基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制技术

为解决由视线倾角、视线偏角过大造成的飞行器对接存在误差的问题,实现飞行器交会轨迹的精准对接,提出基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制技术;建立空间参考坐标系,根据轨道根数计算结果,推导动力学状态方程,实现对飞行器交会对接过程中的动力学作用分析;按照雷达测距原理,计算飞行器的理论飞行时长及雷达装置作用距离,再联合相关参数指标,确定精度极限的取值范围,实现基于雷达测距的对接误差控制;在三坐标测量机结构模型中,定义飞行位姿拟合条件,再根据位姿误差求解结果,实现对误差参数的补偿修正处理,完成基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制方法的设计;对比实验结果表明,应用所提方法可以同时将视线倾角、视线偏角的取值控制在0~45.0°的范围之内,能够较好地解决飞行器错误对接的问题,符合精准对接飞行器交会轨迹的实际应用需求。

一种基于最大似然估计的宽带单脉冲测角改进方法

电大尺寸目标的宽带散射回波可看成多个强散射中心的共同作用结果,回波表现为高分辨距离像(high-resolution range profiles,HRRP)的特点。如何利用多个散射中心的回波能量,以提升单脉冲测角的性能是值得深入研究的问题。本文给出的宽带雷达单脉冲测角的最大似然估计(maximum likelihood estimate,MLE)算法,该方法能够积累扩散到多个距离单元的回波能量,从HRRP中获得信噪比(signal to noise ratio,SNR)增益。提出了一种基于回波本身来确定目标距离支集的方法,并在距离支集上实施MLE算法。仿真研究表明:本文所提方法相比于加权平均法和最强点法,能够有效利用距离方向多个散射点的回波能量。MLE算法的均方根误差(root mean square error,RMSE)性能逼近克拉美罗下界(Carmer Rao low bound,CRLB)。

机载压制干扰等效模拟计算方法

针对机载压制干扰模拟精确设计问题,基于雷达压制干扰方程,给出了雷达压制干扰距离常数计算方法,推导了模拟装备与干扰机的干扰等效方程和有效干扰距离换算公式。将干扰等效方程应用于距离伸缩、功率调节、方位偏移、多源复合等基本模拟方法,推导了距离伸缩率、功率调节率、方位偏移量等设计指标计算公式。以干扰机掩护战斗机目标的典型场景为例,给出了干扰模拟设计仿真计算结果,分析了干扰模拟计算的结论,可用于雷达干扰环境构设的计算机辅助规划设计,提高雷达干扰环境构设质量。

基于最大图像清晰度的泛探雷达目标距离-多普勒走动校正

泛探雷达长时间的相干积累会增加目标二维走动,导致目标在距离多普勒域散焦,回波信噪比降低。有效的目标二维走动校正才能更好地体现泛探雷达的凝视特性,提升雷达目标检测性能。文中利用Keystone变换进行距离维走动校正,并建立多普勒维走动和图像清晰度的数学关系式,基于最大图像清晰度准则进行多普勒维的走动校正。该方法解决了凝视探测下的二维走动,提高目标在多普勒维的高分辨,同时提升了微弱目标检测能力。

雷达最大探测范围三维可视化研究与实现

电磁信息可视化是虚拟战场环境中不可或缺的重要组成部分,而其中雷达信息的可视化尤其是雷达探测范围的可视化更为重要。对雷达探测范围可视化进行了探讨,给出了实现雷达最大探测范围三维可视化的方法。该方法综合考虑真实环境因素的影响,采用了抛物方程方法,最后给出了雷达最大探测范围三维模型的建立和表现方法。实验结果表明该方法不仅效率高,而且能真实直观地展现雷达最大探测范围。

蒸发波导A模型在我国海区的适应性研究

蒸发波导是海洋大气中一种常见的自然现象,受其影响,电磁波的传播轨迹会显著改变。利用近几年采集的我国海区的实测修正折射率剖面和气象水文数据,得出了A模型在我国海区的适用性结论。所得结果对波导模型的修正和蒸发波导条件下雷达最大探测距离的预测具有一定的指导意义。

地杂波背景中的雷达距离方程的研究

对不同分布类型地杂波对雷达检测性能的影响进行了分析,推导了杂波环境中脉冲体制雷达及连续波体制雷达的作用距离方程,讨论了目标雷达截面积与发现距离及发现概率的相互关系,并给出了Matlab仿真实例。

