蒸发波导环境下雷达电磁盲区的分布特征

蒸发波导是近海面大气环境中出现概率最高的一种大气波导,利用蒸发波导可以实现雷达超视距探测.然而,由于蒸发波导的存在,雷达的电磁盲区也会发生不同的变化,从而对岸基、舰船雷达的探测性能产生极大的影响.基于射线追踪技术,构建了电磁波传播路径的微分计算方法,并对蒸发波导环境中的岸基、舰船雷达电磁盲区随雷达天线高度变化特征进行了...     

5.5GHz锁相频率合成器的设计

利用大气波导实现雷达超视距探测已成为扩大雷达探测范围的有效手段。要实现雷达超视距探测,首要问题是需要利用高精度的大气波导测试仪对大气波导的特征信息进行测量。针对大气波导测试仪对高精度频率合成器的要求,首先,结合现有的射频集成模块,通过选取合适鉴相器和压控振荡器,并根据设计要求对其内部参数进行合理设置,使之满足要求;其次,对决定锁相频率合成器整体性能主要因素的环路滤波器进行优化设计。通过仿真软件ADS对设计出的电路进行仿真与优化,最终得到了符合设计要求的5.5 GHz锁相频率合成器。     

岸基微波超视距雷达探测距离预报方法

提出了一种预报岸基微波超视距雷达最大探测距离的方法.实时采集岸海交界处的气象水文信息,利用P-J模型获取蒸发波导折射率剖面,用抛物方程模型计算电磁波传播损耗,通过修正后的雷达方程得出最大探测距离的预报值.基于上述方法设计并实现了岸基微波超视距雷达探测距离预报系统,对预报系统进行实验并与实际观测结果进行比较,表明:该预报系统的预报结果与雷达实际观测结果的偏差大部分小于40km,具有较高的预报精度.     

海面蒸发波导对电磁波传播的影响

阐述了电磁波传播的抛物近似方程数值模型及其步进类型的傅里叶变换解法,利用该模型对海面上高度30 m的蒸发波导中的电磁波进行了数值模拟,并运用模拟结果分析了蒸发波导对电磁波的陷获作用;通过与标准大气折射环境情况进行对比,证实了海洋蒸发波导环境下雷达实施超视距探测的可行性;根据抛物近似方程模式,给出了电磁渡在海洋边界层大气中的传播损耗计算式;最后,给出了电磁波被俘获到波导层中形成波导传播所满足的波长(频率)、发射角度以及发射源与蒸发波导所处的相对位置的关系.     

基于抛物方程的蒸发波导传播研究

蒸发波导是近海面一种常见的异常大气折射结构,它能够部分陷获电磁波,从而改变电磁波传播特征,为实现电波超视距传播提供条件.使用分步傅里叶算法对电磁波传播的抛物方程模型进行求解,然后基于不稳定层、稳定层和中性层的修正折射率剖面,通过仿真得到了蒸发波导环境中不同层结条件下的空间场分布.     

海上蒸发波导多径传输建模

文中对电波在海上蒸发波导内的传输模型进行研究,在设定的波导模型下研究海面环境和蒸发波导对射线幅度衰减的影响.在不同海面情况进行仿真给出电波衰减模型.文中详细分析了海洋环境对波导内传输信号影响的程度.通过射线追踪技术研究蒸发波导的多径参数及其分布,给出到达角、到达高度分布的参考模型,得到传输100 km后信号的多径时延在10-9～ 10-7s之间.并据此建立蒸发波导多径传输模型.     

蒸发波导下海上搜索雷达天线架设高度研究

为选择能最大程度发挥海上搜索雷达探测能力的天线架设高度,首先分析了蒸发波导条件下的雷达探测距离计算方法,随后分别选择黄海、东海和南海某海区海面历史气象水文数据,计算各条数据在各波段不同天线架设高度条件下的雷达探测距离及其差值,并对距离差值的分布进行统计与分析,从而得出天线架设高度选择有关结论.研究结果表明:天线架设高度的选择应考虑雷达工作频率和主要使用海区的气象环境.     

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.     

