天波后向散射超视距雷达系统设计

该文简要论述了天波后向散射超视距雷达的特点；讨论了目标的高频能量特性、外部噪声和不利的传播效应等环境因素对天波超视距雷达的影响；并根据设计经验、相关研究和雷达试验给出了雷达设计中的一些基本原则和针对这些环境因素的相应对策。     

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.     

天波超视距雷达一阶海杂波后向散射特性分析

为了得到天波超视距雷达一阶海杂波后向散射系数变化范围及总体变化规律,以及雷达频率、海面风速、风波角、海浪有向波高谱关于海面风向的扩展程度等各参数对一阶海杂波后向散射的影响规律,针对天波超视距雷达探测的特点,引入Barrick等给出的高频雷达一阶海杂波后向散射系数模型,运用仿真分析的方法得知,无向幅度谱达到饱和时,一阶海杂波后向散射系数大概在-39 dB--14 dB,无向幅度谱未达到饱和时,一阶海杂波后向散射系数范围在-460 dB--18 dB,且频率与风速的相对大小决定了探测环境处于饱和区或非饱和区,又进一步仿真分析雷达频率、海面风速、风波角、海浪有向波高谱关于海面风向的扩展程度等参数对一阶海杂波后向散射的影响,得出各参数对一阶海杂波后向散射影响的规律,这对天波雷达目标探测策略及高频海杂波建模和滤除有指导意义.     

辅助粒子滤波实现天波超视距雷达弱目标似然比检测

针对天波超视距雷达(SKW-OTHR)对弱目标检测概率低的问题,提出基于辅助粒子滤波(APF)的似然比检测方法(APF-LK)。该方法先用状态空间模型描述SKW-OTHR系统,将天波超视距雷达目标检测问题建模为非线性非高斯系统的目标检测问题,然后利用APF输出的预测样本对应的未归一化权值近似非线性非高斯系统中的似然比,当似然比大于给定门限时认为目标存在,否则认为目标不存在,且当认为目标存在时,同时输出目标状态估计结果。仿真结果表明,与现有的基于粒子滤波的似然比检测方法相比,APF-LK方法对SKW-OTHR的弱目标检测能力提高了约0.5～1dB。     

一种基于多扫频接收方案的电离层相位失真估计算法

高频天波超视距雷达(OTHR)利用电离层的反射,具有超视距监测大区域范围内目标的能力。但电离层的时变性将导致长相干积累时间条件下相位路径失真,造成回波谱展宽,不利于舰船目标的检测。本文提出了一种基于多扫频接收方案的电离层相位失真估计算法,可获得很高的相位路径失真估计精度。通过详细的理论推证和仿真实验验证了该方案的可行性。     

分布式高频超视距雷达探测与组网技术研究

高频地波雷达海洋环境监测技术在国家863计划持续支持下已形成较为完整的自主知识产权体系,并已开始了产业化进程。随着国家海洋资源开发、生态与环境保护、防灾减灾以及国防战略等需求的日益增长,一方面要求提高雷达对沿岸海洋要素探测的精细化程度,另一方面也要求显著提升雷达对远海的探测能力,突破地波雷达目前仅能沿海岸线布设的模式。该项目研制并建设成一个分布式高频超视距雷达海洋环境监测示范网,它由一部浮标式高频地波雷达、三部具有"多发多收"工作模式的双/多频岸基高频地波雷达和一个高频天波发射站构成,通过卫星同步组成可协同工作的天-地波综合海洋环境探测网。实现近岸200 km精细化观测、岸基350 km探测、浮标式高频地波雷达条件下远至离岸1 000 km范围(涵盖日本附近、台湾以东的远海)海洋表面动力学要素信息的快速获取。开展规范化比测试验,推动高频超视距雷达风、浪、流探测尤其是对灾害性海洋天气和海上环境事故的监测进入业务化运行水平,为我国大面积海洋环境监测提供新型骨干设备。     

