雷达识别及反识别技术综述

雷达识别和反雷达识别是现代雷达技术的一个重要发展方面。有关雷达识别的理论研究和技术应用正越来越引起人们的重视。近年来,国内外学者专家在雷达识别的理论研究和技术应用方面,均取得了相当大的进展。本文将对雷达识别及反识别技术作一综述,其中包括对雷达识别的定义、主要应用及分类方法、实施方法举例、雷达识别的发展趋向、反雷达识别及对抗反雷达识别的方法等。     

一种利用宽带信号对弹道目标成像和跟踪的方法

宽带成像雷达通常采用窄带跟踪、宽带成像的交替工作方式。该方法需要花费两个雷达重复周期才能完成对目标的跟踪和宽带成像,降低了雷达跟踪、成像的数据率。为了克服这个缺点,提出了一种基于宽带固态相控阵雷达对弹道目标成像同时进行跟踪的方法,一个周期就可同时完成对目标的成像和跟踪,大大节省了雷达资源,提高了雷达数据率。同时论述了宽带信号距离信息和角度信息提取方法,利用仿真和模拟试验验证了方法的正确性。     

带实时频谱监测的高频雷达系统设计

高频雷达复杂的电磁环境决定了频谱监测工作的必要性。由于雷达干扰具有随机性和突发性,因此提出实时频谱监测具有重大意义,从高频海洋表面波雷达研究着手,设计了一种具有实时频谱监测功能的雷达接收机系统,该系统能够灵活地对雷达工作时序进行控制,利用雷达的工作时间间隙对雷达的外部噪声环境进行监测和统计,以便选择合适的雷达工作频率,避开较强的外界干扰和噪声,提高雷达的抗干扰性能。     

雷达极化测量体制研究综述

极化信息的获取和利用对提高雷达目标的检测、分类识别和抗干扰性能具有重要作用,在气象观测、对地遥感侦察和防空反导等领域得到了高度重视和广泛应用。极化测量是极化信息获取和处理的基础,在雷达极化技术发展过程中出现了多种测量体制。从极化雷达的发展历程和趋势的角度,对极化测量体制进行了梳理,阐述了典型极化测量雷达体制的概念和内涵,比较分析了各测量体制间的差异和优缺点,并指出了其主要应用领域,这为极化雷达体制选择与优化设计提供有益参考。     

分布式干扰下防空导弹系统干扰跟踪区研究

为了研究分布式干扰对防空导弹系统的威胁,提出了干扰跟踪区概念,深入研究了分布式干扰的功率合成特性和干扰源分布特性,证明了合成功率与干扰源数量的线性叠加关系;分析、构建了防空导弹系统在单基地雷达、双基地雷达和网络化雷达状态下的干扰跟踪区仿真模型,并进行了实例仿真。仿真结果表明,分布式干扰对防空导弹系统单基地雷达和双基地雷达干扰跟踪区压制作用明显,对网络化雷达干扰跟踪区有一定的压制作用,说明防空导弹系统在网络化状态下具有较强的对抗分布式干扰的能力。     

相控阵雷达相干视频信号建模与仿真方法研究

针对导弹防御系统中典型地基相控阵雷达系统的仿真应用,经过对相控阵雷达的系统结构和工作原理的分析,研究了相控阵雷达相干视频信号建模方法,给出了相控阵雷达相干视频信号仿真系统的框架结构、关键模型和仿真流程,并实现了实际的仿真软件系统,为导弹防御系统中典型地基相控阵雷达的分析研究提供了平台支持。仿真结果验证了建模方法和数学模型的有效性、正确性。     

现代毫米波测量雷达的发展和研究方法

近来,轻小型弹载和直升飞机载雷达在制导、地面监视和辅助使用方面的应用已经大大地增长。在这些应用中倾向于采用毫米波雷达系统以达到高天线增益和窄波束宽度的特定要求。毫米波技术的发展,特别是固体元件的进展,已满足了研制这些雷达的需要。为了使这些雷达的结构设计最佳化,需要进行硬目标和背景杂波反射率数据的收集和分析研究,用以研制目标探测和识别用的特殊信号处理技术。本文介绍了一种方法,它利用乔治亚工学院研制的一种现代雷达进行上述所需的研究。这种雷达是现代工艺水平的、固态的、齐备的、便携的、相干的、频率捷变的、双极化的、极化捷变的K_a波段测量雷达。本文结合各种信号处理技术的研究,就雷达的各种工作方式对这种雷达作了全面的介绍。同时,通过对目标识别的适当算法的典型分析,也介绍了硬目标和背景杂波的某些初始数据。     

