基于77 GHz毫米波角雷达的天线罩优化设计方法

77 GHz毫米波雷达因其体积小和分辨率高等特点在无人驾驶车辆领域具有广阔的应用前景。天线罩作为毫米波雷达系统的重要组成部分,能有效防御恶劣环境对雷达系统工作性能的影响,但天线罩在保护雷达系统的同时会在雷达电磁波传播路径上引入介质,从而造成天线辐射性能的衰减。为了改善天线罩对雷达天线辐射性能的影响,本文提出了一种基于77 GHz毫米波角雷达天线罩的优化设计方法。该优化方法以遗传算法(GA)作为优化算法,运用MATLAB将GA与高频仿真软件HFSS结合,通过优化拱形天线罩横截面圆弧的圆心角和天线罩与天线的垂直间距,使雷达天线在其工作频段内具有高增益和低旁瓣的同时,增大天线3 dB方位面波束宽度,提高毫米波角雷达视场角的宽度。仿真结果表明,优化天线罩后阵列天线的3 dB方位面波束宽度增大了37°,工作带宽增大了1.04 GHz,俯仰面最大旁瓣降低了1.02 dB。分析结果表明,基于优化方法设计的天线罩能够有效增大毫米波角雷达阵列天线的视场角,拓宽该雷达天线阵列的工作频带,并降低其俯仰面最大旁瓣。77 GHz毫米波角雷达天线罩数值算例验证了该优化方法的有效性。

新能源乘用车辅助驾驶角雷达设计方案研究

随着新能源乘用车在全球范围内的快速发展,角雷达作为高阶辅助驾驶的关键零部件越来越受到重视,其应用也越来越广泛。文章介绍车用角雷达的工作原理和功用,列举角雷达整车应用的主要技术要求,提出可行的角雷达设计方案仿真分析和实车功能验证方法,对于广大用户、专家学者、教师、学生、设计师等了解新能源乘用车角雷达以及更好地应用角雷达具有重要的参考意义。

基于前视摄像头和角雷达的盲区报警制动系统研究

为了探索以更智能、更方便为目的的盲区监测提醒制动系统,结合前视摄像头和超声波配合仪表显示系统进行盲区行人和车辆报警及提醒。探索一种基于前视摄像头,在超声波和环视的基础上增加角雷达盲区报警制动系统的研究,且该方案可作为后续车型功能开发设计参考方案。该方案硬件可以共用,只需改动软件部分即可实现。结果显示,基于前视摄像头和角雷达的盲区报警制动系统可以及时报警或制动,提醒驾驶员注意盲区目标,进而避免交通事故发生。

77 GHz汽车角雷达宽波束平坦增益阵列天线设计

设计了一款基于波束赋形技术的宽波束、平坦增益平面阵列天线,用于汽车角雷达系统.该阵列天线由三个1×10串馈线阵组成,串馈线阵采用单元不等间距分布的Dolph-Chebyshev天线综合法进行设计以降低副瓣.为了满足汽车角雷达宽视场角(field of view,FOV)的需求,对平面阵列天线采用波束赋形技术以展宽方位面的波束宽度并提高增益的平坦度.仿真与实测结果吻合较好,实测结果表明1×10线阵副瓣电平为−19.7 dB;3×10平面阵列天线的方位面3 dB波束宽度为106.4°,方位面增益平坦度可达−45°~45°,其最大增益为11.3 dBi.

低角雷达跟踪时的多路径散射模型

要提高低角雷达跟踪目标的精度 ,就需要考虑由于地、海表面反射而产生的多径效应的影响。需要弄清产生多径效应的环境和条件 ,建立多径效应的数学模型 ,以便采取合理的方法进行抑制。本文给出了镜反射和漫散射引起的多径效应的代表性模型 ,以及考虑表面粗糙度、遮蔽效应等影响的修正粗糙面漫散射模型。

基于WebGIS的雷达遮蔽角分析系统开发及应用

针对雷达遮蔽角计算效率不高、雷达探测信息可视化不及时等问题,本文提出一种快速计算雷达遮蔽角的方法,考虑地球曲率对遮蔽角计算的影响,绘出雷达不同高度层的可视域。并以全球影像数据和全球数字高程模型等地理空间数据为基础,开发基于WebGL协议和B/S架构的遮蔽角分析系统,实现雷达可视域及遮蔽角信息的实时可视化,在虚拟的三维环境中直观、动态、实时地展示雷达可探测区域,为雷达阵地部署提供决策依据。

