新体制天波超视距雷达的发展与研究

从天波超视距雷达的功能组成与特性出发,就当前天波超视距雷达在系统结构、信号处理等方面存在的问题进行了整理分析,提出了传统天波超视距雷达的改进方法与思路,总结了当前新体制天波超视距雷达的研究进展与热点,对比了两种MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)体制天波雷达特点,重点研究了基于多输入多输出(MIMO)体制与二维阵列的新体制天波超视距雷达,并对相应关键技术与解决方案进行了深入研究与分析,最后指出了其需要解决的问题与发展方向。

机载雷达空时自适应处理技术研究综述

空时自适应处理(Space Time Adaptive Processing,STAP)技术通过空域和时域2维联合自适应滤波的方式,实现了机载雷达对强杂波与干扰的有效抑制。作为提升机载雷达性能的一项关键技术,近年来备受雷达领域的关注与世界军事强国的重视。该文从方法、实验系统和应用3个方面回顾了空时自适应处理技术的发展过程和研究现状,着重阐述了其发展过程中遇到的关键技术问题,介绍了STAP技术在装备上的应用情况,并讨论了下一步的发展趋势,提出了需要或值得进一步研究的方向。

天波超视距雷达探测弹道目标关键因素与技术研究

对于主动段弹道目标的监视预警,国外主要是依靠天基预警系统,但其造价昂贵、建设周期长、不便维护,不符合我国实际情况。为解决此问题,可利用现有天波超视距雷达进行弹道目标的监视预警。从分析弹道目标主动段高频雷达特性与对目标检测性能的影响入手,提出了影响天波雷达检测弹道目标时机的天线极化选择、频率选择、尾焰回波凝聚等关键因素,并指出相应的关键技术及解决方案,最后给出了相关问题的一些结论。

天波超视距雷达电离层相位污染典型校正方法综合性能评估

对校正天波超视距雷达电离层相位污染的五种典型方法进行了综合性能评估,主要从校正效果、对不同污染的普适性、污染参数变化对方法的影响、信噪比对方法性能的影响、运算量等几个方面进行了比较与分析,为实际工程实现和改进电离层相位污染校正方法提供参考。

现代线性调频雷达干扰新技术研究

针对新体制线性调频雷达具有强抗干扰能力的特性,提出了一种新的干扰方法——移频灵巧噪声干扰,以DRFM技术为基础对线性调频雷达进行移频灵巧噪声干扰研究,移频量随机无规律,正交调制的干扰信号与获取的雷达发射信号相干并可进行幅度补偿,能轻松通过雷达的匹配检测处理系统,可同时对多批目标信息进行有效干扰。通过matlab软件进行仿真验证,结果表明DRFM技术生成的移频灵巧噪声干扰信号,功率利用率高,兼有欺骗干扰和压制性干扰双重干扰效果,可以达到对现代新体制雷达进行有效干扰的目的。

机载相控阵雷达灵巧干扰信号模型及抑制方法研究

目前对灵巧干扰的研究主要集中在常规地面雷达,对于机载雷达下的干扰模型及其抑制方法的研究较少。针对此种情况,建立了机载雷达背景下噪声卷积干扰、随机移频干扰和延时转发干扰3种典型灵巧干扰的空时信号模型,并从杂波自由度、空时功率谱图和距离多普勒谱图的角度分析了干扰分布特性以及影响空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)性能的内在机理,在此基础上提出了一种基于单元平均选小检测的机载雷达杂波和干扰同时抑制方法。该方法从杂波空时功率谱角度准确估计干扰来向,并据此形成干扰辅助波束,最后通过STAP实现干扰和杂波的有效抑制。仿真结果表明,所提方法相对于传统级联抑制方法,对延时转发灵巧干扰的抑制性能改善5 dB以上,验证了所提方法的有效性。

端射阵机载雷达STAP单脉冲测角方法

端射阵列雷达是新体制雷达发展的一个重要趋势,因其具有低剖面和定向辐射特性,特别适合用于机载雷达的补盲。但由于端射阵天线方向图的特殊性,其主瓣宽度比相同天线尺寸的侧射阵宽得多,这势必会导致传统自适应单脉冲测角方法性能下降。本文提出了一种基于三维空时联合约束的自适应单脉冲测角方法,将传统自适应单脉冲测角问题扩展到俯仰-方位-多普勒三维空间,利用三维杂波特性克服波束过宽所带来的问题,并可同时测出目标的方位角和俯仰角,表现出较为优越的角度估计性能。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

端射阵机载雷达稀疏恢复非平稳杂波抑制方法

针对端射阵机载雷达杂波谱存在的距离非平稳问题,提出了一种基于稀疏恢复的距离模糊杂波抑制方法。该方法首先通过稀疏恢复理论建立杂波回波数据的欠定方程,并结合欠定系统局灶解法求得杂波的空时谱分布,重构出每个距离门的杂波协方差矩阵;然后,以最远可检测距离单元为参考单元对杂波数据进行补偿,并进行目标约束;最后,基于补偿后的数据进行空时自适应杂波抑制处理。与传统端射阵距离模糊杂波谱补偿方法相比,该方法的杂波协方差矩阵估计精度高,杂波抑制性能更优。理论分析和仿真结果验证了该方法的有效性。

基于空时内插的端射阵机载雷达杂波补偿新方法

端射阵天线因其低风阻和高增益特性而特别适用于机载雷达的前后向补盲,而天线的前后视放置则不可避免地要面临杂波的距离非平稳问题。该文基于端射阵机载雷达杂波谱特性,针对传统空时内插法(STINT)不能直接适用于距离模糊情况下端射阵杂波补偿这一情况,提出一种基于空时内插的端射阵杂波补偿新方法。该方法充分考虑了各距离门的模糊杂波,以远程平稳杂波脊主瓣区所对应的圆弧为插值参考子空间并细化了动目标约束的约束对象,实现了对距离模糊情况下端射阵非平稳杂波的有效补偿。计算机仿真结果验证了该文方法的有效性。

