基于时、频域特征的风轮机雷达杂波检测与抑制

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1、硕士学位论文基于时、频域特征的风轮机雷达杂波检测与抑制研究生姓名：窄秋苹导师姓名：何炜琨副教授2016年4月29日分类号：TN958密级：公开UDC：621.39学号：1304007中国民航大学硕士学位论文基于时、频域特征的风轮机雷达杂波检测与抑制研究生姓名：窄秋苹导师姓名：何炜琨副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：信息与通信工程所在院系：天津市智能信号与图像处理实验室论文答辩日期：2016年4月29日2016年4月29日WindTurbineRadarClutterDetectionandSuppressionBasedonth

2、eCharacteristicsofTimeandFrequencyDomainADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYZHAIQui-pingSupervisedbyAssociateProf.HEWei-kunTianjinKeyLabforAdvancedSignalProcessingCivilAviationUniversityofChinaApril2016基于时、频域特征的风轮机

3、雷达杂波检测与抑制本文得到了以下项目的资助：国家自然科学基金委员会与中国民航局联合资助项目（U1233109）国家自然科学基金委员会与中国民航局联合资助项目（U1533110）中央高校基本科研业务费项目（3122015D005）摘要作为一种清洁能源和可再生能源的形式，近年来风能受到了全球各国的普遍关注，全球范围的风力发电装机容量逐年来呈现指数上升趋势。研究显示，风轮机会对它附近的航管监视雷达产生不利影响。风轮机雷达杂波的检测和抑制技术的研究，对于保障民航飞机的空中交通安全起着重要作用。首先，本文在雷达扫描模式下风轮机回波信号模型的基础上

4、，分析了风轮机雷达回波在时域、频域和时频域的特征，为后面的风轮机雷达杂波的检测与抑制提供了理论基础。其次，针对航管监视雷达相干脉冲数少的问题，基于AR模型的超分辨率技术提高了雷达回波的多普勒频率分辨率，并针对风轮机叶片和雷达波束垂直的典型情况，提出了基于风轮机回波谱宽特征的杂波检测方法；针对风轮机叶片和雷达波束非垂直的情况，提出了基于风轮机微多普勒特征的杂波检测方法。仿真结果及理论分析证明了所提方法的有效性。最后，利用风轮机雷达回波的周期性实现了杂波抑制。针对扫描模式下风轮机雷达回波脉冲数少不能体现出杂波周期性的问题，论文首先基于GAP

5、ES方法实现了风轮机回波缺省数据的重构，进而基于周期特性实现了风轮机杂波的抑制。实验结果表明该风轮机雷达杂波抑制方法能够在保留飞机目标的前提下抑制风轮机杂波。关键词：航管监视雷达，风轮机，时、频域特征，杂波检测，杂波抑制IAbstractAsakindofcleanenergyandrenewableenergy,windenergyhasbeenwidespreadconcernedbythecountriesaroundtheworldinrecentyears.Thewindpowerinstalledcapacityonaglo

6、balscaleisgrowingexponentially.Studieshaveshownthatwindturbinewillhaveanadverseimpactonairtrafficcontrol(ATC)surveillanceradarlocatednearby.Theresearchofwindturbineradarclutterdetectionandsuppressiontechnologyplaysanimportantroleforensuringtheairtrafficsafetyofcivilaviat

7、ionaircraft.Firstly,basedonthemodelofwindturbineradarechoesundertheradarscanningmode,thefeaturesofwindturbineradarechoesinthetime,frequencyandtime-frequencydomainareanalyzed.Itprovidestheoreticalbasisforthestudyofthesubsequentwindturbineradarclutterdetectionandsuppressio

8、n.Secondly,asfarastheproblemofthelesscoherentpulsesofATCsurveillanceradarisconcerned,super-resolutionte