无源雷达信号处理的实现
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摘要
双基地无源雷达是一种新体制的雷达，这种雷达本身并不辐射电磁波，而是利用外部的电磁波来检测目标，因此该雷达不易被敌方电子侦察系统探测到，具有良好的抗低空突袭、抗电子干扰、抗反辐射导弹和反隐身的能力。本文对双基地无源雷达信号处理平台的选择、信号处理实现和目标点迹凝集进行了分析和讨论。
本文结合实际的无源雷达信号处理，主要做了以下工作：
论文首先系统介绍了双基地无源雷达的构成，并讨论了该种雷达的测距、测速方法。然后在分析双基地无源雷达系统功能要求、信号处理主要模块运算量，以及比较市面上几种主流DSP板卡性能的基础上，选择了一种基于VxWorks实时操作系统的POWEPC G4 DSP板卡作为无源雷达信号处理的平台。接着具体讨论了在该平台上进行脉冲压缩、相干积累、恒虚警处理和点迹凝聚等处理模块的实现和验证。最后给出并实现了一种新的基于图像二维处理的点迹凝聚方法，该方法可有效解决传统点迹凝聚方法中出现杂散目标的问题。
The bistatic passive radar based on opportunity transmitters is a new system radar. Either using outer electromagnetic wave to detecting object than radiating electromagnetic wave, this radar is not easy to be detected by electronic scout system, and it has abilities of Anti hedgehop-assault,ECCM(Electronic Counter-Countermeasure), AARM(Anti Anti-Radiation Missile) and Anti-stealthy targets. It differs from other radars, because of its new system.
Missions is completed on the base of passive radar signal processing:
Firstly,The structure of bistatic radar, with radar signal processing further explained and the formula of radar-ranging introduced;
Secondly,After the system requirements evaluated, the platform is selected and introduced;
Finally,Pulse compression,coherent-accumulation, CFAR(constant flase alarm rate),dots-cohesion are implemented on the platform. A new method of dots-cohesion is introduced.Besides,the performence of every module is tested.
本文结合实际的无源雷达信号处理，主要做了以下工作：
论文首先系统介绍了双基地无源雷达的构成，并讨论了该种雷达的测距、测速方法。然后在分析双基地无源雷达系统功能要求、信号处理主要模块运算量，以及比较市面上几种主流DSP板卡性能的基础上，选择了一种基于VxWorks实时操作系统的POWEPC G4 DSP板卡作为无源雷达信号处理的平台。接着具体讨论了在该平台上进行脉冲压缩、相干积累、恒虚警处理和点迹凝聚等处理模块的实现和验证。最后给出并实现了一种新的基于图像二维处理的点迹凝聚方法，该方法可有效解决传统点迹凝聚方法中出现杂散目标的问题。
The bistatic passive radar based on opportunity transmitters is a new system radar. Either using outer electromagnetic wave to detecting object than radiating electromagnetic wave, this radar is not easy to be detected by electronic scout system, and it has abilities of Anti hedgehop-assault,ECCM(Electronic Counter-Countermeasure), AARM(Anti Anti-Radiation Missile) and Anti-stealthy targets. It differs from other radars, because of its new system.
Missions is completed on the base of passive radar signal processing:
Firstly,The structure of bistatic radar, with radar signal processing further explained and the formula of radar-ranging introduced;
Secondly,After the system requirements evaluated, the platform is selected and introduced;
Finally,Pulse compression,coherent-accumulation, CFAR(constant flase alarm rate),dots-cohesion are implemented on the platform. A new method of dots-cohesion is introduced.Besides,the performence of every module is tested.
