一种新型的低仰角跟踪技术的设计

本文从设备改造的工程实践出发,分析了多路径效应对设备低仰角跟踪带来的影响,建立了以镜面反射为主要影响的多路径跟踪误差模型,并以此模型为基础提出了一种低仰角跟踪技术设计。     

基于合成导向矢量广义MUSIC算法的水平极化米波雷达测高方法

米波雷达具有抗击隐身目标和反辐射导弹的天然优势,但其俯仰维波束较宽,探测低空目标时波束打地,多径效应的存在严重影响米波雷达测高精度。针对这一问题,采用均匀线阵米波雷达经典镜像多径传播信号模型,总结归纳了以广义多重信号分类算法为基础的3种测高方法,并在此基础上提出了一种适用于水平极化米波雷达基于合成导向矢量广义MUSIC算法的精确测高方法,仿真实验与性能最优的第三种测高方法进行对比,在重点分析目标仰角、信噪比、快拍数、幅相误差和地面反射系数等因素对低空目标测高性能影响的基础上得出一般性结论,证明了新方法的优越性。     

脉冲多普勒雷达近程高仰角目标的测量

针对近程高仰角运动目标径向运动速度随仰角变化的问题,从目标的物理特性与雷达的回波特性2个方面开展了对近程高仰角目标径向运动速度的研究。通过建立近程高仰角目标的运动模型,利用级数展开与数值分析的方法得到了目标的物理特性。根据脉冲多普勒雷达在无模糊测速条件下的信号处理方法分析了雷达的回波特性,并且通过计算机仿真,验证了利用所述方法得到的目标物理特性与雷达回波特性。结果表明,对于近程高仰角运动目标,从目标物理特性的角度,其径向运动速度可以看作是加速度变化的变加速直线运动;而从雷达回波特性的角度,其径向运动速度可以理解为匀速直线运动。     

约束MUSIC算法在米波雷达低仰角测高中的应用

在米波雷达低仰角测高中,由于直达波和相干多径信号都在天线波束的主瓣之内,导致测高精度低.约束MUSIC算法利用已知的信源方向来提高未知信源估计精度,而且不受信源相干的影响.将该算法应用于米波雷达低仰角测高中,将多径信号作为约束来提高直达波的估计精度,提出一种广义约束MUSIC算法,并结合雷达测高的特点对其进行改进,计算机仿真结果证实改进算法在保持良好性能的同时能降低运算量.     

基于RELAX的米波雷达测高方法

针对米波雷达由于波束宽和地面反射多径引起的测高难题,提出一种基于RELAX算法的米波雷达低仰角测高法。该方法收敛速度快,无需特征值分解和多维搜索,对相关信号不需要解相关处理,具有较高的测角精度和分辨力。实测数据的处理结果验证了该算法的有效性。     

双基地米波MIMO 雷达低空目标俯仰维DOD和DOA联合估计方法

对于双基地米波多输入多输出(MIMO)雷达低空目标俯仰维测向场景,受多径效应影响,发射接收导向矢量因存在耦合现象而与噪声子空间失去正交性,导致以多重信号分类(MUSIC)为主的子空间类算法在该场景下不可用,而基于空间平滑预处理的子空间类算法由于阵列孔径损失存在角度估计精度不高的问题。为解决上述难题,建立了双基地米波MIMO 雷达单目标和非相干多目标镜面反射信号模型,在信号模型数学变换和分析的基础上发现了一种仍旧与噪声子空间正交的导向矢量矩阵,然后利用新的导向矢量矩阵结合广义MUSIC和最大似然算法提出了双基地米波MIMO 雷达低空目标俯仰维波离方向和波达方向联合估计方法,最后通过仿真验证了所提方法的有效性和俯仰维测向性能的优越性。     

多径环境下的密集假目标干扰抑制技术研究

密集假目标干扰兼具欺骗和压制的干扰效果,是对抗现代相参雷达的典型干扰. 对于地面雷达,当干扰机位于低仰角复杂环境时,其接收到的干扰信号可能存在多径效应,导致传统的副瓣对消（SLC）算法性能明显恶化. 针对该问题,提出一种基于多径筛选的并行SLC算法. 算法在假目标检测的基础上,通过K-Means无监督聚类对各假目标峰值的通道间相位矢量进行聚类分析;根据聚类结果筛选各路径的干扰样本进行并行SLC处理;针对各路对消结果进行同距离选小,从而实现多径环境下的密集假目标干扰抑制. 利用某型雷达采集的实测数据验证了算法的有效性.      

基于互质阵列的米波雷达低仰角估计方法

目前基于互质阵CPA虚拟阵列的低仰角估计方法虽然近似可行，但受多径效应影响，其存在测角误差大的问题。对此提出一种基于互质阵物理阵列的实值低仰角估计方法，首先利用互质阵列建立信号模型，并根据物理阵元位置计算回波信号协方差矩阵，然后对其进行实值处理后利用最大似然估计或广义多重信号分类MUSIC算法获得精确的低仰角，最后利用几何关系获得目标高度。仿真实验对比了均匀线阵和互质阵虚拟阵列法的低仰角估计性能，在重点分析目标仰角、信噪比和快拍数等因素对低空目标仰角估计精度的影响的基础上得出一般性结论，证明了所提估计方法的准确性与优越性。     

基于实测数据的稀布阵雷达副瓣对消研究

米波稀布阵雷达是一种稀疏分布式数字雷达,文章结合其特点进行对消需求分析,并结合试验数据对干扰对消性能进行分析,实验表明采用干扰对消方法可成功完成综合脉冲孔径雷达对干扰源的抑制。但由于对消过程中权系数的计算需要对强相干的接收信号进行矩阵求逆,干扰对消对计算精度要求很高,同时在干扰幅度起伏严重的情况下准实时干扰对消性能存在损失,需脉冲重复周期内实时对消。     