低截获概率雷达

本文给低截获概率(LPI)雷达的设计目标下了定义,并且对这种雷达的性能特点做了研究。本文还定义了LPI雷达的性能准则,该准则把LPI雷达能探测到目标的距离与目标上的截获接收机能探测到LPI雷达的距离联系起来了。文中对各种现役的和先进的截获接收机对宽带LPI雷达波形的响应进行了研究。LPI性能准则是LPI雷达时间带宽积和副瓣响应的函数,LPI雷达对大多数现役的和先进的截获接收机的性能准则在本文中做了估算。模糊图函数是截获接收机对LPI波形在时间和频响失配情况下的响应。本文对各种失配接收机的模糊图进行了估算。文中还讨论了一个改善截获接收机对脉冲压缩雷达波形频响的处理器。     

基于雷达方程的AN/TPY-2雷达作用距离与干扰研究

对AN/TPY-2雷达作用距离研究的目的是分析雷达的工作性能以及建立仿真平台以研究干扰其的方法。首先,利用雷达方程推导了不同雷达截面积(radar cross section,RCS)、信噪比、脉冲累积个数下的雷达最大作用距离。信噪比为5时,前置模式(RCS=10 m²)和末端模式(RCS=0.1 m²)时,作用距离分别约为3 735 km和834 km。其次,针对威胁较强的前置模式,提出使用电子干扰的对抗措施以降低雷达的检测性能。最后,基于SystemVue软件建模了雷达电子干扰系统,对不同信干比条件下的雷达检测概率进行了验证。仿真显示电子干扰能够明显降低该雷达的探测性能。     

发射信号泄露的连续波雷达方程

连续波雷达存在发射信号泄露的现象,泄露的发射信号边带噪声会淹没目标回波信号,使接收机灵敏度降低。而传统连续波雷达方程并没有考虑到这一现象对雷达性能的影响。在分析了传统连续波雷达方程的不足后,通过增加收发通道隔离度和发射信号相位噪声两个参数,对传统连续波雷达方程进行修正,使雷达方程中体现了发射信号泄露对连续波雷达的影响。这种改进的连续波雷达方程可以更切实际地描述出作用距离和雷达参数及目标特性之间的关系。     

对MIMO雷达参数的侦察估计及性能分析

针对多输入多输出(multiple input and multiple output, MIMO)雷达的侦察对抗问题,基于被动合成阵列技术构建了对MIMO雷达方位、辐射频率联合侦察估计的信号模型,通过多次不同速度联合谱估计算法实现了对MIMO雷达方位、频率的无模糊估计。此外,推导了多辐射源条件下方位与频率联合侦察估计的克拉美〖CD*2〗罗界(Cramer Rao bound, CRB)。频率已知条件下推导了对单部阵列雷达方位侦察估计的CRB表达式,并进一步分别给出了对MIMO雷达和相控阵雷达进行侦察估计的CRB闭解式,对比分析了两种体制下方位侦察估计的性能。理论分析与仿真实验表明:信号频率未知条件下,所提算法能够实现对MIMO雷达方位、频率的无模糊估计,侦察估计精度随着信噪比以及不同速度联合估计次数的增大趋近于CRB;信号频率已知条件下,对单部相控阵雷达和MIMO雷达方位侦察估计性能之比仅与相控阵雷达发射波束方向增益以及阵元个数有关。最后,仿真实验结果验证了本文理论分析的正确性和方法的有效性。     

连续波微动测量雷达及目标微动特性分析

目标或其部件微运动产生的微多普勒是目标识别的重要特征,对其进行高分辨测量和微动特征提取是识别的关键。设计了基于连续波体制的微动测量雷达方案,分析设计了收发分离的雷达微带天线,研制了X波段连续波微动测量雷达及其数据采集设备。利用该雷达实测数据采用时频分析工具对人行走的躯体、手、脚运动进行了微多普勒特征分析,实验验证了雷达测量数据的有效性。     