引文
1 [美]杰里L．伊伏斯，爱德华 K．里迪．现代雷达原理．第1版．北京：电子工业出版社，1991
2 杨振起，张永顺，骆永军等．双(多)基地雷达系统．第1版．北京：国防工业出版社，1998
3 王盛利，倪晋麟．双(多)基地与非协作照射源无源雷达．基于外辐射源的目标探测与跟踪雷达技术文集．14所，2000：1-4
4 丁鹭飞．雷达原理．第1版．西安：西北电讯工程学院出版社，1984
5 IXLibs-AV User's Manual. Dy 4 Systems.Version 2.4,2003
6 孔祥营，柏桂枝．嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado．第1版．北京：中国电力出版社，2002
7 王学龙．嵌入式VxWorks系统开发与应用．第1版．北京：人民邮电出版社，2003
8 何友，关键，彭应宁等．雷达自动检测与恒虚警处理．第1版．北京：清华大学出版社，1999
9 MPC7447A RISC Microprocessor Hardware Specification. Freescale Semiconductor.Rev 0, 2004
10 王世一．数字信号处理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1987
11 Mingwu Ren,Jingyu Yang,Han Sun.Tracing Boundary Contours in a Binary Image. Image and Vision Computing, 2002(20): 125-131
12 CHAMP-AV Ⅲ QUAD POWERPCTM USER'S MANUAL. Dy 4 Systems.Version 2,2004
13 CHAMPTOOLS SOFTWARE USER'S MANUAL. Dy 4 Systems.Version 4,2004
14 AltiVec Technology Programming Interface Manual, Motorola, 1999.
15 张直中．雷达信号的选择与处理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1979
16 P E Howland. A passive metric radar using a Transmitter of opportuming. intconf on Radar, 1994, paris, France, 1994:251-256
17 伯晓晨，李涛，刘路．Matlab工具箱应用指南—信息工程篇．第1版．北京：电子工业出版社，2004
18 丁鹭飞，耿福录．雷达原理．第2版．西安：西安电子科技大学出版社，1995
19 谢勇．Visual C++6.0实例精通．第1版．北京：科学出版社，2000
20 Deitel & Deitel．C／C++／Java程序设计经典教程．第3版．北京：清华大学出版社．2002
21 谭浩强．C程序设计．第1版．北京：清华大学出版社，1991
22 刘国岁．随机信号理论与应用．第1版．北京：兵器工业出版社，1992
23 蔡希尧．雷达系统概论．第1版．北京：科学出版社，1983
24 林茂庸，柯有安．雷达信号理论．第1版．北京：国防工业出版社，1981
25 郝红伟．MATLAB 6实例教程．第1版．北京：中国电力出版社，2001
26 孙仲康，周一宇，何黎星．单多基地有源无源定位技术．第1版．北京：国防工业出版社，1996
27 HiGriffichs and N Long.Televisim-based bistanc radar. IEEE Pmceediys Parcf, 1986: 649—657
28 张贤达．信号处理中的线性代数．第1版．北京：科学出版社，1997
29 J.M.Headrick, J.F.Thomason. Application of high-frequency radar. Radio Sience. 1998( 33): 1045-1054
30 S.Saillant, G.Auffray, P.Dorey.Exploitation of elevation angle control for a 2-D HF skywave radar.IEEE International Radar Conference.2003:662-666
31 [美]R．A．蒙津戈．自适应阵导论．第1版．北京：国防工业出版社，1988
32 龚耀寰．自适应滤波．时域自适应滤波和智能天线．第1版．北京：电子工业出版社，2003
33 沈福民．自适应信号处理．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，2001
34 郭梯云，邬国扬，李建东．移动通信．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，2000
35 A．V奥本海姆．数字信号处理．第1版．北京：科学出版社，1998
36 樊昌信，詹道庸，徐炳祥，吴成柯．通信原理．第4版．北京：国防工业出版社，1995
37 裴云，刘利利．对雷达对抗反辐射导弹作战效能的评估．现代雷达，2004，26(9)：26-28
38 郭克成，陆静．双基地雷达的抗干扰能力及有效干扰区分析．现代雷达，2004，26(9)：20-22
39 Howland P F. Target tracking using television-Based bistatic radar. IEEE Proc-Radar, Sonar Naving, 1999,146(3): 166-174
40 管致中，夏恭恪．信号与线性系统．第3版．北京：高等教育出版社，1992
41 朱庆明，吴曼青．一种新型无源探测系统与跟踪雷达系统--静默哨兵．现代电子，2000，22(1)：1-6
42 基于外辐射源的探测与跟踪雷达试验系统设计方案．信息产业部电子第十研究所，2002
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