基于盖革模式APD的光子计数激光雷达探测距离研究

最大探测距离是表征光子雷达性能的重要参数,本文利用盖革模式雪崩光电二极管阵列对直接探测脉冲光子雷达的最大探测距离进行了研究。从激光雷达方程出发,根据盖革模式雪崩光电二极管阵列探测像元中回波激发初始电子数的泊松统计模型和系统最小可接受探测概率条件,建立了光子雷达的最大探测距离理论模型。利用光子雷达系统设计参数,研究了对最大探测距离产生影响的五个主要因素。研究结果表明发射激光脉冲能量越高,噪声越小,回波位置在距离门中越靠前,大气传输系数越大,目标反射率越高,获得的最大探测距离越大;使用脉宽为5 ns,脉冲能量为50μJ的激光脉冲,最小可接受探测概率为0.9时,可获得大于1 km的最大探测距离;同时,选择合适的系统最小可接受探测概率对系统探测性能的改善十分重要。

降雨对雷达探测性能的影响

文中拟合得到了由降雨的雷达体反射率反演雨衰减率的公式，适用频率1～100GHz，并且给出了降雨存在时的雷达方程、最大作用距离以及雷达接收信号信噪比与信杂比的变化。文中的结果对降雨存在时雷达的目标检测具有指导意义。

SAR影像几何校正

SAR影像的几何校正是阻碍其应用的瓶颈问题 ,目前所用的方法都有其局限性。介绍描述SAR构像几何的坐标系统及距离 多普勒方程 ,同时 ,介绍卫星轨道及描述卫星轨道的参数。为提高几何校正的精度 ,提出一种由几个离散点的值内插整个弧段上卫星状态向量的轨道模拟算法。在此基础上 ,给出利用DEM进行SAR影像几何校正的方法。该方法以时间参数为自变量 ,迭代解算距离 多普勒方程 ,计算DEM中点每一点对应的影像坐标 ,最后进行了实验与讨论。

工作方式对相控阵雷达作用距离的影响

相控阵雷达作用距离决定于雷达技术参数与雷达工作方式的控制参数。本文给出了不同相控阵工作模式下的探测与跟踪距离的计算公式 ,详细讨论了工作模式控制参数对相控阵雷达作用距离的影响。

碳纤维水泥基材料吸波性能与隐身效能分析

采用远场雷达散射截面法测试的功率反射率为表征吸波性能的指标,研究了素砂浆的吸波性能以及碳纤维长度、碳纤维掺量、搅拌方法、复掺铁氧体、温度和湿度等因素对碳纤维砂浆吸波性能的影响,根据所推导的隐身效能评价公式计算了碳纤维砂浆的隐身能力。研究表明:掺入碳纤维只能提高砂浆的高频吸波性能;合适的纤维长度和体积掺量是提高砂浆吸波性能的决定性因素;机器搅拌方法制备的碳纤维砂浆的吸波性能好于人工搅拌方法制备的碳纤维砂浆;温度、湿度升高,或者复掺铁氧体、碳纤维砂浆的吸波性能均下降;最佳配比的碳纤维砂浆在14～18GHz的频段内,其雷达最大探测距离可降低到素砂浆的80%～90%。

基于作用距离衰减的雷达间电磁兼容模型

为了更好地判定雷达间的电磁兼容性,分析了远距离支援干扰的效能评估模型,并在此基础之上提出了雷达最大作用距离衰减系数的概念,建立了最大作用距离衰减系数与天线增益等六大参数的定量关系。最后,针对两部雷达间的干扰情况做了算例分析,仿真实验结果表明:降低天线副瓣增益、增加雷达间距离以及提高受扰雷达压制系数均可以获得较好的雷达间电磁兼容性。这种将最大作用距离衰减系数用于雷达间电磁兼容判决的模型,能够真实、定量地反映出雷达间的干扰情况。

