非相干散射雷达波形设计与处理软件

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1、非相干散射雷达波形设计与处理软件作者姓名李海涛导师姓名、职称姬红兵教授一级学科控制科学与工程二级学科模式识别与智能系统申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121205分类TN82号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文非相干散射雷达波形设计与处理软件作者姓名：李海涛一级学科：控制科学与工程二级学科：模式识别与智能系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：姬红兵教授提交日期：2014年12月WaveformDesignandProcessingSoftware

2、ImplementationforIncoherentScatterRadarAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlScienceandEngineeringByLiHaitaoSupervisor:Prof.JiHongbingDecember2014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

3、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

4、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：摘要摘要作为地球大气层和外部空间之间的接口，电离层对人类各项活动的影响不容小觑。无论是广播、无线通信、测量、导航，还是空间探测，都受到电离层的重要影响。非相干散射雷达以其独特的非相干散射探测方式，使得从地面远程探

5、测电离层成为可能。由于探测目标的特殊性，非相干散射雷达通常采用复杂的发射波形来进行电离层探测。同时，通过计算机软件进行雷达信号处理可以大大提高整个系统的灵活性。本文结合我国首部非相干散射雷达的建设与应用，深入研究了非相干散射雷达波形设计，同时设计实现了一套信号处理软件。首先，研究了非相干散射雷达探测原理及探测技术。分析了电离层散射谱的形成过程以及散射信号信噪比极低的特点，给出了噪声校准的方法。重点研究了模糊函数理论，推导出回波信号自相关函数与电离层散射信号自相关函数及模糊函数之间的关系，给出了信号处理过程中关

6、键的时延剖面矩阵的概念，以及电离层回波信号自相关函数和功率谱的计算方法。其次，研究了非相干散射雷达波形设计及相应的信号处理方法。对长脉冲、巴克码和二相交替码三种信号编码方式进行了研究，仿真分析了各自的模糊函数。引入多相交替码这种新的非相干散射雷达信号编码方式，极大地扩充了交替码可用的编码集合，提高了波形设计的灵活性。同时，多相交替码具有和二相交替码类似的模糊函数和相同的距离分辨率。提出了使用跳频编码调制多相交替码各组编码的改进方式，以减少发射脉冲组数，提高探测效率和探测精度，并给出了详细的信号编码及信号处理流

7、程。最后，针对现有非相干散射雷达系统设计实现了一套信号处理软件，进一步提高了系统处理方式的灵活性和可靠性。分析了软件功能需求，根据需求将软件划分为网络数据接收存储、文件管理、信号处理、用户界面四个功能模块。对各个模块分别进行了设计，详细阐述了每个模块的设计思路及数据高速采集、高效信号处理、多功能绘图等关键技术，并通过软件实现了雷达信号处理算法。最后，对整个软件进行了功能测试，验证了各个模块功能的完整性和正确性，并验证了信号处理算法的正确性。关键词：非相干散射雷达，波形设计，模糊函数，跳频多相交替码，软件开发论

8、文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTTheionosphere,asaninterfaceoftheEarth'satmosphereandouterspace,hasproducedunderestimatedinfluenceonhumanactivities.Itaffectsbroadcast,wirelesscommunications,