASLC)的流程以及其对压制性干扰的抗干扰效果，并分析了自适应旁瓣对消对被干扰后的目标回波微多普勒的影响。

目录

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究动态

1.3论文的主要工作与安排

第二章 高分辨雷达的目标识别

2.1引言

2.2 RCS的定义

2.3 RCS周期性

2.4基于RCS目标进动特征提取

2.4.1 RCS序列周期提取

2.4.2进动角的提取

2.4.3纵横惯量比估计

2.5基于回波微多普勒进行目标识别

2.5.1微动目标模型

2.5.2微动目标雷达回波

2.5.3微动目标雷达回波微多普勒仿真与讨论

2.6本章小结

第三章 基于HRRP的目标识别

3.1高分辨雷达信号

3.1.1线性调频信号

3.1.2脉冲压缩

3.2目标散射中心模型

3.3一维距离像特征提取

3.4一维距离像长度特征分析

3.5本章小节

第四章 有源干扰及其对目标识别的影响

4.1引言

4.2压制式干扰

4.2.1噪声调幅干扰

4.2.2噪声调频信号

4.2.3 噪声调相干扰

4.3压制性干扰对目标微多普勒的影响

4.3.1噪声调幅信号对微多普勒目标识别的影响

4.3.2噪声调相信号对目标回波微多普勒的影响

4.4压制性干扰对一维距离像的影响

4.5本章小结

第五章 旁瓣相消对压制性干扰的抑制

5.1自适应旁瓣相消的原理

5.2最优权值求解

5.3自适应旁瓣对消器

5.4旁瓣对消抗压制性干扰对目标识别的影响

5.5本章小节

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2未来展望

致谢

参考文献