基于波前编码的弹载相控阵探测器凝视高分辨成像

为实现前视高分辨成像,新型精确制导弹药需对其搭载的相控探测器成像算法进行研究。提出一种基于波前编码的凝视高分辨成像算法,结合自适应单脉冲响应曲线(MRC)实现前视高分辨探测。利用波前编码形成探测波束非平面波前,以增加瞬时回波信号中所携带目标区域强散射点的有效信息;同时自适应MRC技术为载弹提供方位向的高分辨测角能力,直接利用回波信号动态优化MRC使测角剖面聚焦,并对影响成像精度的因素进行了分析。仿真实验和外场试验结果表明:非平面波前成像误差最大值为2.4 m左右,实际回波信号进行成像处理时方位向与距离向的误差均小于2.5 m,满足载弹实际需求。

弹载相控阵天线“最小二乘法——伪Hadamard矩阵”联合校准

为了更加精确地校准弹道导弹导引头的相控阵天线,弥补目前旋转矢量法校准弹载相控阵天线的缺陷,提出了“最小二乘法——伪Hadamard矩阵”联合校准方法。该方法利用最小二乘法拟合算法解决移相器只能提供离散相位变化,不能准确获得使天线合成功率最大时的移相器相位变化值的问题。通过构造伪Hadamard矩阵对天线分组,每一组移相器同时旋转多个阵元相位,使被测信号变化明显。远场校准实验表明,该方法能够对弹载相控阵天线起到非常好的校准效果。

基于有源单元方向图等效法的弹载相控阵天线互耦补偿

弹载相控阵天线单元间互耦会使方向图失真,导引头制导性能下降,提出将有源单元方向图等效法应用到导引头上的相控阵天线方向图计算中。仅第n个天线单元以单位幅度源馈电、其余所有单元接匹配负载,获得消除互耦的有源单元辐射场,利用小型阵列的单元辐射场来等效大型阵列中相似环境下的单元辐射场,进而利用叠加定理计算大型阵列的总辐射场,建立弹载相控阵天线方向图计算模型。仿真和远场暗室实验结果表明源单元方向图等效法可以有效消除互耦对方向图的影响,说明可以应用于工程实践中。

弹载相控阵雷达高精度近场测试平台优化设计

在相控阵雷达近场测试中,高精度的测试平台是其重要的组成部分,为了满足当前相控阵雷达高精度的测量需求,根据近场测试的特点和要求,设计开发了由旋转电机、滚珠丝杠、直线光栅尺等关键器件组成的高精度水平扫描架,连同激光传感器、运输机构和控制机一起组成了这个精度高、性能稳定的测试平台,通过测试得出X轴和Y轴重复定位精度优于0.01 mm,优于国内同等规模近场测试平台,可以满足工程应用中的高精度测量要求。

弹载相控阵雷达近场校准系统设计研究

传统的相控阵雷达校准方法存在着测试系统昂贵复杂,测试工作量大,步骤环节多,积累误差大等问题。为实现系统快速校准,提出了一种改进的近场校准系统,创新性地采用了被测整机自闭合的测试方法,即由雷达产生自测信号与完成数据采集,完成从天线、TR组件到中频接收机的整机全链路测试,并且提出了一种基于反相对消原理的校准数据获取方法。校准系统本身由高精度平面扫描机构,稳相馈电网络,微波暗箱,测试控制系统等部分组成,结合新的测试与校准方法,降低了硬件结构的复杂度,简化了测试环境,利于工程上的大量应用。相比传统的测试与校准,新型的方法在工程应用中提高了测试效率和校准精度。

弹载宽带相控阵雷达前视真实孔径成像方法研究

针对弹载步进频率宽带相控阵雷达的前视真实孔径成像以及地、海杂波背景中的目标探测应用,提出了基于方位向非均速扫描和最小二乘参数估计的距离-方位二维成像方法以及成像过程中的运动补偿方法。该方法运算量少且适合于扫描过程中的流水线并行处理,在高重频情况下的高速弹载应用中可以实现远小于波束宽度的方位分辨力。理论分析和仿真实验证实了方法的有效性。

空空导弹雷达通信一体化波形设计及通信链路分析

相控阵制导是新型空空导弹的研究热点之一,提出了一种适合于该体制下的雷达通信一体化波形,利用特征值分解算法减少通信波形与雷达波形的互相关性,并详细分析了现有技术水平下的通信收发链路性能,证实在多通道ADBF算法的支持下,30 km作用距离时典型通信速率可达2 Mb/s以上,且仍有约10 dB的比特信噪比余量。利用计算机仿真完成了一体化波形的调制解调和误比特率性能测试,验证其性能与FSK调制基本相当,整个设计具有很好的通用性,亦可用于其他战术导弹的雷达通信复合化设计。