雷达目标模拟器LFM信号线性度校准研究

线性调频(LFM)信号由于其良好的时-频聚集性,被广泛应用于雷达系统中,其频率随时间变化的线性程度,对雷达测距精度及距离分辨率影响很大。为准确模拟雷达LFM回波信号,对雷达目标模拟器所产生的LFM信号,必须进行线性度校准。本文提出了一种基于小波变换的雷达目标模拟器LFM信号线性度校准算法,通过对来自不同模拟器的大量实测数据的实验测试,证明了算法的有效性,校准精度优于0.1%。

认知MIMO雷达波形设计研究

认知多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达将认知技术与MIMO技术相结合,具备动态环境信息感知和自适应调节能力,受到雷达界的广泛关注。相比于传统雷达,认知MIMO雷达性能更优、适应性更强,是雷达迈向智能化发展的趋势,而发射波形的优化设计是实现雷达认知的关键,因而成为近年来学者研究的重点。首先介绍了认知MIMO雷达基本概念,分析了波形设计现状,然后在波形设计步骤的基础上,重点从优化准则和优化方法两方面总结了现有研究成果及特点,最后讨论了未来研究方向和需要解决的问题。

闪烁噪声环境下的机载雷达对海跟踪研究

建立了闪烁噪声环境下,机载雷达对海跟踪模型,比较了代价函数修正法和粒子滤波算法在机载雷达对海跟踪中的滤波性能。仿真结果表明:粒子滤波算法具有更高的跟踪精度和更强的适应性,在得不到闪烁噪声准确先验信息的条件下,依然能保持较好的跟踪性能。

毫米波雷达直升机旋翼回波匹配滤波研究

针对低重频毫米波雷达直升机旋翼回波信号检测中旋翼回波信噪比低的问题,本文采用发射大时宽带宽的线性调频信号,接收匹配滤波处理以增加旋翼回波信号的信噪比,并推导了线性调频旋翼回波模型。由于旋翼旋转对雷达回波产生调幅效应,使其对线性调频匹配滤波器失配,造成信噪比的下降。本文利用匹配滤波的概念,用旋翼匹配滤波器组近似达到了旋翼匹配滤波的性能,提高后端旋翼回波检测的信噪比。

采用变对角加载多级维纳滤波方法抑制机载雷达杂波的研究

受机载雷达体积和重量的限制,传统方法难以在低复杂度下达到最优雷达杂波抑制效果。该文在分析多级维纳滤波结构基础上,提出了一种变对角加载多级维纳滤波的空时二维自适应处理方法,通过理论推导,建立了新方法的后向递推算法,并应用新算法抑制机载雷达杂波。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性。在低维滤波器结构下,该算法性能优于相关传统方法,鲁棒性强。在机载雷达杂波抑制中,该算法能获得-80 dB的零陷深度,可实现良好的杂波抑制效果,具有实际工程应用前景。

毫米波雷达对直升机旋翼回波检测研究

针对毫米波雷达直升机旋翼回波信号能量低以至检测困难的问题,本文根据旋翼回波数学模型分析了旋翼回波、地杂波和目标杂波的时域及频域特性,提出频域杂波滤除后时域检测的思路.针对直升机识别应用的现状,提出通过旋翼回波恒虚警检测保证直升机检测和识别结果信度的思想,研究了频域杂波滤除后杂波剩余和噪声的统计分布,引入滑窗检测将观测向量分为检测单元和杂波干扰参考单元以完成旋翼回波的恒虚警检测.仿真结果表明杂波滤除方法可以有效滤除地杂波和目标杂波,提高检测时的旋翼回波信杂噪比.本文设计的旋翼回波时域检测器可以在信杂噪比较低的情况下完成旋翼回波检测.

