ANALYSIS OF TARGET TRACKING BASED ON RANGE DIFFERENCE MEASUREMENT OF MULTISTATIC RADAR SYSTEM

An analysis is presented for target tracking with short range multistatic radar system in this paper. The velocity vector is introduced into the model to depict target motion more precisely. The system measurement equation is such constructed on the basis of range difference that make the tracking model independent of the transmitter position. Therefore the algorithm is very much suitable for the case that the transmitter is not fixed. Simulation results show that the algorithm has the advantages of fast tracking and small steady tracking errors, and can be used for tracking target in short range with multistatic radar system.

基于流向算法的协同雷达-NOMA通信系统布站优化

研究了协同雷达通信系统的布站优化问题,通信系统搭载在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)上,采用非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术服务多个地面用户,雷达系统为多基地雷达,其多个接收机和发射机分置,雷达系统和通信系统存在部分频谱重叠共享。建立了UAV通信系统发射机和雷达接收机的联合布站优化模型,目标是在通信传输速率约束下,实现通信系统平均传输能耗最小化、通信发射机-雷达接收机信道的信噪比最大化以及雷达定位几何精度因子(Geometric Dilution of Precision,GDOP)最小化。引入流向算法(Flow Direction Algorithm,FDA)进行最优化求解,仿真结果表明,相对于通信系统未采用NOMA技术时,所提出的布站优化方案平均传输能耗更低,且FDA较其他常用智能优化算法的精度和寻优效率更高。

一种针对多目标跟踪的多基雷达系统聚类与功率联合分配算法

为了使多基雷达系统(MSRS)能动态地协调各部雷达的发射参数及其所获得的量测的使用,进而在系统资源有限的约束下达到更好的性能,该文提出一种针对多目标跟踪的MSRS聚类与功率联合分配算法。首先,该文推导了目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗下界(BCRLB)。然后,以最小化多目标总体跟踪误差的BCRLB为目标,建立了包含聚类方式和发射功率两个优化变量的代价函数,并用循环最小化算法和投影梯度算法对这个双变量优化问题进行了求解。最后,通过仿真实验验证了提出算法的有效性。

基于非线性机会约束规划的多基雷达系统稳健功率分配算法

现有多基雷达系统(MSRS)功率分配算法都假设目标的雷达散射截面(RCS)信息先验已知。针对上述问题,该文将目标的RCS建模为分布未知的随机变量,提出一种基于非线性机会约束规划(NCCP)的MSRS稳健功率分配算法,用于处理RCS参数的不确定性。该文首先推导了目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗界(BCRLB)。然后以最小化MSRS各个时刻发射功率为目标,在满足BCRLB不大于给定误差的概率超过某一置信水平的条件下建立了NCCP模型,并用条件风险价值(CVaR)松弛结合抽样平均近似(SAA)算法对此问题进行了求解。最后,仿真实验验证了算法的有效性和稳健性。

一种针对目标三维跟踪的多基地雷达系统功率分配算法

针对实际应用中有效利用多基地雷达系统有限资源的需求,该文提出一种基于目标3维跟踪的功率分配方法。该方法首先推导了目标3维跟踪时均方根误差的贝叶斯克拉美罗下界,并将其作为代价函数进行功率分配。而后,该文用梯度投影算法对由此产生的非线性、凸优化问题进行了求解。仿真结果表明,相对于功率均匀分配的情况,该文提出的功率分配方法能明显提高目标的跟踪精度。

TR-R^2多站雷达系统的近程应用分析与仿真

本文将宽带FMCW发射波形引入近程TR．R2多站雷达系统，利用FMCW雷达信号的高分辨率特点，分析了近程TR-R2系统的目标定位，提出了利用回波信号频谱估计细柱状目标长度的方法，并导出了计算目标长度的解析公式速度矢量在目标探测与分析中，尤其是在近程目标的识别中具有重要的意义．

