文章的写作安排如下:
第一章分析了本文的研究背景以及意义。并对当前雷达CFAR技术发展的研究现状来进行简述。
第二章对雷达接受的回波信号的产生原理进行理论分析,并据此对回波信号进行建模仿真,得到雷达的回波信号。
第三章针对各类杂波信号进行统计学分析,分析杂波信号统计特性。根据杂波的产生机理对杂波进行建模仿真,并将仿真结果与相应杂波的概率密度曲线(Probability Density Function,PDF)和功率谱密度曲线(power spectral density function,PSD)进行对比以检验杂波仿真的正确性,并为CFAR处理做准备。文献综述
第四章介绍了OS-CFAR和VI-CFAR两种CFAR算法,根据各自的原理进行算法编程,将之前的杂波还有目标信号代入算法中以检验两种检测器的检测性能。
第五章对全文进行总结。
2 信号的建模、产生
2。1 雷达工作原理
雷达是利用无线电里的信息检测目标的存在,并据此获得目标的位置等信息。雷达系统由发射机、天线、接收机、数据处理、定时控制、显示设备等组成[7]。在雷达探测目标的过程中,雷达发射机发射符合要求的雷达波形,经过天线辐射出去,在探测到目标时电磁波会反射出来,经过接收天线接收,然后再对回波信号进行处理获得数据。
如果将雷达的发射信号和接收信号作为系统的输入和输出,那么就可以将中间的过程看成一个等效的LTI系统,如图2。1所示:
图2。1 雷达系统等效图
其中的等效冲激响应为:(2。1)
式(2。1)中,为雷达的散射系数,为雷达往返目标之间的时间。雷达的发射信号S(t)通入LTI系统中得到雷达的回波信号Sr(t)。在雷达信号处理过程中为了抑制杂波从而提取有效信号,将雷达接收信号Sr(t)通过脉冲压缩获得雷达的系统的回波信号SO(t),如图2。2所示。
图2。2 雷达回波信号处理框图
其中h(t)和hr(t)分别是雷达等效系统和脉冲压缩处理的冲激响应。通过脉冲压缩可以使雷达信号保持大时宽的同时也有大带宽的特性,这也是雷达线性调频(linear frequency modulation, LFM)脉冲压缩雷达的基本原理。来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-
2。2 线性调频信号
雷达信号的理论中,保证一定信噪比并完成最佳处理的情况下,雷达系统要求满足测量精度和距离分辨力。其中测距精度和距离分辨力要求信号具有大的带宽,而测速精度和速度分辨力要求信号具有大的时宽[1]。综上所述,理想的雷达系统的信号的时宽带宽乘积较大。平常所用的单载频脉冲信号的时宽带宽乘积为1,大带宽和大时宽不能同时获得。为了解决这个矛盾,提出LFM信号及其匹配处理——脉冲压缩。这种方法可以对信号宽脉冲加入载波线性调频,展宽信号带宽。接着对接收的宽脉冲LFM回波进行脉冲压缩处理,使其变成窄脉冲,提高距离高分辨[1]。
LFM信号的表达式为:(2。2)
K=B/T是调频斜率,信号的瞬时频率为fc+Kt(-T/2≤t≤T/2)。按照式(2。2)对信号波形进行了仿真。调频带宽设置为10 MHz,脉冲周期设置为10-5 s,采样频率为20 MHz,采样间隔设置为0。05 μs,