米波雷达测高多径模型研究

针对米波雷达测高中同源多径的分辨难题,对米波雷达回波信号中直射信号和反射信号进行分析,引入乘积因子的概念,建立了考虑地球曲率时乘积因子与角度(直射角和反射角)的简单函数关系,并据此提出了考虑乘积因子的米波雷达多径阵列信号综合模型。仿真实验及实测数据处理结果均表明了此模型在米波雷达测高应用时的有效性。

广义MUSIC算法在米波雷达测高中的应用及其改进

米波雷达波束较宽,多径信号的存在将会给雷达测高带来严重影响,并且多径信号与直达波信号是相干的,这就造成米波雷达测高比较困难。由于广义MUSIC算法为能直接处理相干信号的阵列超分辨算法,因此可以将该算法应用于米波雷达测高当中。该文在广义MUSIC算法的基础上,结合雷达测高的一些特点,提出一种新的算法。新算法不但降低了运算量,而且还具有良好的性能。计算机仿真结果证实了新算法的优越性。

超分辨算法在米波雷达测高中的应用

简要介绍了超分辨算法实现测高的基本原理,以及采用超分辨算法开展的米波雷达测高试验情况,给出了若干淡水反射面条件下的外场试验数据。试验统计结果表明:在满足一定信噪比的条件下,采用空间平滑+最大似然超分辨处理法可有效提高米波雷达在低仰角的测高精度。

一种适用于米波雷达低角测高环境的快速算法

本文针对米波雷达低角测高环境的特点,充分利用数据协方差矩阵中的信息,基于空间平滑和传播算子的思想,提出了一种适用于米波雷达低角测高环境的快速算法(SSPM算法,Spatial Smoothing and Propagator Method)。该方法不需要去相干处理和复杂的特征分解,可直接应用于存在多径干扰的米波雷达低角测高环境。仿真实验及实测数据处理结果均表明了该方法的有效性。

双频雷达测高技术研究

该文针对双频雷达的测高问题,研究了基于相位干涉原理的双频雷达测高方法。文中给出了相位干涉测角的基本原理,并针对该方法在双频雷达测高应用中存在的相位模糊问题进行了分析,在此基础上,给出了基于中国余数定理的双波段相位差解模糊处理方法,解决了双频雷达相位干涉测高法的相位模糊问题。最后对双频雷达相位干涉测高法的测高精度进行了分析。仿真分析,验证了算法的可行性。

两坐标雷达测高方法研究

两坐标雷达能提供空中目标的距离和方位信息,不具备测高能力。基于两坐标雷达的工作特点,针对等高度飞行、高信噪比的目标,阐述了利用目标幅度和距离变化信息进行测高的原理,对波束形状和录取数据数量等因素的影响进行了仿真分析,并给出了工程应用的方法。该方法不增加额外硬件,仅需软件调整便能够扩展两坐标雷达的作战效能,因此具有较高的实用价值。

米波雷达最大似然超分辨测高技术研究

米波雷达垂直面波束比较宽,直达波与多径相干叠加导致垂直面波瓣分裂,波束比幅或DBF（数字波束形成）搜索的方法无法进行测高。介绍了最大似然算法原理,分析了米波雷达反射场的几何模型,提出了与阵列几何模型匹配的最大似然阵列超分辨测高方法,给出了算法的具体实现步骤,有效解决了米波雷达低仰角测高问题。针对试验米波雷达系统采集的实际回波,给出了DBF搜索、传统最大似然及该文算法的处理结果,试验结果也表明了该方法的优良测高性能。

高机动三坐标雷达比幅测高误差分析及修正

讨论了比幅测高的基本原理,分析了影响比幅测高精度的各种因素。定量计算了由这些因素引起的误差量。并提出了一种简单易行的修正方法,即根据一次雷达的测高值和二次雷达的测高值计算出天线波束指向的调整量,对天线阵面波束指向进行微调,从而提高了测高精度。由于对天线波束指向的调整在很小的范围内,故对天线的副瓣及波瓣宽度指标的影响可忽略,从而不会影响到雷达系统的其他性能。

