雷达侦察中lfmcw信号检测与参数估计方法研究

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1、学校代码107011010110162学号分类号TN82TN97公开密级西安电子科技大学博士学位论文雷达侦察中LFMCW信号检测与参数估计方法研究作者姓名：朱文涛一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：苏涛教授提交日期：2014年9月ResearchonDetectionandParameterEstimationofLFMCWsignalsforRadarReconnaissanceAdissertationsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfi

2、llmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyByZhuwentao(InformationandCommunicationEngineering)Supervisor:Prof.SutaoSeptember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包

3、含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果

4、撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要线性调频连续波（LinearFrequencyModulatedContinuousWave,LFMCW）雷达由于结构简单、体积小、距离分辨率高、无距离盲区、成本低、低功耗和低截获等优点，在军用导航、战场侦察与地面成像等领域得到越来越广泛的应用。由于采用连续波体制，LFMCW雷达的发射功率相比于脉冲多普勒雷达具有更低的发射功率，这就导致更低的信噪比，进而需要更多的采样点数保证信号检测的有效性，因此，高计算复杂度和低信噪比

5、成为制约LFMCW信号有效检测和参数估计的主要因素。降低计算复杂度和提高信噪比成为了LFMCW信号检测与参数估计的核心和关键。本论文从信号处理的角度出发，对LFMCW信号的模型、检测和参数估计等方面做了比较全面的分析和阐述。主要工作概括如下：1.研究了单分量周期LFMCW信号的检测和参数估计方法。首先介绍了两种常用的LFMCW信号的发射模型及其截获模型；然后，针对低信噪比和高计算复杂度的问题，提出一种联合变窗长相干平均法、循环平稳法和解线频调处理的单分量周期LFMCW信号的检测与参数估计方法。该方法首先基于信号的周期性，利用变窗长相干平

6、均法和循环平稳法提高了信噪比增益并实现了调制周期和调频率的估计，然后基于估计的调制周期和调频率，利用解线频调处理完成了起始频率、起始时间、幅度和初相的估计。该方法以较低计算复杂度实现了长时间积累，并有效地提高了信噪比。然而，该方法的检测性能受窗长搜索范围的制约。针对该问题，进一步提出了改进的方法。改进的方法首先对变窗长相干平均法进行了改进，然后利用改进的变窗长相干平均法和循环平稳法估计调制周期和调频率，最后，利用解线频调处理实现了起始频率、起始时间、幅度和初相的估计。改进方法的检测性能不再受搜索窗长的制约，并且仍以较低计算复杂度实现了长

7、时间积累，有效地提高了信噪比。仿真实验验证了所提方法的有效性。2.研究了多分量周期LFMCW信号的检测和参数估计方法。针对在低信噪比条件下如何快速实现多分量周期LFMCW信号的检测和估计问题，提出了一种联合帧间相关法、循环平稳法和解线频调处理的多分量周期LFMCW信号的检测与参数估计方法。该方法首先基于信号的周期性，提出一种帧间相关法及其等价形式，帧间相关法及其等价形式只需简单的复乘和复加就可实现多分量信号能量的线性叠加；其次，根据帧间相关法的线性叠加的特点，提出一种目标剥离方法，目标剥离方法可以将多分量LFMCW信号的调制周期依次估计

8、出来，并实现各信号分量的检测；然后，基于CLEAN算法的思想并结合各信号分量的调制周期的估计，利用循环平稳法和解线频调处理依次将各信号分量的幅度、调频率、起始频I西安电子科技大学博士学位论文率、起始时间和初