双/多基地天气雷达探测小椭球粒子群的雷达气象方程

首先导出小椭球散射的方向函数及侧向散射截面的表达式。然后,考虑发射水平偏振波与垂直偏振波这两种情况下,当小椭球粒子群旋转轴作一致铅直取向和在空间作均匀随机取向时,分别建立适用于双/多基地雷达接收子站的雷达气象方程。主要结果为:(1)当入射波以不同的仰角及方位角射到旋转轴任意取向的椭球上时,会在椭球的3个轴上产生不同的极化电偶极矩分量,使小椭球散射方向函数不仅与散射方向有关,还与天线和粒子两个直角坐标之间的配置情况有关。(2)无论入射波偏振方式是水平还是垂直,小椭球粒子的总侧向散射截面恒是散射波在该方向上造成的侧向散射截面之和。(3)双基地雷达气象方程与单基地雷达气象方程比较,其差别在于侧向散射截面与后向散射截面的不同,另外,有效照射体积不同,子站与单基地站天线方向性函数不同,使双基地雷达气象方程中多出与双基地角有关的一个因子。(4)主站天线辐射在半功率点内不论均匀与否,双基地雷达气象方程中的侧向散射截面均代表总的侧向散射截面且依赖入射波偏振方式。(5)给出了小椭球群旋转轴一致铅直取向情况下的双基地雷达气象方程,这些方程与入射波偏振方式、主站发射天线辐射在半功率点内均匀与否有关。入射波为垂直偏振时一致铅直取向的椭球群的侧向散射截面可能由包含铅直分量在内的3个正交分量组成。这具体依赖于主站天线仰角。但入射波为水平偏振时到达子站天线处的回波功率与主站天线仰角无关。(6)给出了小椭球群旋转轴在空间无规则取向时的双基地雷达气象方程,这些方程与主站天线仰角、入射波偏振方式等无关,但与主站发射天线辐射在半功率点内均匀与否有关。

优化的多基地雷达线性最小二乘定位方法

线性最小二乘方法在多基地雷达定位系统中经常被采用。本文针对该方法在使用过程中的两种估计失效情况,即估计式系数矩阵亏秩和坏条件数情况,分别提出了降维和迭代求解方法,仿真结果表明改进方法的有效性。

时间同步对双多基地协同探测精度的影响

针对运动多平台协同探测系统,研究了时间同步误差对系统探测精度的影响。选取运动双基地一收一发雷达系统作为研究对象,分析不同的时间同步误差和不同布站条件对双多基地探测精度的影响。依据仿真结果对该双基地一收一发雷达系统的布站方式给出了建议。

不同干扰准则下多基地雷达抗干扰分析

多基地雷达因其空间优势具有较强的抗干扰能力。分析多基地雷达在不同干扰环境下的的探测能力对于指导其作战使用具有重要意义。本文从理论上分析了一发多收多基地雷达系统的探测范围,以及该雷达系统在自卫式干扰和远距离支援式干扰下的探测性能,推导了干扰暴露区的计算公式。基于Matlab平台,仿真分析了一发双收多基地雷达在这两种干扰下的干扰暴露区面积和探测性能。仿真结果表明,一发双收雷达系统对远距离支援式具有较好的抗干扰能力。

基于统计相关差异的多基地雷达拖引欺骗干扰识别

针对长基线多基地雷达系统在目标跟踪阶段的拖引欺骗干扰识别问题,考虑到真实目标回波在不同节点雷达中的幅度相互独立,而拖引欺骗干扰假设来自同一干扰机,其在不同节点雷达中的幅度完全相关,从而跟踪波门内只有目标回波与同时存在目标回波与拖引欺骗干扰这两种不同情形下的信号幅度存在统计相关差异。该文提出利用这一差异实现多基地雷达系统的拖引欺骗干扰识别。通过在分析统计相关差异的基础上,对不同节点雷达接收到的回波信号幅度序列进行相关性度量及参数估计,构建检验统计量,在给定的虚警概率下实现了对欺骗干扰的识别。仿真实验结果表明,该方法对欺骗干扰具有较好的识别效果,相较于基于拟合优度的AD检测算法,识别概率平均提高18.63%。

多基雷达定位中站址误差影响分析

本文针对多基雷达系统站址测量误差对飞行目标定位精度的影响 ,给出了评估此项误差的数学模型。分析表明 ,其影响是各站址误差的线性组合。主站的站址误差起着主要作用 。

仅基于方位测量的无源定位算法分析

针对多基地无源雷达中对单目标的定位问题,提出一种仅利用角度信息的加权最小二乘定位算法。首先根据多基地无源雷达的拓扑结构,设计基于角度的目标定位模型。针对角度测量噪声大小的不同,分别对加权矩阵的计算给出两种不同的方法,并通过推导得出结论:低噪声条件下,该算法为最大似然估计;高噪声条件下,算法为最佳线性无偏估计。对所提算法进行详细误差分析,并推导算法的Cramer-Rao界。利用计算机仿真分析算法的性能,验证算法的有效性和先进性,并以3个接收站与1个外辐射源为例,分析不同接收站位置配置下定位误差情况,给出最佳位置配置建议。