一种基于空域滤波的米波雷达测高新方法

针对米波雷达波束宽、易受阵地反射多径影响的问题,提出一种基于空域滤波的米波雷达低仰角测高新方法。首先该方法形成指向偏离搜索仰角的空域滤波器,并在搜索仰角及对应的多径反射角处形成两个零陷以对消目标直达回波和多径反射回波。然后,对阵列信号进行滤波,通过滤波后信号能量最小值的角度信息估计目标仰角和高度。与传统的高分辨算法相比,该方法对平坦及粗糙反射面均具有适应性,具有低运算复杂度和高测量精度。最后,计算机仿真和实测数据的处理结果验证了该算法可行有效。

多径条件下子阵级低角测高算法

针对多径条件下的测高问题,提出了一种子阵级处理新算法。采用均匀子阵划分形成三个子阵;在子阵级解析求出协方差矩阵的正交矢量,进而构造仰角谱,谱峰的位置即目标仰角;还可以估计出复反射系数。仿真分析给出了该方法的性能与SNR、目标仰角以及复反射系数的关系,某米波雷达实测数据检验了该方法的有效性,仰角测量误差达到阵列天线波束宽度的1/84。研究表明:该算法本身不依赖未知的复反射系数,并且信号处理维数低,运算量较低,可以应用在舰载雷达和米波三坐标雷达中。

三坐标地面情报雷达测高误差修正方法

在全面分析影响三坐标地面情报雷达测高精度的各种因素的基础上,通过对各种因素引起的测高误差进行量化分析,构建了一套比较系统的三坐标雷达测高精度表征体系,找准误差修正工作的重点和难点。经研究表明,测高误差主要是天线辐射波束仰角偏差引起,可通过对测高值的实时比对分析和对辐射波束仰角的实时调整,实现测高误差修正;为此设计一套系统全面的三坐标雷达测高精度阵地优化技术方案。

时差无源定位测高性能分析

现代战争反辐射导弹对有源定位系统的生存提出了严重挑战,无源定位系统发挥越来越重要的作用,定位精度是无源定位系统的重要指标,特别是高度测量精度。文中对时差无源定位系统中目标高度测量模型进行分析,结合斜距估计模型的模糊解问题,给出目标在不同高度对应的不模糊斜离解析解的取值准则,基于仿真模型验证准则的有效性,可大幅提升无源定位系统远距离定位精度;最后,文中无源定位系统高程“拐点”给出测高精度与目标高度和距离的关系,具有较高的工程价值。

情报雷达低仰角测高性能分析及仿真

现代防空作战中,情报系统提供的目标高度信息是标明该目标空间位置坐标的主要参数之一,对防空作战指挥系统进行威胁度判断、指挥决策以及火力引导都至关重要。本文综述了对空情报雷达多波束和差法测高基本原理,分析了多路径效应对低仰角波束方向性影响的成因,以及由此导致的对空情报雷达测高性能恶化情况;建立了某雷达低仰角测高模型,利用典型参数进行不同地形条件下的测高性能仿真研究;分析了低仰角保精度测高的阵地条件,为不同阵地环境下雷达测高性能的评估、修正和阵地选择方案优化提供参考。

一种基于时间-矢量模型的InSAR测高分析方法

针对编队飞行InSAR卫星系统状态参数所具有的"时变性"、"立体性"特征,提出了一种基于时间—矢量分析的InSAR测高模型,开发了计算仿真程序。对单个飞行周期内地面目标的绝对高程精度与系统状态参数之间的关系进行了详细分析。由于地面绝对高程信息重建基于矢量分析,提出了使用矩阵表示系统状态参数误差传播系数的分析方法,分析揭示出随着编队飞行卫星轨道构形的不断变化所导致的绝对高程精度的变化规律。分析结果为系统关键技术分解提供了理论依据。