基于小孔径超视距目标探测的OFDM-LFM发射波形设计

针对传统天波超视距雷达接收阵列孔径大的问题,提出一种基于小孔径的超视距目标探测方法。分析了阵列孔径减小后信号接收与处理的性能损失,在此基础上采用正交频分复用线性调频信号,从发射信号设计方面提升系统性能。首先对信号进行建模,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了优化模型并进行求解。仿真表明,采用正交频分复用线性调频信号可以提升距离分辨率,采用凸优化的算法后脉压峰值旁瓣为-26.28dB,旁瓣电平平均值小于-50dB,距离门内和距离门外噪声/干扰的抑制能力得到提升,改善了小孔径超视距目标探测的处理性能。     

分时波束空间MIMO天波雷达发射ADBF方法

为简化基于MIMO(多输入多输出)技术的天波雷达扩展多普勒杂波抑制方法,分析了时间叉排线性调频连续波MIMO天波雷达与慢时间相位编码MIMO天波雷达之间的关系,提出一种分时波束空间MIMO天波雷达模型,并给出了相应的TADBF方法.该TADBF方法在分时波束空间实现,可有效抑制扩展多普勒杂波;简化了发射信号分集,在大型阵列降维处理情况下,只在各脉冲重复周期控制波束指向,无须对子阵或者波束进行相位编码,便于工程实现.仿真验证了该方法的有效性.     

基于动态RCS模型的天波雷达发现概率计算方法

针对现有方法影响因素考虑不全导致计算结果与实际情况有较大偏差的问题,提出了一种改进的天波雷达飞机目标发现概率计算方法。归纳了不同电离层状态对天波雷达探测距离的影响。考虑目标在给定航路飞行过程中的雷达截面积随姿态变化,建立了目标动态雷达截面积计算模型。在此基础上,利用瞬时发现概率模型和综合发现概率模型求得天波雷达飞机目标发现概率。实例计算结果表明:电离层Es全遮蔽状态导致目标发现概率下降了0.273,不同航路和飞行姿态条件下目标发现概率差异较大,最大差值达0.253。     

天波超视距雷达信号处理的并行化

在Sun工作站群，Sun HPC Cluster Tools系统和MPI消息传递接口环境下，研究了天波超视距雷达信号处理的并行化，对其两个核心部分二维FFT(距离-多普勒变换)和数字波束形成实现了并行。通过不同粒度并行方案的比较发现，粗粒度方案在MPI环境下具有较好的并行效果，同时在现有硬件和软件环境下进行了方案的比较、选择、可扩展性的分析和设计，实验结果表明，并行处理方案在数据处理的速度和实时性方面有较大提高。     

利用蒸发波导进行超视距探测的条件研究

蒸发波导是海洋大气环境中出现频率最高的波导,利用蒸发波导实现超视距探测是扩大雷达测量范围的一种特殊方法.其中,雷达实现超视距探测的条件是关键问题之一.根据电波传播理论和蒸发波导特征,从蒸发波导的判别、雷达工作波长和频率、电波射线的初始发射角,以及雷达天线所处的位置等方面分析了雷达实现超视距探测的必要条件.结果表明,要实...     

分布式天波雷达电离层短波信道预测软件开发

分布式MIMO天波雷达探测是基于电离层对短波电磁波的折射作用,因此,在进行正式探测前需预测出电离层短波信道性能,选取合适的探测频率,以保证探测过程的高效可靠。本文针对此需求开发了分布式MIMO天波雷达电离层短波信道预测软件,首先提出了软件总体模块架构,然后介绍了信道预测关键技术和最佳频率排序算法,最后基于微软基础类框架完成了软件开发。仿真实验表明,该软件可快速预测分布式天波雷达各探测信道并选取最佳探测频率,同时具有良好的扩展性。     

天波雷达子空间分解类海杂波抑制方法评估

构建了基于子空间分解的天波超视距雷达海杂波抑制方法统一模型,并在该模型下阐释了基于特征值分解、奇异值分解和高阶奇异值分解三种典型方法的机理,给出了模型预设参数的选取方法,结合信杂比改善因子比较分析了三种方法在不同数据条件下的性能,并讨论比较了实现复杂度.最后通过对实测海杂波数据的处理分析验证了三种典型方法在存在低可探测舰船目标下的有效性和鲁棒性,试验表明:基于高阶奇异值分解的海杂波抑制方法的有效性和鲁棒性较优.     

