部分相关MIMO雷达比幅单脉冲测角性能分析

对多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达发射部分相关波形时,比幅单脉冲方法的角度测量性能进行了理论分析。通过建立MIMO雷达的一般信号模型,采用矩阵微分的方法对噪声引起的比幅单脉冲左右波束输出信号的起伏进行了统计分析,从而给出了部分相关MIMO雷达体制下比幅单脉冲方法的理论测角性能。由得出的结论可以直接得出正交MIMO雷达及相控阵雷达体制下比幅单脉冲方法的理论测角性能。通过数值仿真实验对部分相关MIMO雷达下比幅单脉冲方法的性能进行了仿真分析,并验证了理论分析的正确性。     

基于极化单脉冲雷达扩展目标角度估计方法

当单脉冲雷达受到箔条质心干扰时, 将视为波束内存在两个不可分辨的目标, 由于目标和箔条干扰回波混叠耦合, 导致单脉冲测角偏差, 最终致使目标跟踪丢失。对此, 利用宽带单脉冲雷达测角精度高的优点和极化信息, 提出一种基于极化单脉冲雷达的扩展目标角度估计方法。首先,分析宽带单脉冲雷达体制下箔条质心干扰的特点, 给出扩展目标双极化和差信号模型。然后, 根据和、差通道极化回波信号, 通过联立方程组, 估计出目标和箔条干扰的到达角(angle of arrival, AOA), 为后续利用目标角度信息跟踪目标提供条件。最后,通过蒙特卡罗仿真实验分析关键参数对目标角度估计性能的影响, 并与传统单脉冲雷达体制的测角方法进行比较。理论分析和仿真实验表明, 在质心干扰条件下, 宽带单脉冲雷达估计目标AOA的性能要优于传统单脉冲雷达。     

主瓣掩护式干扰背景下单脉冲雷达角度估计

主瓣掩护式干扰会导致单脉冲雷达的探测、跟踪、识别性能严重下降，如何在该场景下进行目标角度估计是单脉冲雷达面临的经典问题。为解决该问题，提出了一种单脉冲雷达目标角度估计算法，该算法运用残差矩阵Frobenius-范数(以下简称残差矩阵F-范数)最小化准则提取目标回波及干扰信号并估计其来向。仿真结果表明，该算法相比主瓣干扰对消(mainlobe jamming cancellation, MLC)算法，测角精度更高，稳定性更强。     

基于单脉冲复角测量减小天线指向波动的方法

针对雷达导引头下视超低空目标时,由于多径干扰造成单脉冲测向天线指向波动,导致目标跟踪丢失的问题,提出了一种基于单脉冲复角测量调整天线伺服系统的准则。首先，根据弹目相对运动关系,构建了镜像干扰情况下的单脉冲测角模型,详细分析了天线指向波动对目标稳定跟踪的影响。其次,提出了一种采用单脉冲复角测量目标高度的方法,并利用指向角度与指向高度同步变化的特性,推导出天线指向角的波动关系式,给出了天线伺服系统调整的准则。最后，仿真结果验证了所提方法的有效性。     

交叉极化角欺骗干扰的极化抑制方法研究

针对交叉极化角度欺骗干扰的对抗问题,提出了一种利用极化信息进行识别并抑制干扰的措施和方法。首先分析了单脉冲雷达测角和交叉极化角度欺骗干扰的基本原理,然后给出了单脉冲极化雷达的角度测量算法;在此基础上,利用交叉极化干扰在雷达测角系统中不同极化通道响应函数的差异,提出了具有自动识别与抑制交叉极化干扰的实用角度测量算法,给出了应用该算法的具体步骤,理论分析和计算机仿真均证实了此算法的正确性和有效性。     

面向应用的射频仿真系统近场效应误差修正

根据当前射频仿真系统的具体应用,介绍了用单脉冲比幅测角方式的近场效应修正方法。通过计算导引头的到达角误差,在三元天线组振幅的梯度方向上调整振幅幅值,使到达角误差趋于零。由此时的三元天线组振幅值计算合成目标的位置,生成方位角和俯仰角的近场效应误差修正表格。推导出适合于波导裂缝阵天线导引头的单脉冲比幅测角模型,并针对均匀圆形阵的波导裂缝阵天线特点,简化了单脉冲比幅测角时所需要的和、差信号的计算方法。本文方法所生成的近场效应误差修正表格对方位角的精度及对俯仰角的精度。满足实际应用的精度误差要求。简化后的单脉冲比幅测角在满足精度要求的同时,降低了算法的复杂度,平均提高程序运行时间55%。     

MIMO雷达比幅单脉冲测角精度分析

和差比幅单脉冲测角方法由于实现简单且测角精度高,在雷达系统中得到广泛应用。研究多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达的比幅单脉冲测角技术及其精度问题,采用全微分方法详细推导了MIMO雷达和传统相控阵雷达的单脉冲测角精度,得到了准确的测角误差函数表达式。通过计算机仿真,验证了理论分析的正确性,并在相同信噪比条件下,对两种模式下的测角精度进行了比较。     

相干源诱偏下比相被动雷达导引头测角性能分析

从比相单脉冲测向体制出发,推导出比相体制PRS跟踪相干两点源的数学模型,对两点源诱偏下被动雷达导引头的测角性能进行了分析,指出比相体制导引头无法分辨雷达和相干源诱饵,PRS将跟踪雷达和诱饵的合成相位中心,跟踪角度不固定且不断变化。仿真结果和实测数据均验证了结论的正确性。     