双/多基地天气雷达探测小椭球降水粒子的侧向散射能力

首先给出小椭球粒子侧向和后向散射截面的表达式,将其中相关参数用双基地雷达坐标系中的量表示,在定义小椭球粒子侧向散射能力后,分别推导出发射水平与垂直偏振波条件下估算侧向散射能力的算式,并通过仿真计算,获得各高度上的侧向散射能力和分布情况。得出的主要结果为:(1)发射水平偏振波时,在低高度的等高面上,当离开基线垂直向上或向下距离增加时,侧向散射能力先逐渐变小到最小值后,再逐渐增大。在基线左、右的延线上也基本呈这种分布,仅在主站与子站的垂直方向上存在侧向散射能力的最低区域。随着等高面高度升高,侧向散射能力分布情况基本相似,仅子站上下的弱侧向散射值有所提高。(2)发射垂直偏振波时,在低高度水平面上无论被探测的扁旋转椭球粒子处在该平面上(除主站与子站的位置以外)的任何处,侧向散射能力均为最大值。当高度升高时,在主站与子站相对应位置左右两侧出现了侧向散射能力小值区,越靠近主站与子站,侧向散射能力越小,当高度继续升高时,这种两侧出现的侧向散射能力的小值区面积进一步扩大。

双/多基地雷达系统同步技术

论述了时间同步中最常用的三种同步法:微波/(光纤)双向传递同步法、GPS信号为基准的同步法和卫星链路双向传递同步法。文中分别阐述了各种方法的实现原理,给出了系统框图、系统误差分析以及野外试验数据。

无源多基雷达海面运动目标检测与定位方法

由于北斗卫星导航系统全球覆盖的特性,以其为辐射源构成无源雷达在海面监测方向具有应用潜力。本文针对多颗北斗卫星为辐射源所构成的无源多基雷达,提出了一种目标回波空时联合积累方法,可实现海面运动目标的检测与定位。首先,本文提出距离反转-方位伸缩变换(RRAST),将各二维时域回波转换为一维方位信号,并将其多普勒质心置零;然后,利用去调频积分变换(DcIT)处理实现回波的长时间积累,并非相干叠加多源回波实现目标回波的空间积累,在多普勒调频率域实现海面运动目标的有效检测;最后,将多源回波均映射到目标运动参数域,根据峰值位置实现目标的定位与速度估计。仿真实验结果表明,本方法可在低信噪比条件下实现海面运动目标的检测与定位。

一种多基地雷达抗距离欺骗干扰技术

针对距离多假目标欺骗干扰下多基地雷达系统,提出一种基于同源定位检验的抗欺骗干扰技术。首先,各接收站对获取到的目标角度量测进行预处理,划分出同一方位向上目标并进行数据压缩,以此提高同一方向上目标角度量测精度;同时,利用发射站和接收站组成的双基地雷达系统进行目标定位;最后,将各站定位结果进行同源定位检验,并融合检验后结果。仿真结果表明:该方法能有效抑制距离多假目标欺骗干扰,并能对多目标进行精确定位。

分布阵列雷达

分布阵列雷达是一种很有发展前途的新的雷达体制构想。它利用多个小雷达相干联网实现有效地搜索与跟踪目标。本文论述了它的一些突出特点和优点,讨论了空时信号处理与天线方向图的一些问题,最后介绍了利用自适应波束形成获得自相干的方法。尽管实现这种体制的雷达还有不少技术难题,但它肯定能得到迅速的发展。

高轨辐射源被动雷达空-时积累海面动目标检测技术

被动雷达作为一种特殊的双(多)基雷达体制,具有低成本、反隐身和抗干扰能力强等显著优势;与传统辐射源相比,地球同步轨道(geosynchronous earth orbit,GEO)卫星具有覆盖面积广、重访周期短、地面功率密度高等特性,将其作为辐射源构成高轨辐射源被动雷达,在广域持续隐蔽探测中具有显著优势。本文针对一发多收的高轨辐射源被动雷达系统,为解决多基目标回波的高精度融合问题,提出了一种基于空-时联合积累的高轨辐射源被动雷达海面运动目标检测技术。首先,利用Keystone变换和去调频傅里叶变换实现目标回波能量跨距离单元和跨多普勒单元现象的校正,并将各站目标回波能量积累到多普勒参数域;然后,根据目标角度、距离、多普勒参数与多基构型间的解析形式,建立各站目标回波域、多普勒参数域间各自映射关系,从而解决了多基间目标距离和多普勒参数的差异性问题,完成了多基间目标回波能量的对齐和积累,实现了高轨辐射源被动雷达动目标检测和定位。

基于时间构建技术的机载高精度同步系统设计

机载双/多基地雷达可以提高对目标的探测距离与探测精度,但由于受无线信道同步秒脉冲误差制约,难以达到实际应用过程中的高精度同步要求。本文提出了一种基于时间构建技术的机载高精度时间同步系统设计方法,在研究分析频率和秒脉冲沿差测量及校准原理的基础上,给出了利用该方法所得到的同步精度误差、校频误差,以及时间同步维持的效果。实验结果表明,结合铷原子钟,该方法可满足部分机载条件下双/多基地雷达对时频同步的要求。