空基LFMICW雷达高速运动目标测速测距方法研究.doc

空基LFMICW雷达高速运动目标测速测距方法研究高速飞行器的发展和应用直接推动了其上空基雷达的发展,空基雷达在保障飞行器自身安全和对敌目标探测中扮演着重要的角色。而线性调频中断连续波(LFMICW)作为一种结合了脉冲和连续波特性的准连续波雷达体制,其具有峰值功率低、作用距离远、收发隔离度好和截获率低等优点,使其很适合应用于战场环境复杂、隐蔽性要求高和探测能力强的场合中。本文围绕空基LFMICW雷达高速运动目标探测中遇到的问题,主要研究了高速运动目标的测速测距和跟踪方法。主要研究内容为:1、根据雷达与目标之间高速相对运动构型,推导建立了点目标的单周期和多周期回波信号模型,基于回波模型分析了回波信号中的距离混叠、距离速度耦合、距离走动等影响测速测距性能的问题。2、针对距离混叠在距离像中引入虚假目标的问题,研究了采用参差间断脉冲式LFMICW信号去除距离混叠的方法,该方法可以有效的消除单目标和多目标环境下的距离混叠现象。3、针对高速相对运动引起的跨距离单元走动问题,研究了基于速度补偿和基于梯形(keystone)变换的距离走动校正算法,算法在校正距离走动的同时,实现了多普勒维相参积累。4、针对高速运动目标距离速度信息的提取问题,研究了在速度模糊度较小情形下基于速度解模糊的二维FFT提取方法,速度模糊度较大情形下基于频域配对的信息提取方法,两种方法均能实现目标距离速度的准确提取。5、针对高速目标的连续测速测距问题,拓展研究了卡尔曼滤波和α-β滤波的高速运动目标的跟踪方法,可以实现对匀速非机动目标的跟踪。以上工作,均已通过仿真验证。结果显示,基于LFMICW的空基雷达能对高速运动目标实现的测速测距和跟踪。