海面低仰角数字微波通信系统性能及体制分析

本文介绍了海面低仰角数字微波通信系统的特点 ,对海面电波多径衰落进行了理论计算 ,指出了通信系统抗衰落的方法和手段 ,并给出了一种抗衰落通信系统在海面通信试验中的测试数据。

大气折射对雷达低仰角跟踪误差的影响分析

该文基于雷达测角原理和确定性电波传播模型,采用等效地球半径法考虑大气折射效应,建立仰角误差预测方法;计算不同大气折射环境下的仰角误差。研究结果证明:大气折射与多路径的综合效应中,折射环境的变化会对仰角误差造成很大影响,表明大气折射是低仰角跟踪时需要考虑的重要因素。

网络RTK参考站间低仰角卫星模糊度快速解算方法

针对低仰角卫星模糊度固定是制约单星座网络RTK可靠性的重要技术问题,提出了一种参考站间分部解算模糊度方法。该方法以三步法解算参考站间模糊度为基础,采用自适应定权法确定卫星双差观测值权阵。首先将卫星分为高、低仰角两部分,通过常规三步法解算高仰角卫星整周模糊度,再利用已求解高仰角卫星模糊度联合低仰角卫星观测方程构建卡尔曼滤波模型,最后在准确估计天顶方向对流层延迟同时,快速解算低仰角卫星模糊度。通过算例分析表明,该方法能在15个历元内(采样率为15 s)正确解算出低仰角卫星双差模糊度,满足网络RTK中实时快速解算参考站间整周模糊度的要求。

一种低仰角对流层折射修正的新方法

大气折射效应引起电波传播延迟和路径弯曲,测量数据对流层折射修正的精度直接影响到飞行目标轨(弹)道确定的精度。考虑到对流层折射修正的精度和效率以及5°以下低仰角数据传统修正方法具有较大的误差,通常不对测量数据进行实时对流层折射修正,这使得实时定位的精度受到较大影响。文中提出了一种基于光电传播几何路径迭代的对流层折射修正新方法,解决了修正精度和实时性不能兼顾的问题。经大量无人机校飞和载人航天工程外场实测数据验证,该算法能够实时有效地消除低仰角对流层折射偏差,对高仰角测量数据的对流层折射修正亦具有较高的精度。

空间色噪声背景下双基地多输入多输出雷达低仰角估计方法

针对多径效应的影响,该文提出一种空间色噪声背景下双基地多输入多输出(MIMO)雷达低仰角估计方法。首先对双基地MIMO雷达中低仰角目标的多径环境进行建模,同时考虑发射和接收端的镜面反射信号,并用空间色噪声模拟漫反射。然后利用协方差矩阵求差方法消除未知色噪声的影响,在发射端和接收端进行空间平滑对多径信号解相干,即进行空间差分平滑处理。最后利用酉变换旋转不变技术(ESPRIT)算法估计目标的发射角(DOD)和接收角(DOA)。该文指出特殊情况下空间差分平滑协方差矩阵缺秩的问题,并提出一种修正的空间差分平滑方法。该算法对阵元数要求不高,适用于未知噪声背景及低信噪比环境,并且解决DOD与DOA联合估计的角度兼并问题。仿真实验表明了所提算法的有效性。

基于低仰角红外测量的蒙气差修正方法

受大气蒙气差的影响,地基光电望远镜观测得到的星体或飞行器位置和实际位置存在偏差;空间目标的俯仰角越小,蒙气差越大。为了对空间目标进行较为精确的定位,需要对光电望远镜进行蒙气差修正。文中在分析光电望远镜原有的大气蒙气差修正计算模型的基础上,为提高低仰角观测时蒙气差修正精度,采用回扫任务目标轨道附近恒星进行误差修正的方法对回扫得到的蒙气差修正量曲线进行大量实验总结并进行多项式拟合,最终得到针对低仰角长波红外观测的蒙气差修正公式。经过多次实验验证,长波红外系统起跟仰角由10°降低至2°,目标捕获时间提前50 s以上,可观测飞行器部件分离等关键特征点。实验结果表明文中方法有效降低了低仰角蒙气差修正误差,提高了长波红外系统的跟踪精度和捕获能力,具有实际工程应用价值。

