雷达信号检测与解距离模糊技术的研究与实现

摘要

PD雷达是一种全相参体制的雷达，在现代雷达体系中占有非常重要的地位，它利用较高的积累脉冲数来提高信噪比，提高雷达的检测效果。雷达接收到的回波中包含目标回波、噪声和杂波等，检测的任务是将目标从杂波中区分出来，并获得目标的距离、速度等信息。雷达检测系统通常包含MTI、MTD、恒虚警检测、脉冲积累、噪声检测、解距离模糊等部分。
　　恒虚警检测根据杂波背景的变化提供一个自适应的检测阈值使虚警率维持相对恒定。常见杂波背景的分类有瑞利分布模型、对数正态分布模型、韦布尔分布模型、K分布模型等，他们从不同的擦地角和分辨率对草地、树木、建筑物、雨雪、海浪等杂波进行模拟。本文对瑞利杂波背景下的均值类算法、有序统计类算法进行研究，对这些算法在杂波边缘、多目标环境等表现出的不同检测性能及恒虚警损失进行研究。
　　在PD雷达中，当采用较高的脉冲重复频率时会造成距离模糊，通常利用不同重复频率的脉冲信号对目标真实距离进行求解。首先利用目标在不同的重复周期上的视在距离构成同余方程组，当每个重复周期对应的最大不模糊距离之间是两两既约的整数时，可以求得目标的唯一实际距离。一般情况下，对目标真实距离的求解可以从三个方面进行：一是孙子定理法；二是排列所有的可能值寻找最佳重合点；三是假定目标再对目标进行跟踪。本文对在工程中常用的一维集法、余差查表法等解模糊算法进行研究，并对他们的计算复杂度和冗余性进行分析，最后根据 FPGA实现的特点，提供了一种将方差值制成表格的方法，减少了解模糊过程中的计算量，并提高了测量误差的冗余性。
　　本文的最后一部分讲述了在某实际雷达系统中基于FPGA的检测流程的实现。利用FPGA来实现恒虚警检测过程可以实现MTD的多个通道上的数据并行处理，与DSP相比节省了时间，可以实现流水操作；而用FPGA实现改进的一维集算法，省去了对所有可能值排序的过程，将所有误差的可能情况制成表格后也对计算过程大大简化，提高了整个检测流程的效率；通过对实际回波数据的分析，在实际检测流程中采取门限细化的方法，提高了检测效果。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及研究的意义与目的

1.2 国内外发展现状

1.3 论文内容安排

第二章 恒虚警检测理论的研究

2.1 检测的基本原理

2.2 基于杂波模型的恒虚警检测研究

2.3 本章小结

第三章 脉冲多普勒雷达解距离模糊的研究

3.1 距离模糊的产生

3.2 脉冲重频参差法解距离模糊

3.3基于数字采样的距离模糊解算

3.4 本章小结

第四章 某米波雷达中基于FPGA目标检测的实现

4.1 信号处理系统概述

4.2 检测处理板简介

4.3 FPGA功能模块介绍

4.4 工程中遇到的问题及解决办法

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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