雷达抗杂波自动抑制方法研究

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雷达在进行探测工作时,不能避免受到来自各方面各类杂波信号的干扰。怎样精准地获取雷达的探测目标,是抗雷达杂波自动抑制技术处理的难题。从混乱的雷达接收信号中获取实际探测目标的回波信号而抑制或滤除相关杂波干扰信号,是雷达目标探测、雷达电子对抗技术的一个重要研究方向,也是现代抗雷达杂波的自动抑制技术研究的重点。由于一般雷达杂波的不可预见性,或其不随时间而规律变化等特性。固定雷达杂波滤波器的设计必须预先知道雷达信号和相关杂波干扰的特征属性,无法满足当前抗雷达杂波自动抑制技术的研究。自适应雷达杂波滤波器能够根据雷达信号差异实时调节自身滤波权系数以达到最优滤波,这种滤波器的设计要求不需要预先知道雷达信号或杂波干扰的相关特性,因此该算法在现代抗雷达杂波自动抑制技术中扮演着非常重要的角色。本课题主要基于当前的抗雷达杂波自动抑制滤波技术进行研究。首先,分析、研究一般雷达杂波信号的相关特性,阐述了常见的几种雷达杂波模型,并对其进行了相关仿真分析,进而认识雷达杂波的时域和频域、功率谱等特性,并阐述雷达信号在探测过程中的各种干扰杂波。然后,对当前主流的抗雷达杂波的自动抑制技术进行了分析、比较;重点分析MTI、MTD雷达杂波抑制技术,针对MTI、MTD等技术应用的局限性,提出自适应算法在抗雷达杂波的滤波技术中的重要应用。接着,对当前常用的基于LMS的自适应算法进行了相关的分析与研究。针对当前LMS算法存在公式较复杂、计算量较大、精确度较低等问题,通过比较分析现有和相关改进LMS算法的优点与不足,提出一种新的LMS变步长因子的计算公式,其中步长因子和滤波误差值存在某种线性关系,此外也考虑了输入端信号的变化影响。改进的变步长因子的LMS算法,不仅收敛速度快,且不需要进行任何复杂的指数运算,计算量、方便程度较之前传统及相关改进LMS算法都有较大改善。最后,针对雷达滤波过程中存在信号数据量大,回波相位信息要求严格等特性,本文采用改进的LMS算法结合FIR横向滤波器设计了一款自动抑制雷达杂波滤波器(其中FIR能保证严格的线性相位;横向滤波器计算量较小,只是简单的信号叠加,适用于雷达杂波的实时抑制)。最后通过Matlab进行了相关的仿真实验,并与现有自适应滤波器进行比较分析,可知本滤波器滤波效果较为明显,值得在雷达杂波自动抑制方法中应用。
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