基于稀疏空间采样的雷达阵列天线主波束指向估计

天线主波束指向代表了雷达的能量集中方向,其在电子对抗领域是一个十分重要的信息。当已知雷达天线的主波束指向时,可以避开目标雷达的探测或对其实施精准的电子干扰。基于雷达周围部署的少量观测点,构建噪声环境下的稀疏空间采样数学模型,并提出四种雷达阵列天线主波束指向的估计算法。蒙特卡洛仿真测试结果展示了所提算法在不同条件下的估计准确性。

基于太赫兹ISAR图像序列的空间目标抛物面天线载荷指向估计

为了监视空间目标的工作状态,开展了基于多视角太赫兹逆合成孔径雷达(ISAR)图像序列的抛物面天线载荷指向估计研究。提出了一种空基太赫兹雷达成像体制,可以实现高轨卫星目标和小卫星目标的监视。由于圆形的抛物面天线边缘沿着任意观测平面的投影均为椭圆,提出了一种改进的随机霍夫变换方法,可以实现太赫兹ISAR图像中椭圆成分的自动检测和参数提取。为了确保指向估计算法的效率、精度和鲁棒性,提出了一种两层估计算法。首先估计抛物面天线边缘的三维圆心坐标和半径,将估计得到的参数作为先验信息,通过求解一个最小化椭圆短轴长度和椭圆倾角联合误差的最优化问题实现对天线载荷指向的估计。卫星模型的电磁散射数据证明了所提出的抛物面天线载荷指向估计方法的有效性。

基于雷达图像特征的空间目标载荷指向估计方法

载荷指向信息是空间目标在轨工作状态感知的重要依据,文中提出了一种基于逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)图像中的轴向特征匹配与重建的空间目标载荷指向估计方法,可以反演出空间目标天线载荷的具体指向及观测区域.该方法首先利用Randon变换和极值点检测等从ISAR图像中提取出天线载荷的两个轴线方向,然后再将该轴向特征与仿真特征模板库进行匹配,实现天线载荷轴向姿态角的粗略估计,同时利用三维矢量到二维平面的几何转换关系,建立载荷轴向在轨道坐标系与ISAR成像坐标系之间的姿态解算公式,根据姿态角粗略估计结果及三维重建矩阵实现载荷轴向及指向姿态的优化求解.基于动态仿真数据验证了该方法的有效性.

改进的宽带指向最小方差空间谱估计算法

宽带测向一直是阵列信号处理领域研究的难点。把指向最小方差宽带测向算法(STMV)应用到均匀线阵上,通过对阵列频域采样数据的空间协方差矩阵的估计和加权平均处理,给出了空间谱估计子的改进形式。与通常的信号子空间宽带测向算法相比,提出的算法不需要对波达方向进行预估计,因此避免了预估计误差对最终估计结果的影响。理论分析和仿真实验证明了测向算法的有效性。