复杂环境下新体制雷达信号的无源定位技术研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院微小卫星创新研究院) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yeah88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
和有源定位相比,无源定位自身不发射信号,通过对目标辐射源信号进行截获测量来进行定位。由于其具有隐蔽性好、作用距离远、反隐身能力强及采购和维护成本低等优点,无源定位在电子对抗中扮演着越来越重要的角色。作为无源定位系统主要的辐射源对象,雷达系统正在不断优化提升,雷达的信号形式、信号处理技术、应用场景等都有了长足的发展,尤其是新体制雷达的出现使得电磁环境变得日益复杂,这些都给无源定位带来了越来越多的挑战。在众多无源定位体制中,分布式多站无源定位凭借其各站之间协同工作、定位速度快、精度高的优点,受到了国内外学者的重点研究。作为一种高性能定位技术,分布式多站无源定位技术和辐射源信号模型、干扰类型、应用场景等因素密切相关。传统的无源定位技术大都忽略了辐射源信号波形信息和定位性能的关系,也缺乏对新体制雷达辐射源信号的处理和定位联合研究。因此本文展开了对复杂环境下新体制雷达信号的无源定位技术的研究,对多种雷达信号、多种定位体制、方法进行了系统的理论分析和方法研究,主要内容和创新性成果如下:1.针对单分量线性调频(LFM)信号的无源定位中算法复杂度较高和低信噪比下定位性能出现跳变的问题,提出了一种基于频谱检测的快速直接定位(DPD)算法。该算法进一步推导了DPD算法的目标函数,并提出了一种解耦策略来解决定位中的高维非线性优化问题。通过结合两步定位方法,提出的快速DPD算法实现了对发射信号参数和辐射源位置的联合估计。经建模仿真表明,相比于传统无源定位算法,该算法可以节约90%以上的时间,并且在低信噪比(-8d B)下,有着更好和更稳定的定位性能。2.针对多分量LFM信号辐射源无源定位问题,提出了一种基于伪维格纳维尔分布(PWVD)和空间变迹(SVA)技术的直接定位算法。所提出的算法可以应对复杂电子对抗环境下存在压制性干扰、距离强辐射源较近,或处于某一辐射源发射波束主瓣等情况,具有较好的定位性能。仿真结果表明,经过PWVD-SVA算法处理后的信号不仅可以抑制多分量信号的交叉项,而且将强分量的旁瓣电平降低到接近-40 d B;相较于其他对多分量信号辐射源的直接定位算法,所提出的算法可以在信噪比-6 d B时,定位精度提高约200m。3.研究了对多输入多输出(MIMO)雷达信号辐射源的无源定位问题,针对MIMO雷达辐射源所发射的波形信息完全未知,而传统的无源定位算法的定位性能比较差的情况,提出了一种基于KL变换和特征匹配技术的直接定位算法。所提出算法可以从各个接收基站观测到的大量信号中,通过KL变换技术对信号样本进行降维,并对信号参数进行估计,然后通过估计出的信号参数特征匹配并找到目标MIMO雷达辐射源。该算法有效利用了目标信号信息,尽可能地排除了噪声对定位性能的影响,提升了算法的信号处理增益,实现了对MIMO雷达信号辐射源的高精度定位。仿真结果表明,所提出的算法可以在信噪比0 d B时,将定位的均方根误差控制在50m之内。4、针对具有欺骗性的频控阵(FDA)雷达信号的无源定位问题,提出了一种基于方向调制(DM)识别的无源定位算法。该算法分析了FDA辐射源对无源定位系统造成欺骗式干扰的原因,根据FDA雷达的结构模型、波束特性给出了对FDA波束的判定准则,首先对FDA辐射源的调制方式进行识别,然后对不同DM方式的FDA辐射源,提出了两种无源定位方法。对于经过线性DM的FDA辐射源,根据对FDA波束的判定准则,可以较为精确的估计出初始时刻等信号参数,再利用Chan和Taylor的协同定位算法实现对FDA辐射源的准确定位。对于非线性DM的FDA辐射源,提出了一种基于压缩感知和子空间算法的定位方法,可以实现小于奈奎斯特采样率下对FDA辐射源的定位。
其他文献
氢能具有热值高、无污染等优点,是一种非常有前景的清洁能源。电解水制氢具有制氢纯度高、产物无污染、原料广泛易得、制备工艺简单等优点,在低碳制氢方面有着极大的优势。电解水包括析氢(Hydrogen Evolution Reaction,HER)和析氧(Oxygen Evolution Reaction,OER)两个反应过程,每个过程均需要额外的能量,使得其分解电压远高于理论值,造成巨大的能量消耗。开发