DSP的软件系统下的无线电雷达应用技术研究

随着全球信息化与数字化的发展,基于DSP的软件无线电技术作为一种高端、灵活的通信系统结构,给用户带来了便捷和优质性能。该文主要通过研究DSP原理及软件无线电技术及两者的巧妙组合优势,进而研究无线电雷达应用技术,最后还阐述了其应用前景和研究意义。

机载前视风切变雷达杂波抑制的仿真研究

研究飞机起飞和着陆的安全问题,大气中的切变风影响飞机的飞行安全。为减弱地杂波对风切变回波信号检测,应对雷达回波进行杂波抑制,提取切变风信号,达到准确预警。为达到上述目的,提出一种归一化最小二乘格形(least square lat-tice,LSL)联合过程估计器杂波抑制方法,利用估计器输出的平方和最小的前提下,自适应地调整估计器的反射系数及回归系数,使输出杂波成分最小,从而有利于风切变的检测,以保证飞行安全。仿真结果表明,归一化LSL联合过程估计器在甚低信杂比情况下,可以主动跟踪主瓣杂波的多普勒频率,相对于AMTI杂波抑制技术具有更好的抑制能力,满足机载前视风切变雷达达到准确预警的目的。

直升机的雷达回波仿真研究

针对雷达在悬停直升机检测和直升机识别研究等的需要,研究了宽带调频雷达的直升机回波仿真方法。在旋翼单频回波模型基础上提出了旋翼宽带调频回波模型。根据现有雷达的实际情况,将机身回波等效为机身上若干散射中心散射回波的相干迭加。采用加性高斯白噪声模拟雷达环境噪声及接收机热噪声。直升机的雷达仿真回波可由旋翼回波、机身回波和高斯白噪声几部分相干合成得到。仿真的直升机雷达回波与理论分析较为相符。在外场数据较为缺乏的情况下,仿真结果可用于直升机雷达回波特性研究,进而在悬停直升机检测和直升机识别工程应用中发挥重要的作用。

机载雷达系统多层划分容错机制的研究

针对机载雷达系统的高可靠性要求,提出了一种多层划分的容错体系结构。采用自底向上分层的方式构建容错系统并试图在每一层尽可能的处理相应级别的错误,避免由微小错误导致高代价故障处理方式的介入。在此基础上设计分布式冗余管理协议实现节点的错误诊断、错误隔离以及重新配置,并采用一种基于悲观消息日志的异步检查点回卷恢复策略用于程序状态的复位或恢复。最后通过系统仿真故障注入的方式验证采用多层划分容错机制设计的系统具有更高的容错效率。

大功率雷达电源并联均流技术的研究

采用多台开关电源并联运行实现大功率电源输出是目前雷达电源技术的发展方向之一。针对雷达电源并联均流过程中存在的动态响应不佳,易出现过流保护的问题,提出采用改进式自主均流策略,改善系统的均流动态性能。利用Matlab仿真软件和三端开关器件模型法对改进式自主均流策略进行分析,给出了其控制回路的设计原则。仿真结果表明改进方法使均流精度在2%以内,动态响应好,满足雷达电源性能的要求,为改进式自主均流法在大功率雷达电源系统中的应用提供了理论依据和设计方法。

机载气象雷达下和差波束抑制地杂波研究

针对机载气象雷达气象模式下的地杂波抑制研究,提出利用雷达回波信号的和差波束方法加以抑制。首先建立地心坐标系下飞机位置和气象与地杂波空间模型,然后通过机载气象雷达发射脉冲信号,利用气象雷达方程计算波束扫描范围内的气象目标和地杂波的回波功率信息。根据气象与地杂波所处雷达波束中心位置和角度不同的特性,利用和差波束方法抑制地杂波,同时气象信息不会有太大损耗。经过仿真数据验证,该方法能够有效地剔除地杂波,保留气象信息。

机载火控雷达地面慢动目标检测方法研究

针对地面慢动目标检测困难的特点,提出了一种适用于单通道机载火控雷达的先滤波后自适应处理的方法。该方法先对雷达和路接收数据进行多次滑窗、时域多普勒滤波,然后按照线性约束准则对相同多普勒通道数据进行自适应处理。实测数据处理结果表明,该方法能有效抑制旁瓣杂波和部分主瓣杂波,从而提高了地面慢速目标的检测性能。

对单脉冲雷达角度跟踪系统的干扰仿真研究

在介绍单脉冲雷达角度跟踪系统原理的基础上,从雷达回波信号的角度建立了两相干干扰源对单脉冲雷达角度跟踪系统进行干扰的具体模型,给出了仿真流程,详细分析了目标雷达波束指向角、两干扰源与目标雷达夹角、两干扰源相位差以及干扰功率比等因素对干扰效果的影响。

