蒸发波导中雷达异常性能的仿真与分析

蒸发波导是海洋大气环境中一种常见的异常折射结构,它能够陷获电磁波并改变电磁波的传播轨迹,进而影响雷达对目标的探测性能。主要通过构建雷达性能评估的仿真模型和方法,利用仿真的结果分析了蒸发波导环境中雷达的异常探测特征。首先介绍了基于电磁波传播的抛物数值方程以及裂步傅立叶算法技术的雷达探测评估方法,应用这一方法对不同蒸发波导环境下雷达的探测进行仿真计算,分析了由于大气波导环境的影响所产生的雷达低空异常探测特征。     

利用组合脉冲解决超宽带雷达中探测盲区问题

为了解决脉冲压缩技术运用于超宽带（ultra-wideband,UWB）雷达系统中在增加其最远探测距离的同时也增加了探测盲区这一问题,提出一种利用长短脉冲相组合的伪随机（pseudo random noise, PRN）码调制的二相编码UWB信号作为雷达信号发射源,在满足短脉冲的最大探测距离大于长脉冲的最小探测盲区的条件下,解决UWB脉冲压缩雷达系统探测盲区的问题。Matlab仿真结果表明了理论分析的正确性及所提出的方法可以很大程度减小雷达探测盲区,说明所提出方法的可行性与优越性。     

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。     

航空集群协同反隐身构型与机动策略

针对航空集群独立反隐身的任务需求,提出使用集群任一成员机载雷达作为发射阵元,群内其他成员机载雷达作为接收阵元,构建多部双基雷达,利用雷达收、发分置带来的空间分集优势,在隐身目标不同方位探测其散射的电磁波,形成反隐身能力。研究了接收节点在不同距离和方位配置时形成的反隐身探测空域;针对机载雷达扫描角限制造成的前向空间探测盲区,提出了3种集群飞行器机动策略。仿真结果表明,航空集群各节点均能够形成一定的反隐身探测能力,不同集群构型能够适应不同威胁等级的反隐身任务需求;发射节点通过S形机动能够达成良好的雷达补盲效果。     

基于隐马尔可夫模型的OTH雷达模式识别和目标定位

针对超视距雷达目标探测中的多模传播问题,提出了基于隐马尔可夫模型的Viterbi算法,以传播模式为状态序列,以斜距为观测序列对每一次雷达重访下的每个回波进行模式识别,并在此基础上提出了利用Bayes线性模型的方法对每次雷达重访下的目标位置进行估计.通过蒙特·卡洛模拟,结果表明该方法在不同的雷达操作频率和电离层存在扰动的情况下都具有具有很高的正确性.     

双基地高频地波雷达三维曲面定位精度分析

双基地高频地波雷达发射垂直极化电磁波沿海面绕射传播来探测海上和空中目标,导致地球曲率对探测精度的影响不可忽略。通过建立局部球面三维坐标系,在局部球面坐标系中求解不同测量子集下的目标高度解析式,并求解不同测量子集下的定位精度几何分布(geometric dilution of precision, GDOP)。仿真分析目标在不同飞行高度时各测量子集的GDOP分布特性,最后得到飞行目标定位的最优测量子集分布图。     

一种基于GPU的雷达探测区域快速可视化方法

雷达作用范围和遮蔽盲区的快速计算和三维可视化是复杂电磁环境研究的重要内容.基于抛物方程建立了雷达探测范围的数学模型,对于三维地形遮蔽雷迭作用范围形成的盲区,采用碰撞检测方法进行估算,并利用图形硬件(GPU)的加速功能实现了盲区估算的快速算法.实践证明,快速计算雷达的地形遮蔽盲区可以为用户决策提供支持,具有重要的工程应用价值.     

蒸发波导环境中基于ZMNL的海杂波仿真

针对海上蒸发波导环境中雷达目标的识别,提出了蒸发波导中基于零记忆非线性变换(ZMNL)的海杂波实现方法。该方法确定了海杂波K分布参数与蒸发波导高度间的关系,可得到不同蒸发波导高度、不同探测距离处的相关K分布杂波序列。给出了应用该方法产生杂波的具体步骤,仿真实验证明了该方法用于蒸发波导中海杂波建模的有效性。     

全息穿透雷达非平整表面杂波抑制算法研究

针对全息穿透雷达应用于无损探测时非平整表面杂波干扰难题,提出一种基于双频对消的非平整表面杂波抑制方法。该方法首先在设定条件下获取高低两种频率下的雷达回波数据,并建立相应回波信号模型。通过分析不同频率雷达回波中目标信号与非平整表面信号特点,结合理论推导估算模型中的各项参数,并拟合出表面回波的近似值,最后与原回波对消以抑制雷达图像中的非平整表面杂波。通过仿真与实测数据实验,验证了所提方法的有效性。     

频率选择表面结构中Floquet模的传播特性分析

频率选择表面结构在平面电磁波照射下,来自阵列的辐射电磁场以Floquet模形式存在,从电磁波传播的角度对Floquet传播模和衰减模进行了物理解释。详细分析了频率选择表面结构中,Floquet模传播时的频率变化特性,给出两个重要结论。通过一些具体阵列,研究了介质加载、栅格外形以及入射角对栅瓣出现和表面波频率的影响,得到一些有意义的规律,为频率选择表面结构电性能设计提供了依据。     