基于密度峰值聚类的宽角域散射中心聚类

宽角域合成孔径雷达(wide-angle synthetic aperture radar,WA-SAR)有着更广泛的角度覆盖范围,基于此得到的宽角域散射中心(wide-angle scattering centers,WA-SCs)包含了目标物体更加丰富的电磁散射特征,这对雷达的目标建模、目标识别等有着重要的意义。为了克服WA-SCs数据维度高、所含信息复杂的特点,并从中提取出所需的目标物体特征,采取密度峰值聚类(density peak clustering,DPC)算法研究WA-SCs。基于SLICY模型数据,从聚类内部评价指标、聚类可视化和算法自动化程度3个方面,将本文算法与经典的K-means、DBSCAN和MeanShift算法进行了对比实验。结果表明,DPC算法具有自动化程度高、高维数据适应性强、聚类精度高等优点,有望为后续的一系列基于WA-SCs的目标建模、目标识别等工作提供技术支撑。

散射中心属性对单脉冲雷达测角的影响研究

角闪烁是末制导阶段角跟踪误差的主要来源,如果对角闪烁处理不当会增大雷达跟踪目标的误差,甚至丢失目标。通过脉冲压缩获得高分辨距离像是抑制角闪烁的一种有效方法,但仍不能完全消除测角误差。研究发现高分辨成像对角闪烁的抑制效果与散射中心类型以及其方位特性相关。该文从理论上分析了局部型、分布型、滑动型等不同的散射中心类型对角跟踪产生的影响,然后通过全波法电磁计算结果验证理论分析结论。该文研究结论对于抑制角闪烁、改善和提高雷达跟踪目标的性能具有参考价值。

两点源干扰情况下数据积累点数对雷达测角精度的影响

两点源干扰是干扰被动雷达导引头 (PRS)的有效手段。但在实际应用中 ,两点源的功率不可能完全相等 ,这就为PRS对抗两点源的干扰提供了契机。通过理论分析和仿真实验证明 ,当两点源偏离导引头的电轴方向不大的情况下 ,只要保证足够的积累点数 ,导引头进行数据积累取均值 ,其结果并不指向两源的“重心”或“质心”而是指向两源中功率较大者 。

基于复数信息传递的结构稀疏宽角合成孔径雷达成像算法

传统相关处理算法不能完全解决宽角合成孔径雷达(WASAR)成像中目标的散射特性随观测角度变化的问题。稀疏信号处理为该问题提供一种新思路,各向异性问题可以建模成欠定方程组。随角度增大,未知量的规模以观测孔径数目的线性规模增长,导致成功重建难度增大,甚至是重建失败。该文提出一种基于信息传递原理的宽角合成孔径雷达成像方法。根据宽角合成孔径雷达的观测几何及目标散射特性在不同角度之间存在的相关性,建立基于结构稀疏的成像模型;然后利用信息传递原理,提出基于结构稀疏复数信息传递(GCAMP)的成像算法求解该成像模型。仿真结果验证了该方法的有效性。

雷达遮蔽角计算及影响分析

雷达遮蔽角的计算是雷达站建设和运行的前提和基础。为了保障其计算精度,结合等效地球半径法对雷达遮蔽角公式进行了推导,并根据实际数据对经验公式与推导公式作了研究和对比,分析了其对飞行器进离场和雷达视距的影响,证明了雷达遮蔽角计算的重要性。

基于角毫米波雷达的目标筛选

随着ADAS系统在汽车领域的普及,基于角毫米波雷达的ADAS系统由于其成本低、环境适应能力强被广泛应用。其中,使用角毫米波雷达的盲区监测系统能够有效辅助驾驶员对车辆周围环境的感知。根据24GHz角毫米波雷达的特性,使用2个角毫米波雷达对驾驶员盲区进行辅助监控,建立基于角毫米波雷达的盲区监测系统。而毫米波雷达输出目标存在一定的误检,文章使用角毫米波雷达连续5帧数据,建立反馈目标值运动模型,对目标位置数据进行更新,使用K-means算法对检测目标数据进行聚类,使用聚类结果判断检测目标是否真实存在,以消除毫米波雷达的误检,从而实现角毫米波雷达的目标筛选。