基于迭代方法的高逼真雷达信号环境仿真研究

随着新体制雷达的不断涌现,雷达信号样式越来越复杂。通过对大量雷达对抗侦察数据的统计分析,修正了基于迭代方法的雷达信号脉冲仿真模型,提高了雷达信号环境仿真的灵活性和逼真度。对于提供逼真、动态的电磁信号环境,评估雷达侦察设备的性能,优化系统设计,进行雷达对抗侦察人员培训,具有非常重要的现实意义。在实验仿真环节中,通过四个仿真实例验证了该方法的灵活性,并说明了该模型的优点。     

雷达半实物仿真及其关键技术研究进展

雷达半实物仿真具有成本低、灵活性强、保密性好等诸多优势。但是,随着雷达系统工作模式和处理过程日益复杂、目标姿态日渐多变,雷达半实物仿真在微波暗室脉冲信号等效测量、目标动态特性高逼真模拟等方面的挑战不断涌现。从射频注入式和辐射式两个方面,对雷达半实物仿真技术的发展历程、技术特点和实现难点进行了总结梳理,着重分析了雷达射频辐射式仿真中微波暗室设计、近距离实验、目标特性模拟与测量方法等关键技术。进一步对辐射式半实物仿真中雷达脉冲等效测量面临的瓶颈问题和解决方法进行归纳分析,为雷达半实物仿真的发展方向提供了参考与依据。     

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。     

基于VMD分解和多域联合分布的雷达辐射源识别

针对现有雷达辐射源个体识别存在的识别准确率低、难以区分同型号雷达、缺乏实采信号验证等问题,提出了一种基于变分模态分解(variational modal decomposition, VMD)和时频能多域特征联合的雷达辐射源个体识别方法。首先对雷达信号进行VMD,然后对得到的模态分量分别在时域、频域和时频域提取13种特征参数,最后结合k近邻分类器实现雷达个体识别。采用实际采集的船用导航雷达信号对所提方法和现有的其他两种方法进行了对比验证,实验结果表明所提方法在识别准确率、算法鲁棒性方面优于现有两种方法,具有一定的工程应用价值。     

基于HLA的机载PD雷达系统仿真

目前机载PD雷达的仿真研究主要集中在对其部分模块的原理验证型研究,不能实时检测和跟踪目标,而且很难集成在大型仿真系统中。针对以上问题,以实现仿真系统通用性、可重用性和实时性为目标,对机载PD雷达实时检测和跟踪目标展开了研究。首先简要介绍了机载PD雷达系统的构成原理,然后根据仿真任务需求设计了机载PD雷达仿真系统体系架构,接着对构成仿真系统各联邦成员的设计作了介绍,最后以某型号机载PD雷达为仿真实例,仿真其某个典型的工作状态,并给出部分成员的仿真结果。该仿真平台的构建对机载PD雷达研制、开发和验证有深远的意义。     

P波段ISAR信号电离层污染相位校正方法

P波段合成孔径雷达具有一定的穿透性,在军事和民用具有重要前景。利用地基P波段雷达对电离层中空间目标进行监测时,电离层会影响雷达回波信号相位。通过建模和仿真,对电离层的时空变化对雷达回波相位的影响进行了定性和定量分析,基于平移相关法提出了一种电离层参数估计方法,并利用估计的电离层参数对雷达回波相位进行校正,消除了电离层对雷达回波的污染,还原了目标图像。仿真实验及实测结果验证了该算法的有效性。     

常规雷达飞机回波调制特性的建模

为了从常规雷达回波中提取用于飞机目标识别的调制特征,依据雷达回波调制特征产生机理,推导了常规雷达直升机、螺旋桨飞机和涡扇喷气飞机回波调制特性的参数模型。分析讨论了实际飞机和常规雷达特殊性对不同类飞机旋转部件调制特征的影响。通过仿真和实际回波分析验证了调制特性参数模型的正确性、有效性和实用性。研究表明,从实际常规雷达飞机回波中可提取相对不变的、与直升机和螺旋桨飞机旋转结构相对应的调制周期特征;而对涡扇喷气飞机,调制周期特征是模糊的。     

双站雷达大有前途

双站雷达——发射和接收天线远距离分开配置的雷达,它不象单站雷达发射、接收共用一个天线(见图1)。不幸的是,过去它并未受到重视。长期以来偏见阻碍了它的应用。Skolnik对这种情况作了恰如其分的综述: 尽管双站雷达有很多有用的特性,但它在大多数雷达系统应用领域中无法和单站雷达竞争……对于某些