極化認知雷達抗干擾波形設(shè)計研究

極化認知雷達抗干擾波形設(shè)計研究

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1、碩士學位論文極化認知雷達抗干擾波形設(shè)計研究RESEARCHONANTI-INTERFERENCEWAVEFORMDESIGNFORPOLARIMETRICCOGNITIVERADAR姜智卓哈爾濱工業(yè)大學2016年6月國內(nèi)圖書分類號:TN957.51學校代碼:10213國際圖書分類號:621.3密級:公開工學碩士學位論文極化認知雷達抗干擾波形設(shè)計研究碩士研究生:姜智卓導師:趙宜楠教授申請學位:工學碩士學科:信息與通信工程所在單位:信息與電氣工程學院答辯日期:2016年6月授予學位單位:哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TN957.51U.D.C:621.

2、3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONANTI-INTERFERENCEWAVEFORMDESIGNFORPOLARIMETRICCOGNITIVERADARCandidate:JiangZhizhuoSupervisor:Prof.ZhaoYinanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:InformationandCommunicationEngineeringAffiliation:SchoolofInformation

3、andElectricalEngineeringDateofDefence:June,2016Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要認知雷達是近年來受到廣泛關(guān)注的一種智能化雷達,它可以智能地從雷達回波中解析、學習目標和環(huán)境的信息,通過接收機到發(fā)射機的反饋通道,使發(fā)射機根據(jù)所處環(huán)境和具體雷達任務(wù),自適應(yīng)地發(fā)射波形,實現(xiàn)雷達性能最大化。極化作為描述雷達信號的另外一維信息,加入極化信息可使雷達具有更強的抗干擾和參數(shù)估計能力。因此本文研究極化認知雷達的波形設(shè)計,主

4、要內(nèi)容分為三個部分:第一部分,對極化認知雷達的基礎(chǔ)知識和本文用到的概念進行闡述。首先對極化認知雷達進行建模,極化認知雷達是在認知雷達的基礎(chǔ)上加入了極化信息,可以額外獲得目標和環(huán)境的極化特征;其次對發(fā)射的極化信號進行建模,引入極化橢圓的概念,為后文極化參數(shù)估計奠定基礎(chǔ);然后介紹目標極化散射矩陣的表示方法和意義;最后對雜波分布進行建模,并對本文中用到的復(fù)合高斯雜波重點闡釋,通過實測數(shù)據(jù)擬合,驗證將海雜波建模為復(fù)合高斯分布更符合實際情況。第二部分,研究基于目標和雜波參數(shù)估計的最優(yōu)極化波形設(shè)計。首先,根據(jù)極化回波公式,推導觀測數(shù)據(jù)的條件概率密度分布,基于最大似然估計,引入

5、擴展參數(shù)-期望最大算法,對目標和雜波參數(shù)進行準確地估計;然后通過最小化參數(shù)的克拉美羅界,引出最優(yōu)極化波形設(shè)計算法來獲得波形的最優(yōu)極化參數(shù);為了減小設(shè)計極化波形時的計算復(fù)雜度,推導次最優(yōu)算法設(shè)計極化波形,在性能與前者相當?shù)那疤嵯拢蟠鬁p少優(yōu)化耗時。仿真表明,本部分研究的極化波形設(shè)計算法可以較好地對抗雜波干擾,并準確地得到目標和環(huán)境參數(shù),從而為認知雷達提供準確的先驗和環(huán)境信息。第三部分,研究基于認知框架的瞬態(tài)極化雷達正交波形設(shè)計。針對瞬態(tài)極化雷達(IPR)兩路波形相關(guān)度較高而引起的目標參數(shù)估計誤差過大的問題,本章提出純相位譜逼近算法(POSAA)來設(shè)計具有低相關(guān)水平的

6、波形對,這樣可以較好地對抗距離遮蔽干擾和極化通道之間的互擾。首先,在積分旁瓣電平準則下,構(gòu)造正交波形設(shè)計的目標函數(shù);然后利用相關(guān)與譜之間的傅里葉變換關(guān)系,基于譜逼近的思想,將時域的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化到頻域優(yōu)化。另外,POSAA利用串行設(shè)計的思想,避免同時優(yōu)化的高計算量,高復(fù)雜度問題;仿真結(jié)果說明優(yōu)化后的波形具有極低的相關(guān)水平,且本章提出的算法具有較高的運算效率。關(guān)鍵詞:認知雷達;極化;波形設(shè)計;抗干擾I哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文AbstractCognitiveradar(CR)isanintelligentradarsystem,whichhasrecentlya

7、ttractedconsiderableattention.CRhasafeedbackchannelfromreceivertotransmitter,itmeansthatCRcanintelligentlyupdatethetransmittingwaveformorthereceiverfilter,basedontheextractedsignaloftargetsandenvironmentfromradarreturns.ThischaracteristicofCRmakesitpossiblethatthetransmittercanadaptiv

8、elytr

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