基于NSGA-Ⅲ的机载雷达空空射频隐身探测参数设计

目标探测任务要求雷达具备较大的发射功率,但这又会增大其辐射特征,从而降低射频(radio frequency,RF)隐身性能,因此如何权衡RF隐身与探测性能成为机载雷达RF隐身探测的难点问题。为此,本文提出一种用于机载雷达空中运动目标RF隐身探测的多目标优化参数设计方法。所提方法首先建立空中运动目标射频隐身探测多目标优化模型;然后利用非支配排序遗传算法Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,NSGA-Ⅲ)对该模型求解,获得帕累托最优解集;最后采用层次分析逼近理想解排序法对候选解集进行多属性决策获得最终方案。数值实验结果表明所提方法可有效应用于空中运动目标射频隐身探测参数设计。

基于复杂电磁环境的射频隐身方法研究

针对复杂战场空间对抗环境下射频传感器的射频隐身问题,开展基于复杂电磁环境的主动射频隐身方法研究。通过自身平台电子侦察设备感知敌方电磁信号分布特征,主动构建对己有利、对敌不利的复杂电磁环境,在敌方威胁侦察接收机的子信道内形成时频交叠信号,影响敌方电子侦察设备的信号检测和分选聚类处理,增加敌方侦察设备的测量误差,不能形成稳定的辐射源,降低信号的被截获概率。通过仿真分析可以看出:将复杂电磁环境当作干扰扰动信号,干信比在6 dB以上时,对侦察设备的频率、脉宽等参数测量和辐射源分选聚类影响较大。基于电磁态势感知结果主动构造的时频交叠的复杂电磁环境,可以根据作战任务和敌我双方电磁环境进行实时管控,实现主动射频隐身的优势。

基于射频隐身的雷达跟踪状态下单次辐射能量实时控制方法

战斗机跟踪状态下单次辐射能量控制是隐身作战的重要手段.首先,建立跟踪状态下截获概率模型,提出了衡量跟踪状态下射频隐身能力指标;其次,以截获概率为优化目标,以雷达检测为约束条件,建立了单次辐射能量实时最优控制模型;再次,对模型进行求解,得到了基于射频隐身的雷达跟踪状态下单次辐射能量实时控制方法;最后,通过仿真计算和与传统的固定照射时间的功率最小法进行比较,验证了该方法的有效性和正确性.

微波新技术在现代相控阵雷达中的应用与发展

随着应用需求的不断发展和变化,相控阵雷达朝着超宽带、多功能、高性能和高集成的方向发展。为了适应这些发展需求,微波技术作为相控阵雷达重要的技术基础,也必须不断向前发展。本文首先论述微波技术与相控阵雷达之间的关系;接着介绍微波新技术在现代相控阵雷达中的典型应用,涵盖新型相控阵天线技术、新型收发组件技术、高性能微波固态发射技术、高集成综合馈电网络技术、射频隐身技术和微波光电子技术等多个方面;最后分析微波新技术在相控阵雷达中的应用前景和发展趋势。

机载雷达射频隐身性能风险的计算模型

通过对基于综合战场感知的射频辐射的研究,构建射频辐射风险评估指标体系,建立相关指标的计算模型。引进施里海尔截获因子,研究机载雷达天线空域扫描方式发生捷变对射频隐身性能的影响,得到截获率基本公式。分析发射机对截获接收机的照射时间,截获接收机的帧时间,无线波束的覆盖面积,接收机密度等参数的关系,得到截获率计算模型,在此基础上可进行风险评估和风险规避,为实现射频辐射隐身性的对策研究提供了理论依据。最后,以仿真算例验证截获率计算模型。

MIMO雷达搜索模式下的射频隐身算法

为提高MIMO雷达在电子战中的生存能力,分析了雷达各参数与其搜索性能及射频隐身性能的关系,建立了MIMO雷达搜索模式下的射频隐身性能优化模型,其中射频隐身性能综合考虑了MIMO雷达的截获因子及搜索帧周期。在此基础上,给出了一种MIMO雷达搜索模式下的射频隐身优化算法,该算法通过自适应地控制雷达系统天线划分的子阵数、信号占空比、波束驻留时间以及搜索帧周期,在满足雷达系统检测性能及搜索时间资源约束的要求下,优化雷达系统的射频隐身性能。仿真结果表明,MIMO雷达采用搜索模式下的射频隐身算法,能在保证检测性能的条件下,相比非射频隐身的搜索状态,获得更好的射频隐身性能。