基于雷达方程的AN/TPY-2雷达作用距离与干扰研究

对AN/TPY-2雷达作用距离研究的目的是分析雷达的工作性能以及建立仿真平台以研究干扰其的方法。首先,利用雷达方程推导了不同雷达截面积(radar cross section,RCS)、信噪比、脉冲累积个数下的雷达最大作用距离。信噪比为5时,前置模式(RCS=10m^2)和末端模式(RCS=0.1m^2)时,作用距离分别约为3 735km和834km。其次,针对威胁较强的前置模式,提出使用电子干扰的对抗措施以降低雷达的检测性能。最后,基于SystemVue软件建模了雷达电子干扰系统,对不同信干比条件下的雷达检测概率进行了验证。仿真显示电子干扰能够明显降低该雷达的探测性能。

钢纤维水泥基材料吸波性能实验与隐身效能分析

采用远场雷达散射截面法测试的功率反射率为表征吸波性能的指标，研究了素砂浆的吸波性能以及钢纤维长度、钢纤维掺量、复掺铁氧体、表面处理、温度和湿度等因素对钢纤维砂浆吸波性能的影响；同时根据所推导的隐身效能评价公式计算了钢纤维砂浆的隐身能力。研究表明：掺入钢纤维可以提高砂浆的低、高频吸波性能；合适的纤维长度和体积掺量是提高砂浆吸波性能的决定性因素；温、湿度升高，钢纤维砂浆的吸波性能下降；复掺的铁氧体分布在试件表层时，钢纤维砂浆的吸波性能下降，而分布在整个试件内时，可提高低频段的吸波性能；表面开浅槽可以在较宽的频段内提高吸波性能，表面开深槽可使低频吸波效果明显提高；吸波效果较好的钢纤维砂浆在2．6～4GHz的频段内，其雷达最大探测距离可降低到素砂浆的84％～89%。

舰载微波超视距雷达天线架设高度研究

针对X波段舰载微波超视距雷达,研究了蒸发波导条件下雷达天线架设高度对其探测距离的影响。利用抛物方程模型建立了评估模型,通过仿真分析了天线架高对电磁波传播损耗及雷达作用距离的影响,研究结果表明,不同的层结条件下,虽然天线架高对电磁波传播损耗的影响不相同,但对雷达探测距离的影响却具有一般规律,即波导高度较低时,雷达作用距离随天线架高的增加而增大;当波导高度较高时,雷达探测距离随天线架高的增加先增大后减小。最后针对X波段海上雷达系统天线的架设高度给出了建议。

雷达与雷达网的目标检测威力模型

针对飞行器面临雷达网的威胁描述问题,研究了雷达目标检测威力模型。基于雷达方程、雷达系统参数和检测概率建立了雷达目标检测模型。该模型不仅可以用于描述单部雷达的目标检测威力,还可以推广到雷达网中,用于规划飞行器突破雷达网的航迹、突防成功概率和飞行器突防雷达网临界雷达散射截面积计算。

微型空射诱饵压制性干扰的仿真与分析

针对微型空射诱饵采用噪声压制性干扰方式,建立了基于功率准则的分布式干扰模型,并对比分析了地面单站雷达在单枚和多枚微型空射诱饵两种作战条件下,以双方之间的距离和诱饵偏离雷达主瓣角度为变化量的单站雷达最大探测距离的变化情况,为预警雷达在防区内提高战术生存能力提供决策依据。

基于探测性能的舰载雷达电磁兼容分析

针对舰船编队时同种雷达较多,相互之间存在电磁兼容影响的问题,利用描述雷达探测性能的最大作用距离的衰减来描述雷达系统中同频段间的电磁兼容程度。首先,分别建立相同工作频段、不同频率雷达间的电磁兼容模型;得到整雷达系统的电磁兼容模型。然后,通过仿真定量分析了模型的雷达间距、压制系数、灵敏度等重要参数对电磁兼容的影响,对发挥协同作战雷达的最大效益提供了数字化分析依据。

微波超视距雷达对海面舰船目标距离的探测

研究了蒸发波导环境中雷达对海面舰船目标的最远探测距离预报模型.现有雷达超视距探测距离预报模型的预报结果往往偏离实际雷达观测值,分析了现有预报模型的不足,提出利用高度上多个散射中心来描述海面舰船目标,通过引入目标雷达散射截面积高度分布模型来对现有模型进行修正,并与实际观测数据进行了比较,证明修正后的预报模型的预报结果与观测值更接近,预报准确度更高.