基于主瓣多径干扰抑制的米波雷达测角方法

从抗主瓣多径干扰的角度出发,提出了一种基于主瓣多径干扰抑制的米波雷达测角方法.该方法通过对和、差波束施加相应约束来求取权值,即自适应和权在目标方向约束为单位增益,干扰方向约束为零增益;自适应差权在目标方向约束为零增益,干扰方向约束为零增益,同时在静态单脉冲比曲线的线性区域内选取2个对称的点作为约束点,以保持单脉冲比曲线不失真.然后进行和差波束形成得到目标单脉冲比,最后通过搜索扫描角度范围内的目标单脉冲比和静态单脉冲比差值中的最小值来确定目标角度.本方法能较好地保证米波雷达的测角精度,仿真实验和实测数据处理验证了此方法的有效性.     

基于TR技术的sin-FDA-MIMO距离角度联合估计

多输入多输出正弦频控阵雷达能够对目标在空间中的距离和角度进行二维估计,如何提高二维估计的精度变得尤为重要。为了提高sin-FDA-MIMO目标距离角度联合估计精度,本文引入时间反转技术,利用信号多路径传播的空间多样性来提高距离角度估计算法的性能。本文首先分析了sin-FDA-MIMO的接收信号模型,其次推导了基于TR技术的sin-FDA-MIMO雷达的接收信号模型,对两种信号接收模型分别采用Capon和MUSIC算法进行单目标和两目标距离和角度的估计。最后仿真验证了本文结论的正确性。     

组网雷达自适应数据融合跟踪算法

针对高速、机动目标的实时、精确跟踪问题,提出一种能在线调整组网雷达中各雷达权值的自适应数据融合算法。按照一定的规则寻找最佳的权系数,使融合后目标的状态估计值最优;把输入信号用作自适应滤波器的量测信号,利用新息相关的自适应滤波算法对状态方程及量测方程中误差的变化调节增益矩阵的大小,同时根据自适应滤波的状态偏差输出信号与当前的量测数据,运用模糊推理规则对组网雷达系统中各雷达的权值进行在线调节;系统输出结果即为自适应数据融合下目标的最优状态估计值。仿真结果验证了该算法在跟踪精度和收敛速度上的优越性,实现了组网雷达系统对目标的自适应跟踪。     

雷达低仰角目标跟踪的测角误差实时补偿算法

为提高雷达对低空目标的跟踪精度, 提出了一种基于渐消记忆递推最小二乘法的测角误差实时估计算法。 该算法利用不同设备同时对目标进行跟踪, 得到不同的观测结果。 利用渐消记忆递推最小二乘法对不同的观测结果进行处理, 赋予不同的权值, 得到最终的测角误差估计值。 通过理论分析, 构建多径环境模型, 对该算法的效能进行验证。 仿真结果表明, 由该方法得到的测角误差估计结果估计误差小, 同时可有效减小测角误差的抖动, 得到稳定的测角误差估计结果。     

双基地前向散射雷达机动目标跟踪

为进行基于EKF(Extended Kalman Filter,EKF)的双基地前向散射雷达机动目标跟踪,基于双基地前向散射雷达(Bisktic forward scattering radars,BFSR)在其前向散射区探测隐身目标的能力明显优于单基地雷达的特点,建立常加速度和变加速度2种运动模型,使用扩展卡尔曼滤波进行目标跟踪保持,精确估计了运动目标参数(运动轨迹、速度、加速度),为该体制雷达成像、识别奠定了基础.并使用了高斯-牛顿迭代算法估计初值,提高了滤波的效率和准确性.通过对匀加速、变加速运动目标仿真,验证了提出模型和算法的有效性.     

天波超视距雷达多径信道均衡方法

具有大范围、远距离、隐身和超低空目标探测等特点的天波超视距雷达已成为目前雷达领域研究的重点技术之一.针对天波超视距雷达工作中多径效应对雷达回波信号的污染问题,提出了一种抑制多径污染的信道均衡方法.首先利用已知的训练序列对多径信道进行估计,然后利用具有一定结构的滤波器实现信道的均衡,最终达到了抑制多径信道对雷达回波信号影响的目的.仿真实验证明,该方法可以有效地对多径效应引起雷达回波信号的污染进行抑制,进而提高雷达对目标的检测能力.     

Anti-interference method for HF radars by transmitting phase-modulated chirps

Radio frequency interference （RFI） is a major problem in high-frequency （HF） radars. Conventional filtering-involved RFI suppression methods may introduce distortions to the target signals of interest and often demand extra hardware costs. In this paper, a novel method for RFI suppression by using linearly or randomly phase-modulated （PM） chirps is proposed, which enables independent analyses of the target signal and the RFI. Furthermore, the directions of arrival （DOA） of the interference are used as constraints to ensure a better DOA estimation of the target. The effectiveness of the method is demonstrated by numerical simulation results. The method can greatly improve the anti-interference capabilities of HF radars and is extremely applicable in the portable and low-cost radar systems.     

利用相对极化散射矩阵对目标进行分类的研究

在目标极化散射的经典理论基础上,根据单站雷达收发信号的特点提出了一种新颖的便于测量和计算的目标相对极化散射矩阵,并运用广义逆矩阵理论给出了该矩阵求解的方法。相关实验结果证明,通过计算目标相对极化散射矩阵可以快速有效地实现对目标的初步分类。