考虑影响方式的雷达测高误差因素表征方法

分析了实际运用中三坐标雷达测高误差的产生机理,以仰角参数为切入点,从单向性误差和方向性误差两个方面,对测高误差影响因素进行了系统分析。构建了一种考虑误差对测高仰角影响方式的雷达测高误差表征体系,给出了误差的数学表征方法,指出下一步重点研究的方向。

弹道导弹激光引信测高算法研究

激光引信在弹道导弹上的作用是用于测量并控制弹头战斗部的爆炸高度。根据激光方向性好、能量集中、激光引信在弹头上的安装位置、特殊方式以及弹头自旋等特点,设计了一种适用于弹道导弹激光引信的测高算法,该算法简单实用,便于实现,为激光引信在弹道导弹上的成功应用提供了重要参考依据。

星形四面体型索穹顶构形和预应力分析方法

为解决传统索穹顶结构环向刚度不足以及脊索网格布置不均等问题,提出了一种星形四面体型索穹顶,该索穹顶脊索环向连续布置,增加了结构抵抗不均匀荷载的能力。脊索网格水平面投影为星形单体且投影面积相同,从而保证了上弦脊索网格的均匀性,提高结构整体稳定性。针对该索穹顶结构的找力分析问题,方便了解各索杆预应力分布规律,利用节点平衡法与位移法,给出了结构在理想状态下初始预应力计算公式,计算了结构在不同矢跨比下索杆初始预应力,并给出了该结构的合适矢跨比与撑杆高度,为该结构的进一步研究和力学性能分析提供了依据,同时对该结构进行了全跨均布竖向荷载作用下的静力性能分析。结果表明:随着矢跨比和撑杆高度的增加,各索杆内力值均逐渐减小,结构矢跨比宜为1/10~1/8.5,所对应的撑杆高度宜在Δtan 15°~Δtan 20°,在此情况下结构具有较强的承载能力与良好的力学性能。

基于RELAX预处理的米波雷达低角测高

米波雷达低角测高受到地面或海面多径反射的影响,测量精度很低。由于目标镜向反射波与直达波的多普勒频差很小,而其他非镜像多径反射波与直达波频差较大,因此可以利用RELAX算法逐一剔除多径反射波,而保留了对测高有利的镜像反射波。文中提出了基于RELAX算法消除多径反射波的匹配阵波束形成米波雷达测高新方法。对实测数据的测高结果表明,该方法的测量误差低于5%。

基于分数低阶矩的干涉阵列米波雷达稳健测高方法

限制米波(VHF)雷达低角测高性能的关键因素是波束宽及复杂多径反射信号。该文提出倒T形干涉式阵列以扩展阵列孔径和增加阵列自由度(DOF),并提出基于分数低阶矩(FLOM)的干涉阵列米波雷达低角稳健测高算法。该算法针对复杂多径信号中非高斯分布的散射分量,从理论上证明分数阶协变矩阵(CM)仍保留阵列流形结构特征,并结合2维空间平滑技术实现分数阶协变矩阵的解相干,再由双尺度酉ESPRIT算法实现稳健低角测高。最后从理论上提出干涉阵列的3区基线设计法。实验结果验证干涉阵列与测高算法的有效性与正确性,说明干涉阵列提高了低角目标分辨性能,也说明了分数低阶矩增强了低角测高算法的稳健性,并验证3区基线设计法的理论正确性。

距离高分辨测高技术

为了提高米波雷达低空探测性能,本文讨论步进频率体制下,单脉冲测角的米波雷达测高方法。首先利用步进频率信号的距离高分辨特性,得到回波的一维距离像,再对其进行前沿跟踪和单脉冲测角,进而得到目标的真实高度。仿真结果表明此种方法适用于对超低空目标的探测。