微弱多徑信號時延估計技術(shù)研究.pdf

1、本文主要的研究是基于民用機會照射源的無源雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一：探測目標(biāo)散射信號的時延估計問題。論文圍繞著散射信號（多徑信號）時延估計問題展開討論，文中提出、推導(dǎo)了一系列具有理論及實用價值的新多徑時延估計算法，分析了影響多徑時延估計性能的因素及解決途徑、基于相關(guān)分析的時延估計方法、超分辨率時延估計方法和微弱信號檢測與時延估計方法。通過計算機仿真實驗驗證了所提算法的優(yōu)良性能。歸納起來，本文的貢獻(xiàn)主要包括以下幾個方面:
　　 1、通

2、過推導(dǎo)兩路多徑信號時延估計方差的理論下限（CRLB），演繹出多徑信號環(huán)境下影響時延估計方差的因素，根據(jù)這些影響因素，指出提高時延估計性能的途徑。根據(jù)CRLB的參數(shù)，建立多徑信號仿真模型，并對信號模型做了功率譜分析和時間延遲驗證。
　　 2、系統(tǒng)分析了基于相關(guān)分析的時延估計方法：互相關(guān)法、譜估計法、插值法、EM算法和Wrelax算法。提出一種多徑信號時延估計方法—Sem法，該方法根據(jù)EM算法降維處理思想、采用對信號進(jìn)行時域插值的方

3、式替代了Wrelax算法的傅立葉變換獲得連續(xù)時延估計，避免了截斷效應(yīng)對時延估計產(chǎn)生的不利影響，與參照算法相比具有更優(yōu)的時延估計性能。理論分析了相關(guān)分析時延估計法的分辨能力，指出提高基于相關(guān)分析時延估計方法分辨性能的途徑。通過計算機仿真驗證了提出方法的性能。
　　 3、在簡要介紹采用譜估計技術(shù)進(jìn)行時延估計的原理和方法的基礎(chǔ)上，提出了快速時延MUSIC法和波束域時延MUSIC法?？焖贂r延MUSIC法通過重構(gòu)接收信號協(xié)方差陣，與傳統(tǒng)的

4、MUSCI時延測量法相比，運算量減小約2個數(shù)量級；后一種方法根據(jù)信號時延的時間分布形成波束轉(zhuǎn)換矩陣，再用快速MUSIC法做時延估計，波束轉(zhuǎn)換矩陣的作用相當(dāng)于一個時間帶通濾波器，其中波束所覆蓋的時間區(qū)域則相當(dāng)于濾波器的通帶，使波束覆蓋時間以外的噪聲得到有效抑制，因而算法在低信噪比條件下與參照算法相比具有更優(yōu)時延分辨性能。通過計算機仿真驗證提出方法的有效性。
　　 4、提出了一種基于軟件無線電架構(gòu)的單接收站無源雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用一

5、副天線陣列同時接收直達(dá)信號（參考信號）和目標(biāo)散射信號，簡化了系統(tǒng)硬件構(gòu)成，增加系統(tǒng)機動靈活性能。文中詳細(xì)討論了基于該系統(tǒng)的參考信號提取和目標(biāo)散射信號檢測、接收和時延估計方法。提出一種參考信號提取方法，該方法采用天線陣列的數(shù)控定向接收技術(shù)對強地物雜波信號形成上百dB的零陷，實行空域濾波處理，提取純凈的直達(dá)波信號作為參考信號。提出一種微弱散射信號檢測方法，該方法聯(lián)合使用空域濾波技術(shù)和相干檢測技術(shù)，可實現(xiàn)對微弱散射檢測檢測和接收；新方法的相關(guān)