文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
宽带雷达目标检测与跟踪方法
姓名：于江微
申请学位级别：硕士
专业：信号与信息处理
指导教师：刘宏伟
201202
相比窄带雷达，宽带雷达在许多方面都具有突出优势，例如能够更加精确地 进行' 果。在宽带雷达信号处理和宽带雷达系统设计领域，西安电子科技大学，国防科 技大学，东南大学，北京理工大学，电子科技大学等相关高校和电子g所，航天
了相应的论文和专著，研制成功多种型号的宽带雷达，为国家雷达事业的发展做
其提供的详细信息进行n标识别。
通过设计特殊长度孔径的高增益天线，有助于构造和使用高功率的宽带、超宽带 目标回波的分析来进行检测、跟踪和识别的，根据背景和目标的具体情况选择相 应的发射波形，所以波形优化设计技术是研究认知雷达的一个重要方面。
虽然宽带雷达能够比窄带雷达提供更多的n标信息，但是，要完成n标跟踪、 成像、识别等任务，其前提是实现目标检测。也就是说，只有在检测到目标以后， 才能够进行更进一步的信号处理工作。然而由于宽带雷达的回波特性不同于窄带 雷达，因此宽带雷达信号检测的理论和方法尚处于研究之中。目前，比较常见的 方法是采用窄带雷达、宽带雷达交替工作的模式，即用窄带雷达完成目标检测， 用宽带雷达进行目标成像、识别等。但其代价是大大增加了设备量，降低了系统 的可靠性。
第三章，研究在高斯白噪声下几种常见宽带霄达跟踪方法的性能。首先利用 锥体目标模拟导弹头在雷达测量范围内的运动场景；接下来在已检测到目标的假 设下，基于单次回波分析比较这几种方法的跟踪性能；最后利用多脉冲相参积累 抑制噪声，和单次回波时情况相比较，能够在更低的信噪比背景下很好地跟踪模 拟锥体日标。
引言
对于一个特定的应用，选择好的估计量与许多因素有关，最基本的考虑因素
简单的足以允许估计量是最佳的且易于实现的。参数化估计的主要基础是优化理 论，即被估计的参数应该在某种准则下是最优的，以及如何获得最优的参数估计。
为此，需要总结一些方法、假设及对于线性数据模型得到的估计量。最后，说明 为了选择一个好的估计量必须遵循的决策过程。
222、最大似然估计量222£杯《2斯兰屏222、矩方法。贝叶斯估计方
考虑对于给定的数据模型，如何选择一个最佳的估计量，以及在没有找到最
总之，对于信号处理问题，选择一个合适的估计量要从寻找易于实现的最佳 估计量开始。若这种寻找没有效果，就应该考察准最佳估计量。
估计量
估计
66宽带雷达距离估值公式推导
量精度是评估雷达性能优劣的一个重要指标，它表明目标实际值和雷达测量值二 者之间的偏差及误差大小，并且误差越小，表明精度值越高。影响雷达测量精度 的因素是多方面的，由于不同体制的雷达采用不同的测量方法，因此引起误差的 原因也是各不相同。而限制测量精度的基本因素是脉冲回波信号中的噪声干扰。
本章主要讨论由高斯白噪声引起的时间7蚓嘀7误差，即理论时间7蚓哺7
由于雷达回波信号中包含有目标的各种信息，所以在理想化信号模型时，目 标相对于雷达二者之间的距离表现为目标回波相对于雷达发射信号的延迟。即在
即F7,其中7枪凛r二俣取S捎说肽7拇嬖冢7饬烤嘀僻和实际距离之
知的，因此距离的估计等价于时延的估计。
雷达发射信号为一线性调频信号：
i7^71E罚7i硼i7晃骨形帷777
此时，其匹配滤波器的等效低通脉冲响应为
777777U7
《77笄777777飞7归即777777
其中77, 77 7D勘唇藕藕7廛个独立的散射点，每个散射点与发射机间距
如图77所示：时延估计可通过该框图来进行理论分析，再根据雷达与H标之
间距离与时延二者之间的关系得到距离精度的理论模型，以及对距离精度的影响
将8. 8式代入8x8式得到
8
有噪声干扰刀888保88靠，此时不产生任何估值误差。有噪声干扰时，由于
888瓣8888唬8 i 48®8888, 8簟 一8衍8
8
/ 8
进行参量估值时，信噪比通常比较大，可忽略上式中第三项的影响
8
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由最大似然估值［815
888 9 8
然后再利用最大似然估 值曙广W999W
其中ID行1、|恚璋|是测量信噪比。则时延估计误差为：
有效带宽。
I
III
不同带宽时理论距离精度
目标模型
这种模型适用于球形或接近球形的目标或点目标，以及表征在相邻两个脉冲间方
I类目标模型，是用若干散射面积大致相等的散射中
式中舅是平均散射面积，它是一个具有一个自由度的I分布。二者的区别在于：
上，独立散射体的数