基于4G基站信号的被动雷达相关技术研究

摘要

随着现代科学技术的发展，传统体制雷达越来越受到电子干扰、隐身技术、反辐射导弹、超低空突防等四大威胁。被动雷达由于不需要自身发射信号，而是利用第三方外辐射源信号，因此具有对抗四大威胁的良好特性。近年来，被动雷达受到越来越多的关注。
　　移动通信信号具有广覆盖、方便组网等优点，是一种优良的外辐射源信号，因此受到被动雷达研究者的重视。本文研究基于4G基站信号的被动雷达系统，完成的主要研究工作如下：
　　1、深入分析4G移动通信系统的技术特点，根据雷达探测理论，分析了LTE信号的距离和多普勒分辨率；详细分析了LTE信号的模糊函数，并具体解释了产生旁瓣的原因；通过和其他常见外辐射源信号的对比，验证了LTE信号具有良好的特性；利用双基地雷达方程计算了4G基站信号被动雷达的理论威力范围，完成了对基于4G基站信号的被动雷达的可行性分析。
　　2、针对目标回波信号中含有强大的直达波和多径等杂波问题，研究了直达波和多径杂波对消技术。分析比较了LMS算法、NLMS算法、ECA算法和RLS算法这四种算法在4G基站信号被动雷达系统中杂波抑制性能。综合考虑杂波抑制比和权值收敛速度等指标，采用了基于RLS算法的自适应杂波对消算法，并通过仿真实验，验证了RLS算法的有效性。
　　3、针对多目标检测过程中传统雷达目标方法无法检测出弱目标信号的问题，研究了基于压缩感知理论的4G基站信号被动雷达系统目标检测方法。将压缩感知理论的稀疏重构思想应用到被动雷达目标检测中，并在多个目标环境的仿真实验中，检测出强弱目标，验证了本文所采用方法的有效性，为被动雷达目标检测提供了另一种性能较好的算法。

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第一章 绪 论

1.1 被动雷达概述

1.2 国内外研究历史与现状

1.3 被动雷达关键技术

1.4 本论文的内容安排

第二章 4G移动通信系统

2.1 4G移动通信系统简介

2.2 LTE物理层技术特点

2.3 LTE系统参数与帧结构

2.4 本章小结

第三章 基于4G基站信号的被动雷达可行性分析

3.1 LTE雷达信号波形参数

3.2 LTE信号模糊函数分析

3.3 被动雷达照射源性能对比

3.4 基于4G基站信号的被动雷达系统探测范围

3.5 本章小结

第四章 基于4G信号的被动雷达直达波对消技术

4.1 被动雷达信号处理流程

4.2 自适应滤波算法

4.3 自适应滤波算法性能分析与算法选择

4.4 RLS算法验证

4.5 本章小结

第五章 基于压缩感知的4G被动雷达目标检测

5.1 压缩感知理论概述

5.2 OMP算法

5.3 基于压缩感知的4G被动雷达目标检测模型

5.4 检测性能分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献