末制导雷达是现代雷达的一项关键应用,其信号处理结果直接关系到最终对目标的打击效果。随着当今战场环境复杂度日益提高,对末制导雷达的检测、识别、跟踪、抗干扰、抗截获等技术提出了更高的要求。在自然界中,蝙蝠在捕食猎物时,采用了CF+FM的波形体制,CF信号易于实现动目标探测以及通过目标的微多普勒变化进行目标识别,FM则有较好的距离分辨能力可以对目标进行精确定位。依据这一生物学现象,本论文针对现有的PT?SF(脉冲串频率步进)信号、FM?SF(调频非线性步进)信号进行重点研究,分析了波形的性能特点、重点解决了参数设计问题,最终采用基于距离远近的组合波形体制,同时研究了目标位置预测跟踪算法。本文的工作重点和主要贡献如下:1.对蝙蝠捕食过程做了深入研究,对其发射波形进行了简要分析,并且对其在捕食不同阶段波形的变化进行了讨论,从模糊函数的角度,研究了蝙蝠捕食采用的复合波形体制,分析表明蝙蝠可以根据相对距离的变化相应的调整发射波形,这也为本文后续基于距离段的波形参数设计提供了研究依据。2.参考蝙蝠捕食的生物学现象,考虑到末制导雷达在远距离段上对目标探测性能的需求,研究了PT?SF的设计原理,从脉冲参数和重频库两个方面进行详细介绍。给出了距离解算可信度与测距精度的关系,结合抗距离遮挡的措施,确定高重频PT?SF的设计流程,并通过相关仿真分析验证了设计方法的有效性。3.参考蝙蝠捕食的生物学现象,根据末制导雷达在近距离段上对目标探测性能的需求,研究了FM?NLSF设计原理,以降低回波信号接收后存在的栅副瓣影响作为切入点,对现有抑制栅副瓣的方法进行详细研究,并通过窗函数逼近原理来确定非线性的步进频点,最后根据仿真结果验证了设计方法的可行性。4.从搜索跟踪模式、坐标转换、导弹和目标的运动模型、跟踪滤波等方面介绍了末制导雷达的相关技术。重点研究了广义容积卡尔曼滤波算法,该算法克服了传统容积卡尔曼难以构造高阶容积卡尔曼方程和估计精度低的缺点。5.最后根据上述研究,首先对前面研究的波形设计方法,在GUI集成环境下,根据需求输入进行波形参数的设计。此外本论文在弹载末制导拦截场景下对组合波形与单一的波形体制进行仿真比较,通过脱靶量和飞行时间验证了组合波形比单一的波形体制具有更好的拦截效果。