基于MUSIC算法的超分辨雷达测角方法研究开题报告
2022-01-11 16:53:05
全文总字数:3768字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
雷达是现代战争必不可少的电子装备。它不仅应用于军事,而且也应用于国民经济(如交通运输、气象预报和资源探测等)和科学研究(如航天、大气物理、电离层结构和天体研究等)以及其他一些领域。
雷达的基本概念形成于20世纪初。19 世纪后期,物理学家麦克斯韦、法拉第和安培等人,预言并用数学公式描述了移动电流产生的电磁波的存在情况,为后来雷达的诞生和发展奠定了理论基础。1935 年英国和美国科学家第一次研制出能够探测空中飞机的实用米波雷达,至此宣告了雷达的诞生。1936 年美国海军研究实验室研制了t / r (收发)开关,可使雷达系统的接收和发射分系统共用一副天线,大大简化了雷达系统结构。1939 年英国科学家发明了大功率磁控管,克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点,使实用雷达步入了微波频段。二战期间,雷达就已经出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。二战以后,雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。随着电子技术的发展,现代雷达已经发展成为集目标探测定位、通信、控制及成像识别于一体的机电综合体。
而作为探测目标的一种重要工具,雷达近年来在军用和民用领域都发挥着越来越大的作用。它的主要任务即是在存在杂波、干扰和噪声的环境中检测、跟踪并测量位于不同距离、方向的感兴趣的目标。伴随着电子计算机及其相关技术的迅速发展,电子器件的技术不断进步,围绕着对雷达信号的处理技术及其相关理论和应用研究目前已经成为科研中的关键课题和热门领域,信号处理工作在雷达系统中的作用简单来说是为了从被干扰的回波信号中提取有用信号,主要包含信号产生、变换和提取。其中信号产生包括调制、合成、倍频和波束形成;信号变换包括频率变化、a/d 变换、放大和延时;信号提取包括解调、下变频、分频、滤波、检测和成像。雷达需要检测出目标的各种信息,而雷达最基本的功能是利用目标对电磁波的反射来发现目标,从而测定目标的空间位置,空间位置包括距离与方位,测量目标的方位一直是雷达最基本且最重要的功能之一,因此精确测量目标的方位角是雷达信号处理中的一个重要环节,同时也是信号处理中的一个关键问题。
2. 研究的基本内容
本文通过对雷达测角的不同方法的分析比较,结合music超分辨算法来探测不同doa方向的目标方位。主题框架如下:
第一章主要介绍了课题的背景和意义,国内外的研究现状以及本文要研究的主要内容。
第二章介绍了雷达测角中振幅法测角和相位法测角的基本原理,并简答概述了几种基本测角方法及其优缺点。 介绍了三种工程中常用的角度测量方法:最大信号法,阵列扫描法和单脉冲测角法以及这些方法的基本原理及性能优缺点。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实施方案:
1. 首先分析雷达测角的两种基本原理,并介绍两种常用测角方法:最大信号法与单脉冲测角法的测角过程与现实中的优劣。
2. 给出music算法所需用到的空间谱估计基础知识与假设条件,如波束宽度、角分辨力与测角精度、空时等效性等。
4. 参考文献
[1] 王玉涛.单脉冲测角技术及工程实现[d].陕西.西安电子科技大学.2007.
[2] picinbono b.on circularity[j].ieeetrans.sp.1994,24(12):3473~3482.
[3] stoica p,nehorai a.music maximum likelihood andcramer-rao bound[j].inproc.icassp,1998.2296-2299.