基于盲方法的外辐射源雷达目标探测研究

【摘要】外辐射源雷达又称为被动相干定位(PCL)雷达，属于新体制雷达中的一种。与传统雷达不同，外辐射源雷达自身不主动发射电磁波，而是利用各种通信、广播信号（比如调频广播、电视台、GSM基站和GPS卫星等）作为照射源，被动接收目标的反射回波信号实现目标探测和成像。从结构上来说，外辐射源雷达属于双基地雷达配置，使其不易被敌方发现，具有较好的抗干扰和抗反辐射导弹能力；并且借助于超高频和甚高频的照射源特性，外辐射源雷达具有良好的反隐身和低空探测能力；同时具有便携、低成本、无需频谱分配、无电磁污染、无探测盲区等优点。因此，为了应对复杂战场环境下的目标探测问题，外辐射源雷达目标探测已成为一种有效的解决手段，具有重要的研究价值。本论文主要针对简易配置的外辐射源雷达目标探测系统中的若干具体问题，如直达波提纯、杂波相消、参数估计以及数据融合等问题进行深入研究，所取得的主要研究成果如下：1、针对复杂战场环境下，接收机周围可能存在多个照射源，照射源基本信息未知（主要是基站方向和信号波形信息），无法区分感兴趣信号和干扰信号，无法确定目标探测中各照射源和目标参数的配对关系等问题，提出利用信号特性来抑制干扰。考虑到大部分通信信号都满足循环平稳的特性，提出利用信号的循环平稳特性估计直达波的方向信息，并抑制其它基站干扰。在目标探测阶段，推导二阶循环平稳和模糊函数的等价性，提出利用二阶共轭循环平稳代替模糊函数，实现对感兴趣信号和目标参数信息的配对。2、针对实际工程中参考信号包含多径，常规外辐射源雷达参考通道和预警通道都需要杂波相消的问题，提出在预警通道中利用盲源分离方法直接分离直达波和目标回波信号，达到减少运算量和提高目标回波信号信噪比的目的。针对常规盲源分离不适用于外辐射源雷达中病态矩阵的问题，提出利用循环平稳特性来抑制干扰，达到增强弱目标信号的目的，在天线个数少于信号源个数的欠定情况，本方法同样适用。在信号分离阶段，针对实际混合信号中还混有噪声的问题，提出鲁棒的斜投影方法来抽取目标回波信号。3、考虑到OFDM信号在同步和抗干扰方面的优点，提出基于OFDM信号特性的外辐射源雷达目标探测。针对外辐射源雷达中参考信号信息可能无法直接获取的问题，提出利用信号特性来估计OFDM信号信息。具体考虑到OFDM模糊函数中的副峰是由导频的周期性造成的，并且模糊函数等价于二阶循环平稳，提出利用二阶循环平稳估计导频的周期性，从而能够确定导频的位置信息，继而实现杂波信道脉冲响应估计和直达波重构。4、针对目前通信广播系统大都采用OFDM调制信号，并且支持SFN结构的情况，提出基于OFDM-SFN的外辐射源雷达系统提高目标探测的可靠性。但在SFN中，多个信号从不同的方向照射到目标，极有可能造成大时延扩展。并且OFDM发射正交子载波，对载频频偏很敏感。针对这两个问题，在没有参考信号信息的情况下，提出在接收通道中利用阵列天线把大时延转化为小时延，建立新的张量接收模型，并利用联合对角化方法同时估计波束、时延和频偏三个矩阵变量，解决频域盲源分离算法在大时延扩展中估计精度不高的问题。5、针对OFDM-SFN中存在的大时延，提出另一种基于循环移位和空时编码的收发方式，接收端使用单天线就能对抗大时延，达到简化接收端系统配置的目的。并针对SFN多站定位中，常规定位算法存在两步估计误差的问题，提出基于OFDM信号特性的直接目标定位方法。相比常规的定位方法，本方法能够获得更高的定位精度，尤其是在目标回波信号低信噪比情况下。
【作者】张各各；
【导师】王俊；
【作者基本信息】西安电子科技大学，信号与信息处理，2014，博士
【关键词】外辐射源雷达；直达波提纯；杂波相消；正交频分复用-单频网；数据融合；循环平稳；盲信号处理；

【参考文献】
[1]曾晶晶.我国学术机构知识库建设现状与发展对策[J].图书馆论坛,2014,04:81-91.
[2]赵海雁.基于数据链路层数据捕获与信息过滤[D].华北工学院,计算机应用技术,2004,硕士.
[3]于明艳.信贷行业结构对我国上市商业银行全要素生产率的影响研究[D].浙江工商大学,统计学,2013,硕士.
[4]唐建仁,刘金平,谢春来,任贵珍,勾永峰.松辽盆地北部徐家围子断陷的火山岩分布及成藏规律[J].石油地球物理勘探,2001,03:345-351+382.
[5]曾金莲.语文阅读教学“主问题”设计优化研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[6]赵瑞.主动式波浪补偿吊机控制系统研究[D].江苏科技大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[7]李鹏.养阴安神汤对肾阴虚型绝经前后诸证睡眠障碍患者血清性激素与5-HT影响的临床研究[D].福建中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[8]王军.我国农村金融市场的供求均衡分析[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[9]雷胜男.TGF-β3对脂肪间充质干细胞向纤维软骨细胞诱导分化的影响[D].兰州大学,口腔正畸学,2013,硕士.