学位
目的 探讨MRI在肩关节撞击综合征(SIS)诊断中的临床应用。方法 选取经影像学检查确诊的SIS患者93例作为观察组,另选同期体检单纯原因(关节盂唇、肩袖损伤)致肩部受限疼痛非SIS患者40例作为对照组。均行MRI检查,比较两组肩峰形态检出情况。结果 两组患者肩峰形态检出情况比较,差异无统计学意义(P>0.05)。经一致性分析,MRI诊断肩峰形态能够获得较高的灵敏度I型、II型、III型分别为(8
期刊
基于磁流体动力学(Magnetohydrodynamics,MHD)的角速度传感器,不含任何转动部件,无机械饱和,可以响应高速高频振动,适用于测量空间结构的微角振动。MHD角速度传感器结构的设计和优化直接决定着传感器的精度,需要针对关键噪声源的影响因素进行理论分析与实验研究。MHD角速度传感器内封闭环形通道的壁面粗糙度直接关系到近壁面处流体流速进而影响通道内的流体状态和通道壁面的接触电阻。本文针对
学位
当前,发展清洁能源成为世界各国可持续发展的重要战略选择。天然气作为一种清洁优质能源,可有效减少CO2和SO2等温室气体排放量,受到越来越多的关注。然而非常规天然气中CH4/N2等复杂体系分离制约其进一步的发展。与传统分离技术相比,膜分离技术具有选择性高、模块化设计易扩张、操作简单、能耗低和成本低等优点,在CH4/N2气体分离领域表现出独特的优越性。混合基质膜(Mixed Matrix Membra
学位
目前,由于世界人口的急剧增长、工业化水平的不断提高,水污染正成为一个日益严重的环境问题,导致人类赖以生存和发展的淡水资源急剧短缺,利用清洁能源进行经济高效的海水淡化是解决这一问题重要的途径。太阳能驱动海水淡化技术既能利用绿色能源生产清洁水,同时还能缓解化石能源短缺的问题。太阳能界面蒸发技术在水体与空气的界面处通过蒸发器利用太阳能加热水面产生蒸汽,极大地提高了光热转化效率。通过太阳能驱动海水淡化技术
学位
汽车作为主要的环境污染源之一,随着汽车工业的发展和人们对环保的逐渐重视,越来越多的学者开始关注汽车上可再生能源的回收问题。与此同时,随着汽车智能化和车载微电子技术的飞速发展,传统电池由于环境污染、能量密度低、需要定期更换等各种缺点已经不再适应发展的需要。因此,如何将汽车上的可再生能源进行回收并转化为可利用的电能成为了一个热点问题。汽车悬架处可回收的振动能量高达几十瓦甚至数百瓦,能量回收潜力大,并且
学位
锂金属电池包括锂离子电池(Li-ion)、锂硫电池(Li-S)和其他以锂金属作为负极的高能量密度电池,其凭借超高理论容量(~3860 m Ah g-1)和低氧化还原电位(-3.04 V vs.),在电化学领域一跃成为研究热点。然而,锂金属电池固有的锂枝晶和锂离子快速传导难题阻碍其进一步发展,其中Li-S电池还面临多硫化物的“穿梭效应”。隔膜作为电池的关键部件,成为解决上述问题的有效切入点。碳纳米纤
学位
近年来,便携可充电设备的大量需求促进了储能器件的高速发展。目前商用锂离子电池(LIBs)由于有机电解质易燃、成本增长和锂资源匮乏阻碍了其进一步大规模应用。水系锌离子电池(ZIBs)因高安全性、成本低廉和环境友好备受关注,对其正极结构进行设计以提高比容量和循环寿命成为当前ZIBs领域研究的热点。碳纳米纤维膜(CNFs)具有大的比表面积、高的长径比、易于调节的结构和性能、可量产等优势,广泛应用于电化学
学位
随着卫星技术的日趋成熟,卫星通信技术的不断提高,卫星互联网将会提供更加普适的用户接入服务。由于卫星星座具全球覆盖的能力以及周期性轮巡的轨道特点,在此基础上建立的信息互联网,将会进一步推动全球信息便捷高效传输,进一步拉近全球用户的沟通距离,同时,卫星互联网也为我国推进网络强国建设,加快各行业数字化转型提供有力的技术支撑。为实现卫星互联网的实施与建立,本文从卫星网络的三个维度关键问题进行梳理研究,包括
学位
随着人口的增长,工业化的加速,有机和无机污染物排放日益增多,造成了淡水资源的严重污染,废水净化变得尤为重要。工业废水中的部分污染物可通过物理、生物降解等手段除去,但染料、酚类、药物等有机污染物,由于具有一定的生物毒性,难以通过生物降解消除。高级氧化工艺(AOPs)具有矿化率高、氧化反应速率快等优点,成为处理有机废水的理想方法。基于亚铁离子催化作用的芬顿试剂(Fe2+/H2O2)作为其中一种高级氧化
学位