基于模糊理论的FMEA方法研究

针对传统FMEA分析方法中故障模式影响因素等级描述语言不易量化及评价模型不合理的问题,提出一种基于模糊理论的FMEA定量分析方法。运用模糊理论建立模糊评判模型,给出基于α截集的解模糊方法对模糊数进行清晰化,同时讨论了评估过程中专家权重的确定准则,从而得到风险优先数(RPN)的排序,并以多功能扰流板为例,验证了该方法的可行性。

海杂波多分形特性分析及小目标检测技术研究

为判定海杂波是否具有多重分形特性,采用小波模极大值法和多分形消趋势波动分析法对任一距离单元的实测海杂波数据进行分析,提出一种基于时间-距离单元-幅度图法,基于该方法对多距离单元海杂波数据进行分析,分析结果表明海杂波具有多分形特性,当海杂波存在小目标时,分形受到"干扰",多分形特征存在明显差异。通过分析还发现当Rényi参数q<0时,距离单元含小目标的广义分形维明显大于其他距离单元只含海杂波的广义分形维;而当q>0时,这种规律不是很明显,因此提出一种基于不同距离单元间广义分形维偏差的方法来检测海杂波背景下小目标,实验结果表明该方法是有效的。

基于ARINC661的触摸屏显控系统研究与设计

随着综合化航空电子系统的飞速发展,座舱显示的人机工效要求不断提高,触敏显示屏作为一种重要显控设备被运用于座舱环境中。基于ARINC661规范,结合显示屏触敏功能,研究设计了一套用于飞机座舱的触摸屏显控系统,提出了一种局部画面区域随屏幕触点实时移动的设计与实现方法。利用ARINC661规范中定义的窗体部件,通过UA和CDS内核间指令交互,在触摸敏感的显示器上实现局部画面区域跟随触摸点实时移动的功能,使飞行员对座舱显示画面的控制更加方便高效。

基于二次规划的相控阵雷达任务自适应调度算法

雷达任务自适应调度是目前相控阵雷达资源管理研究的热点问题。以加权时间偏移量平方和最小为调度代价标准,基于相控阵雷达任务二次规划数学模型,证明最优解存在条件,并给出一种最优解的解析求解算法。与数值解法相比,解析求解算法有效提高了算法的快速性。对航空护卫舰舰载相控阵雷达真实工作环境进行一系列仿真,仿真结果表明,所提算法有效提高了雷达高优先级任务调度的调度成功率,降低了任务调度代价。

微下击暴流的三维建模与预警仿真研究

风切变是一种特殊的大气现象,对飞机的飞行形成干扰,会对飞机飞行安全造成很大的危害。为解决上述问题,提出一种三维特征风场建模的方法来仿真微下击暴流。利用流体的数学特征,建立模型,进行风切变雷达回波的仿真,通过对危险因子的判定达到对风切变现象的勘测和预警。风场建模方法以典型微下击暴流为目标,根据流体数学模型,建立了以速度场为特征,风场特征可调的微下击暴流风场,并对所建立的风场进行了分类。随后进行雷达回波信号仿真,结果表明所仿真的风场的确具有风切变特征,并可通过信号处理方法进行危险因子的判决分析,用来完成机载雷达对于风切变预警,并证明特征风场的正确性和有效性。为进一步的风切变信号处理方法提供了基础,有助于提高飞机飞行的安全系数。

机载前视风切变雷达信号处理方法分析

遭遇低空风切变是飞机失事的主要原因之一,利用机载气象雷达探测危险低空风切变的最大难题在于寻求一种好的信号处理算法,在气象信号回波功率远低于地杂波回波功率时仍有好的性能表现。介绍了机载前视风切变雷达的几种数字信号处理算法,重点讨论了脉冲对处理(PPP)法和傅立叶变换(FFT)法,分析了两种算法的原理特点,采用风切变回波模拟数据对两种算法进行了计算机仿真和性能对比分析,仿真结果表明,在一般情况下采用FFT和PPP方法估计风速的性能差异不大,在微下击暴流核心区域,都能获得对风速的良好估计。