波形分集阵列雷达抗干扰进展

现代战场电子环境日趋复杂,主瓣欺骗式干扰对雷达的生存能力构成严重威胁。传统阵列雷达无法对抗与目标角度相同的干扰,而以频率分集阵为代表的波形分集阵列雷达,通过发射端调制而具有额外距离维自由度,增加了系统设计与信号处理灵活性,为解决主瓣欺骗式干扰抑制难题提供了有效途径。本文总结了波形分集阵列雷达波束形成抗干扰的方法,指出其在对抗主瓣欺骗式干扰上的优势,并对波形分集阵列雷达抗干扰技术的难点与趋势进行了梳理。

基于信号杂波噪声比的认知雷达扩展目标探测波形设计

针对认知雷达在杂波环境下探测扩展目标时,回波信号的信号杂波噪声比(SCNR)较低的问题,提出了一种基于SCNR认知雷达发射波形优化设计方法。首先,不同于以往的点目标模型,通过建立扩展目标探测模型,得到认知雷达回波信号杂波噪声比(SCNR)与发射信号能量谱密度(ESD)间的关系;其次,根据最大SCNR准则推导出发射信号ESD的全局最优解;最后,为了得到有实际意义的时域信号,采用相位调制的方式,结合最小均方误差(MMSE)和迭代算法将最优ESD合成满足雷达发射要求的恒幅时域信号。仿真实验中,该方法所得时域合成信号幅度为1,在匹配滤波器输出端的SCNR为19.133 d B,仅小于理想值0.005 d B。结果表明,所得到的时域波形不仅能够满足恒幅要求,而且能使接收机输出端的SCNR接近理想值,提高了扩展目标探测性能。

多波段线性调频傅里叶域锁模光电振荡器

提出了一种基于傅里叶域锁模光电振荡器(Fourier domain mode-locked optoelectronic oscillator, FDML OEO)的多波段可重构线性调频信号产生方案.在该方案中,由扫频多波长激光器、相位调制器和光陷波滤波器等构成FDML OEO的核心单元——快速扫频的多通带微波光子滤波器.将扫频多通带微波光子滤波器的扫频周期和FDML OEO的环腔延时同步,可实现傅里叶域锁模,从而在FDML OEO腔内自激振荡产生多波段线性调频微波信号.与传统的基于高速基带线性调频微波源的微波光子多波段线性调频信号产生方案相比,该方案结构简单,成本低,不需要借助外部的高速基带线性调频微波源.此外,FDML OEO所产生的多波段线性调频信号的带宽和中心频率均宽带可调.该新型多波段线性调频微波信号源在先进多波段雷达、多业务泛在接入无线通信等系统中具有良好的应用前景.

利用目标与杂波先验知识的机载雷达发射波形自适应生成方法

发射波形自适应能够优化雷达在检测、跟踪和抗干扰等方面的能力,但其性能的好坏与雷达目标和杂波先验知识有很强的相关性。采用最大输出信杂噪比准则设计的雷达发射波形自适应方法已经在理论上被证实可行和有效。为了提升这类方法的实际应用价值,本文利用Swerling统计模型和数字高程模型(Digital elevation model,DEM)提供的目标和杂波先验信息,针对机载相控阵雷达,分析了基于最大输出信杂噪比(Signal-to-clutter-noise ratio,SCNR)准则的发射波形自适应方法性能和实用价值。仿真结果表明,这类发射波形能够自适应地随着目标和杂波的变化而改变,并实现二者的最优匹配,在提升雷达输出信杂噪比上优于传统发射波形,具有良好的实际应用前景。

基于IFA-HFS的雷达波形域LPI性能评估方法

针对雷达波形域低截获(LPI)性能评估的问题,提出一种应用改进萤火虫算法(IFA)求解指标权重的犹豫模糊集(HFS)评估方法。首先,介绍基于逼近理想解排序(TOPSIS)的犹豫模糊集理论,并从属性和方案2个角度构建指标权重的优化模型;其次,通过引入混沌理论,解决了萤火虫算法容易陷入局部最优的问题,给出用IFA求解指标权重的流程;再次,从雷达发射方角度,提取脉内、脉间5个波形域LPI性能评估指标;最后,得到利用IFA求解指标权重的犹豫模糊集评估方法。选取4种不同类型的雷达进行仿真对比,获得波形域LPI性能排序,验证了方法的快速性和有效性。

雷达信号波形域射频隐身性能评估方法

针对雷达信号射频隐身性能评估中对敌方截获设备的依赖性和评估方法通用性的问题,提出一种基于自身辐射信号特征的雷达信号波形射频隐身性能评估方法。该方法从射频辐射源自身辐射信号的结构出发,通过分析辐射源所辐射信号的周期、占空比,利用希尔伯特变换求出单一周期内脉内信号的瞬时频率、瞬时波形、瞬时相位,归一化脉内信号瞬时参数,从而给出波形域射频隐身指标的定量计算方法。对雷达信号的线性调频波形和相位编码波形进行了仿真对比,仿真结果证明此方法可准确反映出雷达信号波形域射频隐身性能。

认知雷达中时域波形合成算法研究

认知雷达中基于最大信噪比准则优化波形只能得出雷达信号的最优能量谱,将给定的能量谱转换成一个时域信号是认知雷达波形设计中的重点。根据发射信号的恒幅要求,提出了一种基于相位调制的恒幅时域波形合成方法,仿真结果表明,合成波形的能量谱能够较好地逼近给定的能量谱。

汽车雷达多域联合调制波形

针对汽车雷达时分复用(time-division multiplexing,TDM)多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)波形中存在的时间空间利用率低及高速目标多普勒模糊等问题,提出一种多域联合调制的汽车雷达波形。该波形在时域上进行脉冲重复间隔参差抖动,利用奇偶序列之间相位差实现速度解模糊,在频域和空域上通过多天线间的多普勒频率调制实现波形正交,提高了时间空间发射效率。仿真实验及基于汽车雷达波形验证系统的实测结果均验证了所提波形的有效性,与传统TDM-MIMO波形对比,所提波形具有更大的不模糊测速范围和相参积累增益,不仅对汽车雷达工程实践具有较强的应用价值,而且对低成本导引或防撞探测系统同样具有指导意义。