干涉阵列米波雷达的低仰角高精度估计方法

针对米波雷达低仰角估计的难题,结合干涉技术和超分辨算法的优点,提出了干涉阵列米波雷达的高精度低仰角估计方法.该方法首先利用干涉结构扩展阵列孔径,再将常规的空间平滑算法推广到干涉阵,提出了干涉阵的空间平滑方法,然后应用其实现低仰角多径信号的解相干,最后利用双尺度酉ESPRIT算法得到低仰角的高精度估计.仿真结果和实测数据验证了干涉阵列的前后向空间平滑方法及干涉阵列的高精度低仰角估计方法的有效性,并分析了该方法存在的信噪比门限与基线模糊门限的产生原因.

基于矩阵束的MIMO雷达低仰角快速估计方法

针对多径效应的影响,提出了一种基于矩阵束的MIMO雷达低仰角快速估计方法。该方法同时考虑了发射多径信号和接收多径信号,采用单样本数信号矢量构造了一个前后向矩阵束,并利用两个酉矩阵对该矩阵束进行降维处理,最后采用广义特征值分解的总体最小二乘法来估计目标角度。算法不需要估计数据协方差矩阵,可在低信噪比和单样本数情况下,有效地克服多径效应,实现同时多目标低仰角估计,相比最大似然算法,避免了谱峰搜索,计算量小。仿真结果验证了该算法的有效性。

米波雷达低仰角目标多径模型及其反演方法研究

现有的低仰角测高方法多采用镜面反射模型,将直达波与多径简化为两远场点源;然而实际中不规则反射面使多径回波波前畸变,远场点源模型难以完全描述多径信号。针对此模型失配问题,该文重点研究低仰角目标多径模型,首先分析经典多径模型,对反射系数和反射面高度进行参数反演;然后提出一种扰动多径模型,将反射面对多径回波的影响建模为扰动反射系数,并利用最大似然算法反演扰动反射系数。计算机仿真结果验证了参数反演方法的有效性;实测数据验证了复杂情形下所建模型的合理性和反演方法的有效性,提高了低仰角测高算法在实际阵地的适用性。

线阵CCD低仰角测试弹着点适应性分析

针对线阵CCD立靶测量系统采用45°仰角交会导致靶心距地面过高,难以满足测试要求的问题,提出了通过降低摄像系统仰角满足试验要求的方法,研究了低仰角测试引起的靶面参数、目标识别和测量精度等对测试结果的影响。分析表明:可实现对目标的准确识别明显降低靶心。以10 m×10 m靶为例,当仰角大于32°时,测量精度优于50 mm;大于33°时,测量精度优于40 mm;大于38°时,测量精度优于20 mm。试验人员可合理选择仰角,以满足不同试验需求。

低仰角对流层折射修正快速算法

大气的折射效应引起电波传播延迟和路径弯曲,测量数据对流层修正的精度直接影响到飞行目标轨(弹)道确定的精度。考虑到对流层折射修正的精度和效率以及5°以下低仰角数据传统修正方法具有较大的误差,通常不对测量数据进行实时对流层折射修正,这使得实时定位的精度受到较大影响。研究设计了一种能够应用于实时数据处理快速有效的对流层折射修正迭代算法。经大量外场实测数据验证,该算法能够有效地消除低仰角对流层折射偏差,对高仰角测量数据的对流层折射修正亦具有较高的精度。

连续波雷达低仰角测量算法研究

针对采用频域比相测角的连续波体制雷达,提出了一种基于频域比幅测角的低仰角测量算法。通过分析比相测角与比幅测角的关系,得到可以通过在频域比幅实现连续波雷达角度测量的结论。结合C2算法,实现了连续波雷达低仰角测量算法。通过实际试验结果分析,表明该算法具有优良的抗多径干扰性能。