基于互协方差稀疏重构的MIMO雷达低仰角估计算法

针对低空目标仰角估计时, 多径信号间的混叠严重影响雷达的测角性能的问题, 基于压缩感知理论的波达方向(direction of arrival, DOA)估计算法与多输入多输出(multi-input and multi-output, MIMO)雷达体制结合起来共同进行低空目标DOA估计的研究, 提出了一种基于互协方差矩阵稀疏重构的MIMO雷达低空目标DOA估计算法。首先, 对MIMO雷达多径接收信号广义匹配滤波后的虚拟矩阵向量化处理, 并针对向量化后虚拟孔径扩展带来运算量大的缺点, 通过降维处理来减少运算量; 然后利用多快拍数互协方差矩阵中的噪声独立不相关的优点, 降低噪声影响, 提高算法估计性能; 最后转化为凸优化问题进行稀疏恢复。仿真结果表明算法在直达信号与多径反射信号相互削弱的情况下, 仍能有效估计低空目标的仰角, 较L1-SVD和L1-SRACV算法对低空目标具有更好的仰角估计性能。     

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。     

防空导弹主动雷达导引头低空性能分析

雷达导引头低空性能主要受地杂波和多路径效应的影响。本文利用雷达不可分辨双源理论重点分析了单脉冲雷达导引头在有多路径效应存在时的角跟踪性能,并通过实例建立了利用布儒斯特角效应和目标与镜像的多普勒频率差从多路径干扰中分辨真实目标的定量分析方法。     

低空多路径下目标特性参数对PD导引头影响研究

为了得到低空多路径下目标特性参数对脉冲多普勒(pulse Doppler, PD)导引头目标检测的影响,根据导引头、目标空间几何关系,推导了考虑存在多条路径情况下的导引头测量单脉冲比表达式,并指出多普勒频差小于导引头速度门带宽是多径效应对PD导引头产生影响的前提。通过对相位差求取微分的方法,得到了多径回波和目标回波的多普勒频差,给出了多普勒频差与弹目飞行高度、弹目速度、弹目距离关系的解析式,解析式能为导引头末制导阶段的弹道设计提供参考和帮助。     

半主动式导弹低空多路径效应的计算

对于半主动式多普勒导弹低空多路径效应给出了一个完整的仿真模型 ,它包括雷达天线模型、地面散射模型和目标模型三大部分 ,针对不同的目标航迹、导弹航迹和地物类型 ,通过它们的几何关系和散射关系结合起来。其中最重要的是地面散射模型 ,本模型可对低空目标的多路径效应进行功率计算。如果给定天线的有关参数 ,还可以对测角误差进行预估。最后给出了一些具体结果。     

多径环境下的无源分布式孔径雷达成像方法

研究多径环境下分布式孔径无源雷达成像方法,首先针对分布式孔径探测,给出一种新的无源雷达回波模型,该模型适用于复杂的多径散射环境,而且不需要已知发射源信息。然后研究一种基于二元假设检验的成像方法,依据最大信噪比原则构造检验统计量,该统计量依赖于空间位置信息,通过对成像区域中的每个位置进行检测,可实现空间分辨,获得成像结果。接着详细分析该方法在多径散射环境中的性能,并在模拟多径环境中采用地面数字电视信号对成像方法进行仿真实验验证。理论分析和实验结果表明,采用空间可分辨的检验统计量形成图像可以正确重建目标,并且可利用多径效应进行成像。     

A method of Robust low-angle target height and compound reflection coefficient joint estimation

It is always a challenging issue for radar systems to estimate the height of a low-angle target in the multipath propagation environment. The highly determinist...     

基于多普勒盲区的低空突防航线规划

预警机雷达为了完成在地物杂波背景下的目标探测,通常采用脉冲多普勒(pulse Doppler, PD)体制,而多普勒盲区是PD体制雷达的固有问题。在分析地物杂波特性和多普勒盲区形成机理的基础上,提出了一种基于多普勒盲区的低空突防航线规划方法,并给出了固定时间步长的搜索方法对该规划进行求解。沿此航线的战机利用多普勒盲区可实现相对于预警机雷达的“隐身”,而低空飞行又可有效规避地面雷达的探测,因此该航线可以大大提高战机突防的成功率。仿真实验结果验证了本文提出的基于多普勒盲区的低空突防航线规划方法的正确性及有效性。     

单/双基地雷达的低空探测性能研究

从雷达方程出发,提出单、双基地雷达探测目标的判定式,通过实时采集典型目标的单双站雷达散射截面,计算出单、双基地雷达对该目标的低空探测范围图,得到有价值的结论。通过比较分析,证明双基地雷达在对目标低空探测方面优于单基地雷达,为双基地雷达用于工程实践提供了理论依据。     

LFMCW体制下基于TDPC-JDL的低空风切变风速估计方法

机载气象雷达下视探测低空风切变时目标信号会淹没在强杂波背景中,针对风场速度估计不准的问题,提出了一种线性调频连续波(linear frequency modulated continuous wave, LFMCW)体制下基于两维两脉冲对消-局域联合处理(two dimensional pulse-to-pulse canceller-joint domain localised, TDPC-JDL)的低空风切变风速估计方法。该方法首先利用载机速度和雷达工作参数设计TDPC预滤波器对回波数据进行预滤波,降低杂波功率;然后,利用局域联合处理对预滤波后的数据进行空时二维滤波;进而实现风场速度的准确估计。