双频率高频地波雷达船只目标点迹关联与融合处理

单频率高频地波雷达海上目标探测会受到一阶海杂波和高频谐振区目标回波强度起伏的影响,引起目标漏检。利用实测船只探测实验数据,分析了双频地波雷达目标探测的特点,并重点分析了海杂波对目标探测的影响,指出双频雷达可以克服单一频率目标探测中漏检的缺陷,提高船只目标的检测率。通过分析双频地波雷达检测结果的不同分类及处理方式,给出了双频地波雷达目标点迹融合处理方法,讨论和分析了目标点迹关联中距离门、速度门和方位门等参数的选取原则及影响因素。最后利用实测同步的自动识别系统数据,评价了目标点迹融合的探测精度。     

副炮雷达与箔条干扰战斗使用电磁兼容模型

为解决某副炮与箔条无源干扰间战斗使用电磁兼容问题，采用系统分析方法将空城电詹兼客性分解为箔条云是否在方位和俯仰方向上进入副炮雷达波束进行讨论，建立了相应兼容性判断模型并编制了仿真软件。仿真表明该模型具有较高准确性，对我新型舰艇无源干扰发射决策和反导火力分配决策的制定具有较大意义，并对其他类似研究具有借鉴意义。     

地海交界分区域复合粗糙面建模及电磁散射特性研究

研究了地海交界分区域复合粗糙面的建模方法及其电磁散射特性。采用蒙特卡罗方法建立地海交界分区域复合粗糙面模型,采用高斯谱模拟实际地面,采用变浅系数与北海联合海浪计划(joint north sea wave project, JONSWAP)谱结合而成的有限水深海谱模拟实际近海海面,基于分区域复合粗糙面建模理论,运用多种加权反正切函数处理实现了线型、月牙型、峡谷型自然环境。考虑了各介质区域内部的面元耦合以及区域之间和交界处面元的耦合作用,对地海交界分区域复合粗糙面的散射问题,提出了一种基于分区域面元的迭代物理光学法,采用快速远场近似（fast far field approximation, FaFFA）与局部耦合技术加速其迭代过程。对比了陆地粗糙面、海面和地海交界分区域复合粗糙面的电磁散射特性,计算了分区域复合粗糙面的散射系数,并讨论了极化方式、入射角、边界形状、陆地粗糙面的均方根高度、相关长度和近海海面的风速对地海交界分区域复合粗糙面电磁散射特性的影响。基于迭代物理光学法所获取的分区域复合粗糙面总散射场,采用正侧视条带式成像模式,选用距离多普勒算法对不同特点的地海分区域复合粗糙面进行合〖JP2〗成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像,并讨论了陆地粗糙面与海面各自的相对介电常数对SAR成像的影响。该研究包括了地海交界环境的建模、电磁散射特性的求解及其SAR成像,由仿真结果得到了地海交界分区域复合粗糙面的SAR像特点,对反演地海交界环境的电磁特性以及遥感、探测具有借鉴意义。     

基于近场散射模型的超低空目标雷达回波模拟

近区超低空目标具有更为复杂的电磁散射机理,需要建立更为精细灵活的回波模型.基于改进的物理光学与等效电磁流方法建立了目标的近场散射模型,结合面元模型与"四路径"模型提出环境与多径的近区散射计算方法.利用建立的电磁模型,以雷达导引头探测近区超低空目标为应用背景,建立了雷达回波信号模型.验证了近场电磁模型的有效性,仿真分析了...     

双基地高频雷达一阶海杂波多普勒频移展宽效应

通过分析杂波单元上双基地角的变化,定量分析了双基地高频地波雷达一阶海杂波多普勒频移展宽效应,给出了展宽效应在雷达探测区域上的空间分布,分析了展宽效应的影响因素。同时分析了极限双基地角时的谱展宽效应和零频附近的一阶海杂波能量分布。分析表明,双基地杂波单元上的一阶海杂波Bragg峰多普勒频移是一个连续谱,因而在基线和发射机附近会形成雷达盲区。     

高频地波雷达飞行目标高度属性判别

高频地波雷达飞行目标高度估计一直是工程上尚未解决的热点问题。然而在实际工程应用中,更加关心的是被探测到的飞行目标是高空还是低空的高度属性问题,而且飞行目标高度属性判别研究比精确估计目标的具体飞行高度更有实际应用意义,且更容易在实际系统中实现。基于上述工程设计思想,提出高频地波雷达飞行目标高/低属性判别工程化方法,首次解决了高频地波雷达飞行目标高度属性判别问题。所提方法利用垂直极化电波在高空和低空高度区域的不同电波传播衰减特性构建高度属性判别算法,不仅判别目标高度属性,而且给出高度属性判别可信度。实测数据处理表明,所提方法能够利用少量观测数据快速判别飞行目标高度属性,可信度达到90%以上。     

高频地波雷达海杂波神经网络选择集成预测

针对高频地波雷达海杂波的混沌特性,提出了一种新的海杂波神经网络集成预测方法。该方法在重构的相空间中估计所有神经网络在预测样本邻域内的预测性能和错误关联,进行神经网络的自适应选择和动态集成,实现海杂波的神经网络集成预测。在OSMAR2000高频地波雷达系统海洋目标实测数据上的测试结果表明,该方法具有较高的海杂波预测精度。     

基于STAP的电离层杂波抑制方法

高频地波超视距雷达能够完成视距外的海洋环境监测以及目标检测与跟踪,但是电离层杂波的存在会使高频地波超视距雷达的目标检测和目标跟踪等性能严重降低,特别是当目标方位与电离层杂波方位一致或相近时,目标检测难度大大增加。利用实测数据分析了电离层杂波的相关性,根据电离层杂波的特点,提出了基于空时自适应处理方法抑制电离层杂波,并通过实测数据,验证了方法的有效性。