端射阵机载雷达距离模糊非平稳杂波补偿方法

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲.由于端射阵通常呈前视放置,因而与传统前视侧射阵机载雷达一样,不可避免地要面临杂波的距离非平稳问题.本文基于端射阵机载雷达杂波谱特性,提出了一种距离模糊下端射阵近程杂波补偿新方法.该方法以最远可检测距离单元为参考单元并增加了动目标约束保护条件,克服了存在距离模糊时基于杂波谱配准(Registration-Based Compensation,RBC)原理的传统补偿方法存在的目标相消以及计算量大的问题;同时针对可能存在的目标约束失配问题,进一步提出了基于虚拟波束的扩展补偿方法.计算机仿真结果验证了本文方法的有效性.

端射阵机载雷达距离模糊杂波抑制方法

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲。本文基于端射阵机载雷达杂波回波模型,首先分析了端射阵机载雷达杂波谱在距离模糊情况下的杂波特性,并对目前三种存在距离模糊时典型近程非平稳杂波抑制方法的基本原理进行了介绍;其次基于端射阵机载雷达对典型方法的杂波抑制性能进行了仿真分析;最后综合考虑各种因素,对各种方法在端射阵机载雷达背景下的适用性进行了分析,并得出了有益结论,可为端射阵机载雷达非平稳杂波抑制方法的进一步研究提供重要参考。

互耦效应下端射阵机载雷达STAP方法研究

互耦效应是阵列天线一个固有的重要属性,而端射阵天线由于其特殊的主波束指向以及抑制栅瓣所要求的小阵元间距,其阵列间存在的互耦效应比侧射阵更加严重.本文首先分析了互耦效应对端射阵天线方向图的影响,构建了存在互耦效应下的天线方向图模型;然后给出了考虑互耦效应的杂波模型并分析了互耦对端射阵机载雷达杂波谱以及STAP(Space-Time Adaptive Processing)性能的影响;最后提出了一种基于杂波协方差矩阵重构的互耦效应补偿方法.计算机仿真验证了所提方法的有效性.

端射阵机载雷达杂波建模与杂波特性分析

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和强定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲。首先,以均匀端射线阵为阵元组建了端射阵列天线,并在端射阵机载雷达几何模型的基础上对端射阵天线的方向图特性进行了分析;然后,进一步构建端射阵机载雷达的杂波回波数学模型;最后,对端射阵机载雷达的杂波空时谱以及在不同情况下的杂波距离-多普勒谱进行了仿真分析,并与传统侧射阵机载雷达的杂波谱进行了比较。理论与仿真结果表明:所建端射阵空时二维杂波模型是合理的,可为下一步开展端射阵机载雷达空时自适应杂波抑制方法的研究提供数据来源。

空时误差情况下的STAP方法性能分析

空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)技术可以实现对机载雷达杂波的有效抑制,显著提高机载雷达对运动目标的检测性能。但在实际工程应用过程中,STAP技术不可避免地会受到各种空时误差的影响,导致其性能严重下降。本文首先给出了各种空时误差的数学模型,然后从目标导向矢量失配和杂波自由度增加两方面系统分析了误差影响STAP性能的内在机理,并以信杂噪比(Signal to Clutter plus Noise Ratio,SCNR)损失为指标分析了不同误差对STAP性能的影响,最后通过仿真实验对相关分析进行了验证。本文工作量化了不同误差对STAP性能的影响程度,可为机载脉冲多普勒雷达空时误差补偿提供重要的理论支撑。

基于空时约束的自适应迭代单脉冲估计方法

在机载雷达参数估计过程中,在主瓣杂波区附近自适应和差波束会发生畸变,角度和多普勒频率参数估计之间存在耦合,导致传统和差单脉冲估计方法的参数估计性能严重下降。针对此问题,提出了一种基于空时约束的机载雷达自适应迭代单脉冲估计方法。该方法首先通过导数约束和零点约束确保所形成的差波束为最优差波束;其次利用广义单脉冲法进行参数估计,解决了多参数估计之间存在的相互耦合问题;最后通过自适应迭代方式进一步提高目标参数的估计精度。计算机仿真结果验证了所提方法的有效性。

子阵间约束自适应和差单脉冲测角算法

提出了一种子阵间约束自适应和差单脉冲测角算法.该方法先联合各子阵和波束输出进行自适应处理,形成合成的自适应和波束,再对各子阵差波束输出进行自适应处理并同时约束单脉冲比,得到合成的约束差波束.由于在差波束自适应权形成中增加了全阵列单脉冲比约束,新方法自适应抑制主副瓣干扰的同时还能较好地保持单脉冲比不失真,并克服了子阵自适应处理带来的孔径损失,提高了目标角度的估计精度.计算机仿真实验证明了该方法的有效性.

混合估计多模粒子滤波的机动弱目标检测前跟踪算法

针对低信噪比条件下的机动小目标实时检测与跟踪困难的问题,提出一种基于混合估计多模粒子滤波的检测前跟踪改进算法.首先根据前一时刻所采用的模型状态及其转移概率等先验信息实现当前时刻的模型采样;然后在充分考虑当前量测下实现当前的粒子预测,采用一种序贯重要性平滑重采样策略,在不增加计算量的前提下,改善了粒子多样性衰退的问题;最后通过新的粒子集完成对模型和状态的合理估计与目标检测.仿真结果验证了该方法的检测与跟踪性能优于传统的多模粒子滤波方法.