雷达射频隐身技术研究与发展

在分析雷达及其对抗技术发展现状的基础上,阐述了雷达系统射频隐身技术的概念及其重要性;通过对射频隐身基本原理的研究,提出从雷达射频辐射的时、频、空和能等多维空间上进行控制,并与作战环境相融合等研究方向与方法,为开展具有隐身性能的雷达装备研制和技术研究提供参考。

智能蒙皮天线的体系构架与关键技术

区别于传统天线设计方法,提出了一种新的智能蒙皮天线设计架构,探讨了实现智能蒙皮天线的关键技术。通过在射频功能层采用可重构技术和在后端采用信号处理的方法,实现了智能蒙皮天线的波束自适应,解决了传统天线仅仅依靠信号处理方式来实现天线波束自适应的局限。分析了智能蒙皮天线的封装功能层、射频功能层以及控制与信号处理功能层的实现措施。最后针对新一代航空平台的应用需求,进一步探讨了智能蒙皮天线的关键技术和实现方法。

基于射频隐身的雷达干扰功率自适应控制方法

对战机自卫干扰系统实施有源干扰(AECM)的射频隐身问题进行了研究。在侦察截获概率模型的基础上,讨论了AECM功率对战机射频隐身特性的影响,分析了有效干扰对AECM的功率需求,提出了一种基于预测雷达回波功率的干扰功率自适应控制方法,该方法结合当前接收到的雷达功率、本机RCS起伏以及不同干扰样式,使目标雷达接收机处回波信噪比保持恒定。通过计算机仿真,表明该方法在有效干扰的同时能够降低敌方侦察系统截获干扰信号的概率,从而提高战机的射频隐身能力。

跟踪状态下射频隐身功率实时控制方法

雷达辐射的功率会影响射频隐身性能,基于对射频隐身原理的分析,提出了目标跟踪状态下射频隐身功率实时控制的方法。实现了在射频隐身状态下,雷达跟踪单目标和多目标的辐射功率的实时控制。利用射频隐身性能指标和雷达临界截获模型,建立跟踪状态下雷达低截获模型。并以截获概率为优化目标,雷达最小接收功率为约束条件,得到了跟踪状态下单次辐射功率控制模型。提出基于目标跟踪状态下跟踪单目标和多目标的射频隐身功率控制方法。仿真实验与传统的功率最小法比较,得到该方法实现较低的雷达截获概率,证明了功率控制方法的合理性和有效性。

电波频率对射频隐身性能的影响分析

针对新一代军用飞机对射频隐身能力的迫切需求,研究了电波频率对射频隐身性能的影响。首先基于截获距离给出了隐身效率的定义。然后综合考虑自由空间衰减、大气吸收衰减和降雨衰减的影响,对截获距离与电波频率之间的关系进行了分析。最后仿真了10～40GHz之间,不同工作距离和天气环境下,频率改变对射频隐身性能的影响。结果表明,频率选择对射频隐身性能具有很大影响,在10～40GHz内通过频率改变能够提高约10%的隐身效率,同时工作距离和天气条件对隐身性能也会产生一定的影响。

基于射频隐身的相控阵雷达搜索控制参量优化设计

机载雷达射频隐身技术对提高飞行器生存能力具有重要意义。本文研究了机载相控阵雷达基于射频隐身的搜索控制参量优化设计。通过分析截获概率原理,给出了目标特征和雷达系统性能对驻留时间和波位间隔等搜索控制参量的影响关系,构建了目标探测性能与隐身性能约束下的优化模型。仿真获得了满足隐身要求下相控阵雷达的最优搜索控制参数。

任务性能约束下传感器协同辐射控制策略

传感器协同是作战飞机实现任务性能与射频(radio frequency,RF)隐身性能平衡的重要技术手段。针对传统引导搜索方法难以解决数据链的多拍信息引导搜索问题,采用概率方法,建立多拍连续引导信息与累积发现概率、累积被截获概率之间的关系。针对基于协方差的线性规划协同跟踪方法的单步决策问题,开展基于跟踪精度与被跟踪定位精度的多步联合优化。引入马尔可夫决策过程对机载传感器协同搜索、协同跟踪的典型空战动态过程进行建模,实现任务性能约束下的雷达RF隐身性能优化。通过典型空战场景的仿真验证,表明所提出的优化控制策略相比于经验控制策略能够减少雷达辐射时间43%以上。