X波段船用导航雷达四通道接收机的研究和设计

导航雷达是一种相当成熟和广泛使用的船用设备,但多采用单通道接收技术,其功能简单,精度不高;而采用多通道接收机和先进信号处理技术的新型导航雷达,具有高精度,多功能,兼具超视距(利用大气波导效应)和能够探测超低空飞行器等优点。本文结合实际产品的研制过程,提出了新型雷达的多通道接收机的设计指标,阐述了原理,并对多个关键指标进行了理论分析,最后给出了产品的研制结论。     

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。     

Performance comparison of GA,PSO, and DE approaches in estimating low atmospheric refractivity profiles

Particles swarm optimization (PSO) and differential evolution (DE) algorithms based on optimization are employed to estimate low atmospheric refractivity profiles from radar sea clutter. Low atmospheric refractivity profiles are modeled as evaporation ducts. The objective functions, which are used to evaluate the fit of simulated and measured power in estimation procedures, are also investigated at different frequencies such as L-, S-, C- and X-frequency at 10 m/s wind speeds. The results show that all the objective functions are multi-peak functions. The Adjusted Barton Model of radar cross section (RCS) is adopted. PSO and DE algorithms are compared with genetic algorithm (GA) by 200 Monte Carlo simulation estimations. Simulation results indicate that DE has the best global search ability, and PSO has the highest success probability. According to the statistical results, PSO algorithm with the population size 30 is the appropriate way for evaporation duct estimation.     

频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测方法

为了实现频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测,提出一种基于广义似然比检验(GLRT)和条件广义似然比检验(CGLRT)的检测方法.分析了该方法的积累检测性能和解角度模糊性能,并且针对由频率分集引起的多普勒差异问题,提出基于Keystone变换的多普勒补偿方法.理论分析和仿真结果表明,与单频工作的分布式子阵雷达相比,频率分集分布式子阵雷达具有更好的相参积累检测性能,并且能够降低栅瓣的影响,提高解角度模糊能力.通过Keystone变换可在目标径向速度未知的情况下,进行多普勒差异的补偿,实现频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测.     

频域积累与EMD去噪结合的微动信号检测算法

 超宽带生命探测雷达具有穿透能力强、距离分辨率高、抗干扰能力强等诸多优点,在防暴、救援、反恐等领域有很高的使用价值。由于穿墙生命探测雷达回波信号具有杂波干扰严重,且生命信号与背景噪声相互交叠等特点,利用传统数字滤波方法无法有效检测人体微动信号。针对此问题,本文提出一种利用频域积累与经验模态分解（EMD）相结合的人体微动信号检测算法,利用频域积累提高回波信号的信噪比,利用EMD 方法进行进一步的去噪处理。该算法不仅具有频域积累可以有效提高信噪比的优点,而且具有EMD 方法自适应分解信号的能力。同时,它克服了在低信噪比情况下,频域积累实时性不强,以及EMD 方法不能有效去除杂波的缺点。仿真和实验证明,该算法既可以有效提高雷达回波信号的信噪比,又可以改善单纯使用频域积累实时性不强的缺点,利用该算法对雷达回波信号进行处理可以准确快速地检测出人体的呼吸频率,是一种很好的穿墙雷达微弱信号检测新方法。     

压制干扰条件下雷达探测区域研究

在研究雷达天线方向图模型的基础上,推导出无干扰、SSJ(self screening jamming,自卫式干扰)、单SOJ(stand-off jammer,远距离支援干扰)、多SOJ情况下常规雷达、频率捷变雷达的最大探测距离计算公式,针对不同情况给出不同的计算机仿真方法,可有效地对雷达在干扰条件下进行效能评估.利用该方法对多种情况下的雷达探测区域进行仿真,得到雷达探测区域分布图和盲区系数,对仿真结果进行分析,得到如下结论:SSJ条件下雷达探测区域减小严重,基本无法正常探测,但形状规则;SOJ条件下雷达探测区域不规则,在干扰方向上探测距离减小显著,在其他方向上仍可达到较大的探测距离,频率捷变雷达可有效对抗压制性干扰.由多干扰条件下雷达探测区域的研究和仿真可见,干扰布局不同盲区系数差别明显.     

一种大多普勒容限的伪码调相连续波雷达

针对伪码调相雷达信号的多普勒敏感性,构建了一种基于m序列移位相乘特性的伪码调相连续波雷达系统.该系统通过对正交化后的目标回波信号进行延时交叉相乘求差处理,其多普勒容限可达子码重复频率的一半,因此可以有效应用于高速超高速目标的搜索和跟踪.由于脉压输出为频域的幅度调制信号,静止和低速目标干扰也能得到有效抑制,故该系统还兼具动目标检测功能.该文给出了雷达系统框图及实现方法,并进行了理论分析和系统仿真,展望了其工程价值.