[10]殷敏.中国对外贸易成本的测算及其影响因素分析[D].宁波大学,国际贸易学,2013,硕士.
[11]赵枰.认知模式观照下闻一多诗歌英译中绘画美的再现[D].湖南师范大学,英语语言文学,2014,硕士.
[12]沈文荣.砂光板质量缺陷特例分析和对策[J].林产工业.2007(01)
[13]韩笑.An Inter-subjectivity-based Study on Translator’s “Intra-construction”[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[14]宿猛.加热炉电液比例控制系统设计与分析[D].东北大学,机械工程,2011,硕士.
[15]张旭光.我国城市土地集约化利用及其评价[D].西安建筑科技大学,2005.
[16]苏占东,杨炳儒,游福成.基于信息挖掘的智能决策支持系统的结构设计[J].计算机应用研究,2005,03:27-30.
[17]张瑛洁,刘强.硅藻土负载型与改性纳米TiO_2的研究进展[J].硅酸盐通报,2015,03:744-748.
[18]徐绍明.非晶材料甩带机及其参数化设计[D].太原科技大学,钢铁冶金,2013,硕士.
[19]林治国.疏浚作业仿真训练器集中监控报警及优化系统[D].武汉理工大学,2003.
[20]刘双.配电网中长期负荷预测方法的研究及实现[D].郑州大学,2003.
[21]甄浩.邢台市高校篮球文化现状及策略研究[D].河北师范大学,体育教学,2014,硕士.
[22]王漪,薛永锋,张敏,王聪.基于能量平衡法的供热机组电量分析数学模型[J].电力系统自动化,2014,08:108-112.
[23]鲍晶.以设计资产为导向的服装品牌战略研究[D].北京服装学院,设计艺术学,2012,硕士.
[24]芮树玲.基于全数字RDC的测井无刷直流电机控制系统研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[25]赵鹏华.大学生感恩意识与家庭教养方式、人际信任的关系[D].内蒙古师范大学,应用心理学,2012,硕士.
[26]尹卫刚,姜薇,刘桓,徐秀.基于数据仓库的煤矿物资管理系统的设计与实现[J].计算机工程与设计,2005,01:200-201+215.
[27]鲁秋墨.荒诞意识的油画形式表现[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[28]李宏毅,李加季.太阳能光伏发电技术及应用(5)[J].建筑创作.2003(06)
[29]王莉莉,黄立维,黄桂凤,陈金媛.溶液吸收结合铁碳微电解法处理三氯乙烯废气实验研究[J].高校化学工程学报,2014,05:1166-1171.
[30]程胜.基于图像处理和光谱分析的铝电解质温度检测研究[D].华中科技大学,热能工程,2012,硕士.
[31]赵丹.高校科研管理系统的开发与应用[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[32]邓自立,王玉成,刘伟华.不带Diophantine方程的多通道最优去卷滤波器[J].自动化学报,2002,01:19-26.
[33]王俊.数据仓库技术在税收分析系统开发中的应用[D].南昌大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[34]万骞.基层公安机关内网管理信息系统设计与实现[D].湖南大学,计算机应用技术,2010,硕士.
[35]辛立娟.基于钢纤维自应力混凝土的桥梁体系转换加固的数值分析[D].大连理工大学,结构工程,2013,硕士.
[36]张友.浙江省国际物流要素对机电产品进出口的影响研究[D].宁波大学,国际商务（专业学位）,2013,硕士.
[37]张中华,晏双龙,杜书权,解江浩.仿生纳米材料对沥青与集料界面黏附性的影响研究[J].河南科技,2011,23:85.
[38]李亚楠.2D转3D视频关键技术的研究[D].北京交通大学,2014.
[39]郝美云.让心灵感动的艺术[D].华东师范大学,油画,2013,硕士.
[40]刘丽华.ABRA在大鼠中枢神经系统中的表达及其对神经元突起生长作用的初步研究[D].中南大学,基础医学,2014,博士.
[41]白迎秋,商全乐.沧州高校学生体质健康状况研究与分析[J].东方企业文化,2014,13:296.
[42]杨魏.CFG桩—网复合地基在山区高速公路中的应用研究与有限元分析[D].重庆交通大学,港口、海岸与近海工程,2012,硕士.
[43]胡永乐.OFDM通信系统中关键技术的研究[D].广西大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[44]梁立勋.岩巷钻车掘进技术及配套工艺研究[D].西安科技大学,矿业工程,2013,硕士.
[45]舒艳梅.重卡驾驶室点焊机器人焊钳应用技术研究[D].西安石油大学,机械工程,2011,硕士.
[46]王霞.农村初中英语教师专业发展的调查研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[47]王智杰.航空叶片多轴数控加工刀具轨迹生成算法研究[D].西安工业大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[48]石曼.谈传统服饰图案在工笔画创作中的应用与表现[D].沈阳师范大学,美术,2014,硕士.
[49]吴婧.溶剂型含氟丙烯酸酯树脂的合成及其在氟碳涂料中的应用研究[D].陕西科技大学,应用化学,2013,硕士.
[50]王英.稀土掺杂的碱土金属氧化物和硫化物的制备及发光性质的研究[D].中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）,凝聚态物理,2012,硕士.