雷达干扰射频隐身特性及自适应功率控制方法

针对战机实施有源干扰时的射频隐身问题,分析了现有干扰功率评估准则的不足,在雷达信号检测模型和侦察截获概率模型的基础上,讨论了"有效干扰"对干扰功率的需求和射频隐身对干扰功率的限制,提出将有效干扰条件下的侦察截获概率作为干扰信号的射频隐身特性表征因子,最后提出了一种结合目标雷达类型、接收信号功率以及本机RCS起伏等因素的干扰功率自适应控制方法。通过对固定功率干扰与不同压制系数下自适应功率干扰时雷达检测概率和侦察截获概率的仿真,表明自适应功率控制能够节约干扰功率,在有效干扰的同时提高干扰的射频隐身能力。

优先级调度下的无人机自组网数据可靠传输跨层方法

在无人机自组织网络中,为了实现射频隐身,确保大量不同优先级数据的可靠传输.提出一种MAC层与网络层协同设计的优先级调度的数据传输方法,在MAC层,通过优先级调度机制控制不同优先级数据的传输顺序,通过ACK分组优化无人机自适应功率控制流程;在网络层,通过能耗和传输平衡机制完善无人机编队间大量优先级数据传输的路由选择过程.仿真结果表明,此方法能够有效提高无人机自组织网络的平均吞吐量,降低能耗、平均时延、标准化路由负载.

基于射频隐身的自卫电子对抗功率控制

针对自卫电子对抗射频隐身条件下功率管控问题,分析了自卫电子对抗中压制性干扰与欺骗性干扰的射频隐身特性,讨论了自卫电子对抗有效干扰及射频隐身的关系并建立了射频隐身特性模型,提出了压制比有效边界、信干比有效边界的自卫电子对抗功率管控方法。依据电子对抗的"互闭环"特性,建立了基于功率管控前后截获距离比值的射频隐身表征因子,通过仿真证明了功率管控方法的有效性。

新兴智能蒙皮天线技术

区别于传统相控阵天线设计技术,本文探讨了智能蒙皮天线新技术。给出了智能蒙皮天线的内涵,提出了智能蒙皮天线的体系构架。从未来新一代战机的军事需求和战术性能入手,详细地分析了智能蒙皮天线的封装功能层、射频功能层、以及控制与信号处理功能层的实现方式。针对新一代机载平台的应用需求,深入地研究了智能蒙皮天线的关键技术和实现方法。

OFD-NLFM雷达信号的优化设计及射频隐身性能分析

具有高主副瓣比的雷达信号可以降低无源探测系统的截获概率,从而具有一定的射频隐身特性。利用窗函数反求法设计了非线性调频信号,并利用组合窗法优化非线性调频信号,分析信号的自相关主副瓣比和主瓣宽度。由于多输入多输出雷达具备较好的射频隐身能力,基于单一窗和组合窗设计了正交频分非线性调频信号,给出了不同类型、不同组合系数时信号的自相关主副瓣比、主瓣宽度及互相关峰值电平。研究表明,正交频分非线性调频信号具备较强的射频隐身能力,有较广泛的应用前景。

脉间复合调频脉内相位编码雷达信号设计与分析

针对雷达射频隐身波形设计中的复杂调制问题,本文提出脉间复合调频与脉内多相码调相的复合策略。在脉间采用非线性的调频特征调制Costas信号各恒定频率,并在脉内采用多相位编码方式调制信号的相位特征,进而得到IPNC-PC信号。采用脉间复合调频增加了信号的时频复杂度,脉内多相码调相增加了信号的相位随机性。仿真结果表明:IPNC-PC信号具备近似“图钉型”的模糊图,自相关旁瓣电平达到-41dB、主瓣宽度变窄率最高达到39%、功率谱峰值低于-10 d B。IPNC-PC信号具有低截获性,射频隐身性能良好,在现代电子战中有良好的应用前景。

基于混沌理论的低截获概率雷达波形设计

为提高低截获概率雷达的射频隐身性能,提出了一种基于混沌理论的雷达波形设计方法。利用混沌信号的低截获性和良好的保密性,选取混沌logistic映射对传统调频信号进行优化,即用混沌序列去确定调频信号的频率变化,设计一种混沌调频信号。为验证波形性能,分别从抗截获能力、探测能力两个方面来衡量信号性能。理论分析来看,设计的混沌调频信号具有较大的时宽带宽积,能够较好地降低截获因子以提高隐身性能。仿真表明,在与几种经典的低截获概率雷达波形的性能比较中,该混沌调频信号的模糊函数图更接近"图钉形",具有更好的测速测距精度。