雷达角反射器的设计及应用

雷达角反射器广泛应用于军事、测量、工程等领域。本文介绍了雷达角反射器的原理，分析了雷达角反射器的设计制作要求。通过机载InSAR辐射定标试验验证，雷达角反射器设计制作及其布设合理有效，利用角反射器获得的点目标能够有效进行SAR图像质量评估及定标常数计算。

雷达俯视角对轴对称喷管测试RCS影响研究

为了研究雷达位置以及雷达波段对于轴对称排气系统电磁散射特性的影响,采用步进频率测试系统在暗室中测试了轴对称排气系统的后向雷达散射截面积(RCS);分析了俯视角对轴对称排气系统后向电磁散射特性的影响。试验结果表明:随着俯视角的增大,轴对称喷管的后向RCS会随之减小,在15°俯视角下排气系统的RCS是0°角下的30%;在不同频段下轴对称喷管的电磁散射特性基本相似。

谱估计法在反舰导弹雷达角噪声仿真中的应用

综合考虑海面目标反射中心引起的雷达角闪烁噪声和目标振幅起伏两项因素,采用频谱分析法,建立了作用于反舰导弹雷达导引头的雷达角噪声仿真模型,并用谱估计法进行了校验.从仿真结果可以看出,所建仿真模型是可信和可用的.

宽角合成孔径雷达二维缺失数据自适应幅相估计成像方法

宽角合成孔径雷达(WASAR)由于数据获取时间长,强电磁体、无线频段及方位扰动等因素会造成接收数据出现缺失,采用常规FFT处理方法会造成图像混叠,模糊及高旁瓣等问题。该文首先将自适应幅相估计(ATAPES)方法扩展至2维,其次,将tuning因子引入缺失数据外推过程,提出一种2维缺失数据自适应幅相估计(ATMAPES)方法,算法将最优外推估计结果填补回原始数据得到完整2维频域数据,通过循环迭代得到目标位置及幅度的准确估计结果。仿真实验验证了算法的有效性。

两点源干扰对雷达测角的影响

两点源干扰是干扰雷达的一种有效方法。这种两点源干扰可以由人为干扰引起,例如箔条干扰以及为掩护其他目标所施放的积极干扰。这种干扰也可以由自然干扰引起,例如多路径干扰。本文分析了两点源干扰对单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和线扫雷达测角系统的影响。分析中考虑了干扰信号的幅度和相位的随机性。文中给出了在雷达天线方向图作线性近似条件下两点源干扰引起的角度偏差的解析公式。当两点源对雷达张角大于一定值时,线性近似不再适用,文中给出了在这种情况下用计算机计算得出的角偏差相对于信号强度和相对相位的关系。

一种基于u-v空间的相控阵雷达测角方法

现代雷达通常采用接收同时多波束实现大的空域覆盖,减小扫描周期、节省时间资源。此时可采用相邻波束比幅测角的方法进行测角,但相邻波束目标回波幅度比值与角度之间的非线性关系导致需要事先针对不同波位和频点建立多个误差关系曲线表,不仅建表繁琐,同时会带来存储负担。针对该现象本文提出了一种基于u-v空间的相邻波束比幅测角方法,该方法只需要事先建立方位俯仰各一条误差曲线,适用于不同波位和不同频点的角度测量,通过仿真实验验证,该方法有效简化了测角流程、降低了测角运算复杂度。

单脉冲雷达相检器后零值偏移对角误差的影响

从理论上分析了单脉冲雷达测角回路在开环时 ,角误差出现鼓包的机理 ,并指出这是一种不可避免的现象 ,只有减少零值偏移 ,才能使鼓包的幅度下降 ,如果零值偏移减少到热噪声电平之下 ,则可以不考虑其对雷达性能的影响。

雷达框架角约束下高空巡航导弹末制导策略

由于独特的气动外形特点和结构布局,高空巡航导弹的雷达框架角处在一定范围内时天线罩将会出现反射波屏蔽问题,造成制导盲区。为此,本文提出了一种闭环目标估计-开环预测-闭环再修正的综合制导策略。根据制导距离与盲区时间长短的关系确定最佳制导距离。在进入框架角盲区之前,采用非线性最小二乘法对目标运动状态进行估计,获得目标运动的速度和初始位置信息;进入盲区后,通过估计结果对目标位置进行预测,利用目标预测位置解算出弹目信息带入制导律进行开环制导;飞离盲区后继续采用真实弹目信息进行闭环制导。数学仿真结果显示了所提策略的有效性和优越性。