Ku波段警戒雷达地杂波抑制算法分析与软件设计

摘要

本文在Ku波段警戒雷达背景下，针对地杂波对目标检测产生影响的问题，首先对地杂波模型进行了分析，并研究了对地杂波的相关抑制算法。本文从MTD、MTI、时频分析、杂波图这些方面，对地杂波抑制算法进行了分析和介绍，并自主设计了雷达系统地杂波抑制仿真软件。在软件中展示了杂波仿真模型以及对地杂波抑制后的结果。本文工作内容如下： 首先，本文针对地杂波的特性，对地杂波统计分布，包括瑞利分布、韦布尔分布以及K分布进行了详细介绍，并分析了杂波的多种功率谱模型，在此基础上，对信号处理过程中的脉冲压缩技术进行了相关介绍和仿真分析。 其次，针对地杂波的抑制问题，本文讨论了利用MTD算法对地杂波进行抑制的方法。分别分析了利用FFT方法和FIR方法对杂波的抑制效果。并对FFT和FIR滤波器进行了分析，最终进行了仿真分析。 为了解决利用MTD算法对地杂波的抑制效果不佳的问题，本文介绍了利用MTI算法对地杂波的抑制效果，并详细分析了二脉冲MTI对消器以及三脉冲MTI对消器的原理，并拓展至N脉冲对消器的设计。在仿真中，首先利用MTI对消器对信号进行处理，然后再对回波脉冲进行相应的MTD积累，结合MTD、MTI两种方法，有效的提升了对杂波的抑制效果，并对其进行了仿真和分析。 由于MTD和MTI对杂波抑制的方法较为传统，且在某些场合下无法更好的实现杂波的抑制，所以本文又利用时频分析和杂波图的方法，对杂波进行抑制。在时频分析方法中，主要介绍了基于短时傅里叶变换的杂波抑制方法，对其原理进行了分析，并进行了仿真和实现。同时对杂波图方法的原理进行了分析，并进行了相关仿真。 最后，本文对上述算法进行了实现，本文设计了雷达系统地杂波抑制仿真软件，通过对各个部分函数的功能分析，设计了软件主界面。利用此软件，可实现多种杂波抑制算法，并能够对其杂波抑制性能进行分析。在仿真软件设计过程中，首先对信号进行参数设定，确定相关雷达信号处理模型。最终对整个系统的运行进行了测试，并对各个杂波抑制方法进行了相关的仿真和设计，同时对每种方法进行了对比分析。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

1.4 内容安排

第二章 地杂波特性以及脉冲压缩

2.1 地杂波特性分析

2.1.1 瑞利分布杂波

2.1.2 韦布尔分布杂波

2.1.3 K分布杂波

2.2 杂波的功率谱模型

2.2.1 高斯型

2.2.2 平方谱模型

2.2.3 N次方谱模型

2.3 脉冲压缩基本原理以及仿真

2.3.1 脉冲压缩基本原理

2.3.2 脉冲压缩仿真

2.4 本章小结

第三章 MTD杂波抑制技术

3.1 MTD杂波抑制原理与实现

3.1.1 MTD杂波抑制原理与方法

3.1.2 FFT方法与FIR方法分析与比较

3.2 MTD实现及仿真分析

3.2.1 FFT滤波器的实现

3.2.2 FIR滤波器的实现

3.3 本章小结

第四章 MTI杂波抑制技术

4.1 数字MTI雷达滤波器的结构与工作原理

4.2 三脉冲MTI对消器

4.3 N脉冲对消器

4.4 延迟线对消器仿真及分析

4.5 本章小结

第五章 时频分析以及杂波图杂波抑制技术

5.1 时频分析基本原理

5.1.1信号的时间描述与频率描述

5.2 基于短时傅里叶变换的杂波抑制原理及仿真

5.2.1 短时傅里叶变换基本原理

5.2.2 仿真实现与分析

5.3 杂波图基本原理

5.4 杂波图的构建方法及仿真实现

5.5 本章小结

第六章 仿真软件设计及实现

6.1 模型建立

6.2 雷达系统仿真软件的设计

6.2.1软件主界面设计

6.2.2 软件设计方法

6.2.3 各个函数实现功能

6.3 仿真结果及分析

6.4 本章小结

第七章 总结及展望

7.1 本文总结

7.2 展望

致谢

参考文献