一种改进的米波雷达低仰角处理算法

由于多径效应的存在，使得米波雷达在低仰角工作时接收到的回波是两组相干信号，即直达信号和反射信号的矢量叠加。提出了一种米波雷达在低仰角环境下DOA（波达方向）估计的新方法，先对各子阵的接收数据进行线性变换，然后对线性变换后的数据和实测数据的差分结果应用阵列旋转不变性实现米波雷达低仰角的波迭方向估计．算法对信号所处环境不敏感，可以有效地克服多径效应，而且运算量小。理论分析和计算机仿真都表明新算法的优越性。

无线电测量设备的低仰角跟踪研究

在分析多径效应形成原理的基础上,论述了低仰角跟踪时多径效应对跟踪系统的影响。对基于多信息源的目标测量模型建模、数据融合与最优估计算法等解决低仰角跟踪的措施进行了研究。利用这些措施可有效改善无线电测量设备低仰角跟踪稳定性,并提高测量设备跟踪低空目标时的测量精度。

低仰角大气折射误差对初轨精度的影响分析

针对在交会对接任务中测量船使用的电波折射经验模型存在低仰角跟踪测量修正精度差的问题提出改进思路,在模型中引入基于天顶延迟的拟合算法优化修正模型,提高了船载雷达低仰角跟踪时距离的修正精度,满足了测量船数据处理的精度需求。用新方法处理数据,计算的轨道根数半长轴外符合误差平均降低了605m,有效提高了测量船定轨精度。

一种改进对称波束的低仰角闭环跟踪算法

采用阵列天线跟踪低仰角目标时需要克服多径效应的影响。建立了低仰角环境下的二径模型,在此基础上研究了对称波束消除多径效应的原理和约束条件,提出了一种利用相邻脉冲差波束相位跳变构造对称波束的闭环跟踪算法。该方法有效改善了跟踪波束的角度分辨能力,多径效应引起的误差得到明显改善。

低仰角多目标测量系统能力分析与对策

提出了利用4个以上地面测量站,通过合理的布站,形成多目标测量系统,完成落区多目标子母弹测量,即同时测量目标至各站的距离,从而计算各目标在空中的位置。主要针对落区低抛子母弹地面平坦开阔,多径对测量的影响是主要因素,并采取适当的改善措施,以提高测距精度,通过对低抛子弹测量信道余量的估算,进一步说明有足够的信道余量,克服多径衰落。

基于C^2算法海杂波抑制在低仰角跟踪时的应用

由于多径反射信号的干扰,雷达低仰角测量一直是一个难点。结合脉冲测量雷达技术特点,阐述了测量雷达常用的低仰角跟踪技术,通过分析多径误差机理,提出了利用C2算法、海杂波抑制处理技术,实现复杂背景环境条件下对低空目标的跟踪策略,给出了理论分析与验证成果。

卫星导航STAP算法的低仰角性能研究

针对在卫星导航空时二维抗干扰(STAP)中SMI算法和LMS算法低仰角处零陷较多、负增益较大且影响卫星信号接收的问题,在空域波束形成的功率倒置迭代算法上,变形出一种适合卫星导航STAP的功率倒置迭代算法,并对SMI算法、LMS算法和功率倒置迭代算法进行了仿真分析。仿真结果表明,功率倒置迭代算法在低仰角处没有多余零陷、低仰角增益低且增益稳定,适合低仰角要求较高的应用。

低仰角宽带测控通信系统多径效应分析与建议

无人机宽带测控通信链路在低仰角下的性能是近年来的研究热点与难点。首先给出低仰角情况下的宽带多径信道模型,在此基础上深入研究了地面反射路径的幅度衰减、载波相位偏移和数据码元时延,及其叠加在直射路径上对数据接收的影响;其次建立了仿真模型,分析在不同作用距离、飞行高度以及工作频率情况下接收电平幅度衰减变化趋势,并与外场实测数据进行比对验证,结果表明,给出的宽带多径信道模型基本上能够反映出外场实测数据的变化趋势,在实际飞行任务中具有较强的现实指导意义;最后从实际工程系统角度出发给出了相应的设计建议。