分布式多输入多输出雷达的侦察分析

分布式多输入多输出(MIMO)雷达利用空间分集增益,提高检测和估计的性能,从而在电子对抗中产生了诸多优势。该文针对分布式MIMO雷达的侦察问题,首先提出了一套完整的侦察方案,建立起侦察一方与雷达一方的互动机制。该方案采用一个接收阵列采集雷达信号,并通过对雷达发射机数目和方位的估计,实现在空间上对多个雷达信号的分离,继而判断出是否存在分布式MIMO雷达。分别从侦察一方与雷达一方的角度出发,提出侦察与反侦察的策略和算法。研究结果表明:采用相对更多的接收阵元数以及选用改进的波达方向估计算法可以提高侦察能力;采用非均匀、大范围的MIMO雷达布阵方式以及利用MIMO雷达的选择性分集和波形优化可以提高雷达的反侦察能力。     

侦察雷达对辐射源定位方法的研究

侦察雷达对目标的定位分为平面定位和空间定位。平面定位是指确定雷达辐射源在某个特定平面上的位置,空间定位是指确定雷达辐射源在某一空间中的位置。由于雷达侦察设备本身是无源工作的,一般不能测距,因此实现对侦察雷达的定位还必须要具备其他的条件。根据定位条件的不同,可分为单点定位和多点定位。     

极化技术在雷达侦察中的应用

为了提高复杂电磁环境下雷达侦察的分选和识别能力,提出了一种可用于ESM(Electronic Warfare Sup-port Measures)、ECM(Electronic Counter Measures)系统的极化接收机实现方案。分析了极化技术在雷达侦察中的优势,研究了极化失配所造成的功率损失和距离损失,讨论了应用极化技术提高雷达侦察能力的可能性和可行性。结果表明,极化技术是解决复杂电磁环境下雷达侦察的一种有效途径。     

雷达-电子战-通信一体化系统雷达侦察作战效能模型研究

雷达-电子战-通信一体化系统代表着未来机动平台多传感器系统发展的必然趋势,本文构建雷达-电子战-通信一体化系统雷达侦察作战的指标体系,对ESM功能的设备进行功能划分,采用WSEIAC模型对其侦察效能进行评估。所得结论可为雷达侦察装备的研制论证提供依据,也可为雷达干扰提供前期信息保障。     

基于目标优先级的增量式雷达辐射源信号参数识别方法

陆、海、空的战场侦察、监视、定位和跟踪等应用领域产生了海量、动态增加的雷达辐射源信号参数侦察数据。传统雷达辐射源信号参数分析方法无法高效利用新侦察数据,以提高雷达辐射源识别能力,特别是难以应对高威胁级别的辐射源目标的识别。提出一种基于目标优先级别的增量式雷达辐射源信号参数分析方法,能够有效针对新辐射源信号参数侦察数据进行增量式学习,大大提高高威胁雷达辐射源目标的识别能力。仿真实验证实了该方法的有效性。     

冲击干扰对高频地波雷达目标检测的影响

高频地波雷达依靠垂直极化电磁波沿海洋表面超视距传播,在军事和民用领域发挥着非常重要的作用。本文根据冲击干扰在雷达多普勒域存在的奇异性特征,利用小波分析法在距离分选后的距离时间序列上检测冲击干扰,并在此基础上进一步采用多种多普勒信号恢复方法,对不同的恢复效果进行了比较,成功地改善了冲击干扰对高频地波雷达的影响。     

一种基于蚁群算法的多平台ESM信息数据融合方法

随着雷达技术的日益发展,单舰雷达侦查系统已经不能满足复杂电磁环境的需求.为了克服传统的单舰雷达侦察系统的不足,文章采用多舰协同侦察的思想,首先共享其他平台侦察的ESM信息,然后采用蚁群聚类算法对ESM信息进行相关处理,并对相关的雷达辐射源信号特征进行信息融合,从雷达辐射源知识库中找出要协同识别的雷达型号.