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随着雷达系统的发展,雷达信号正变得越来越复杂,许多含有时变参数调制成分的复杂雷达信号已被广泛运用于现代雷达系统。这些时变参数复杂调制雷达信号往往具有更好的探测性能和隐身能力,给雷达信号侦收与非合作雷达信号处理带来了挑战。为了更高效地侦收雷达信号,一些新型非合作接收结构被提出。以Nyquist折叠接收(NYFR)结构为代表,这种接收结构利用更少的资源量实现了更宽的瞬时监视带宽。作为代价,NYFR输出信号往往比输入信号更加复杂,是一种典型的时变参数复杂调制信号。因此,为了有效处理目前广泛存在的时变参数复杂调制雷达信号,有必要研究其检测与参数估计方法。首先,本文研究了常规接收结构下的时变参数复杂调制雷达信号检测与参数估计方法;之后,基于NYFR结构,本文分析了其输出时变参数复杂调制雷达信号的时域特性。根据不同信号模型,研究了NYFR输出时变参数复杂调制信号的多种检测与参数估计方法。相比于目前信号处理方法,本文提出的方法具有更好的信号处理性能。本文的主要工作及相关研究成果如下:1)提出了线性调频/二相编码(LFM/BPC)复杂调制雷达信号的检测与参数估计方法。基于能量检测理论,研究了高斯白噪声环境下的LFM/BPC信号检测方法;将LFM/BPC信号建模为向量模型并进行平方处理,基于子空间伪谱理论,提出了一种高精度的调频率估计方法。根据高精度调频率估计,解线调LFM/BPC信号,且将其建模为Hankel矩阵模型。基于Hankel矩阵-奇异值分解(SVD)算法,提出了一种高精度二相编码(BPC)信号相位跳变点位置估计方法。结合奇异向量和特征向量之间的关系,求解Hankel矩阵的奇异向量,从数学上诠释了Hankel-SVD方法对BPC调制成分敏感的原因。2)NYFR采用非均匀本振(LO)实现超宽频段接收,其输出常常表现为时变参数复杂调制信号。根据NYFR原型结构,基于扩展傅里叶变换(EFT)理论,将NYFR的非均匀采样变换为均匀采样。基于EFT域时域和均匀采样定理,针对低通、带通和跨Nyquist区(NZ)采样情况,从数学上分析了NYFR输出时变参数复杂调制信号的时域特性和NYFR系统参数对输出信号时域失真的影响。提出了一种梯形能量包络-小波变换的NYFR输出脉冲信号时域检测方法,证明了小波变换对梯形能量包络的敏感性,该方法可适用于NYFR输入跨NZ情况。3)NYFR非合作接收过程实质上是一个宽带Nyquist欠采样过程,NYFR输出信号的NZ标号是关键待估参数。基于NYFR非均匀本振的贝塞尔函数展开,提出了一种匹配分量函数(MCF)方法估计NYFR输出时变参数复杂调制信号的NZ标号。较现有方法,MCF方法无需已知输入信号调制类型,估计可靠度高,计算复杂度低,可简化后续信号处理难度,适用于常规简单脉冲(MP)、线性调频(LFM)和二相编码(BPC)雷达信号。定量分析了NZ标号估计性能与NYFR非均匀本振参数之间的关系,给出了相应的参数选取准则。在此基础上,研究了一种输入为MP、LFM和BPC信号的NYFR输出信号调制类型快速识别算法。拓展了MCF在NYFR接收多同时到达雷达信号情况下的输出NZ标号估计,研究了NYFR和信号参数对NZ标号估计性能的影响。4)基于NYFR非均匀LO的周期性,将NYFR截获的LFM/BPC复杂调制雷达信号平方处理并建模为周期矩阵,根据周期矩阵中不同行元素之间的比例关系,提出了一种高精度调频率估计的调频率-奇异值分解比率(CSVR)谱算法。理论上分析了信号参数对CSVR谱估计算法性能的影响。结合MCF的NZ标号估计,对NYFR输出信号解调处理。多段均分处理信号,利用匹配码元和子空间伪谱性质,提出了一种高精度BPC调制成分估计的相位搜索伪谱算法。最后,给出了被NYFR截获的LFM/BPC雷达信号的参数估计步骤,该算法可获得高精度参数估计结果。