舰载相控阵雷达仿真系统研究与实现

对于舰载相控阵雷达这类复杂系统的仿真,软件系统的设计起着至关重要的作用。为了更有效的进行舰载相控阵雷达的仿真研究,在模块化的基础上,引入了分层设计的思想,建立了分层模块化、易于扩展的仿真软件体系结构,给出了总仿真流程,并着重分析研究了其核心模块的功能、原理和实现流程,构建了仿真软件系统。仿真结果充分验证了模型和方法的可行性和有效性。

Abstract：

The design of software system is very important to the simulation of complex system such as shipborne phased array radar. To make the research of shipborne phased array radar simulation more efficiency, the idea of layered design was imported based on modularization, a hierarchy modularized and easy expansible simulation software architecture was established, and the whole simulation flow was suggested, the function and the theory and the realization flow of the core model was mainly researched, and the simulation software system was developed. The result of the simulation has validated the model and the method.     

旋转相控阵雷达变数据率目标跟踪算法

旋转相控阵雷达由于天线面阵旋转和电子波束偏移限制,每天线周期有66.7％左右的时间不能照射到正在跟踪的目标,可连续取值的自适应变数据率跟踪算法不适用于旋转相控阵雷达.在Cohen研究基础上,提出一种离散取值的变数据率跟踪算法应用于旋转相控阵雷达目标跟踪.该算法在直角坐标系下进行运动状态估计,在球坐标系下计算跟踪残差,利...     

舰载相控阵雷达船摇补偿

如何减小舰船摇摆引起的雷达测量误差是舰载相控阵雷达实现的关键技术之一。本文提出了两种方案,计算机仿真初步表明两种方案都是令人满意的。     

基于多驻留测量的相控阵雷达目标跟踪算法

针对相控阵雷达目标跟踪和资源调度问题,给出了基于后向概率的后向递归概率数据关联滤波(PDAF),以及基于后向概率最大的多维数据关联(N-D)方法。推导了预测位置偏离波束指向、且误差是相关的情况下,估计目标平均信噪比和目标检测概率的方法。通过仿真,比较了不同测量窗口数据长度和不同杂波环境下,相应算法对目标维持跟踪的性能和雷达能量需求。仿真结果表明,基于后向递归的PDAF优于常规的PDAF和N-D方法;虽然基于后向概率最大的N-D方法比常规的N-D方法好,但当维数较少时仍然比PDAF性能要差。     

用C6201实现机载相控阵雷达的目标模拟

论述了一种新的机载相控阵雷达视频信号模拟器中目标信号的模拟方法和基于TMS320C6201的硬件实现.该模拟器采用软硬件相结合的方法,由计算机根据雷达工作参数预先设定并计算目标、杂波数据,然后将数据加载到硬件电路中,硬件电路实时合成视频雷达回波信号并输出.     

用相控阵雷达跟踪编队飞行目标的数据处理方法

本文介绍用相控阵雷达跟踪编队飞行目标的数据处理逻辑,其重点是对队形交叉、分离及编队成员增减等情况的处理方法。本文提供的逻辑对单目标跟踪情况也完全适用。     

机械扫描雷达和相控阵雷达中的TWS技术

本文研究了在传统的机械扫描雷达和相控阵雷达两种雷达体制中使用边扫描边跟踪技术（ＴＷＳ）跟踪目标时,其扫描方式的不同引起的噪声模型和跟踪性能的差异,并通过在相控阵雷达仿真系统中进行的实验和结果分析,得到了在相控阵雷达中应用ＴＷＳ技术时的跟踪性能不如机械扫描雷达的结论。     

相控阵雷达采样周期自适应策略研究

采样周期是相控阵雷达资源调度的关键参数之一。深入研究了几种采样周期自适应策略，在此基础上提出了两种改进的采样周期自适应策略。提出了自适应采样周期下的性能评估公式，并分别基于IMM、Kalman滤波算法对它们进行了仿真分析比较，得到了令人满意的结果。     

相控阵雷达的在线注入式中频目标信号模拟方法

提出了一种新的在线注入式相控阵雷达中频目标信号模拟方法,以线性调频信号为例,结合相控阵雷达目标回波的多通道接收特点,建立了和差信号的模型;然后研究了模拟产生的目标回波信号与雷达接收的原始回波信号的合成过程,给出了相应的合成方法,并且详细讨论了合成过程中的各种状态,对其中一些合成过程进行了仿真验证。研究为今后在线注入式相控阵雷达中频目标模拟器的研制提供了理论指导和设计借鉴。     

相控阵雷达的计算机控制技术

本文全面阐述了适用于多功能相控阵雷达的计算机控制技术,给出了相控阵雷达自适应调度及多目标数据处理的软／硬件体系结构,并用Ｃ语言开发了整个软件系统。运行结果表明,自适应调度方法及多目标数据处理算法是令人满意的。     

稀布相控阵雷达子阵划分方法研究

本文首先讨论了稀布阵子阵级自适应数字波束形成技术的特点,在稀布阵特性的理论分析基础上,设计了一种稀布天线阵模型.接着针对三种天线子陈划分:规则不重叠子阵、规则重叠子阵和不规则不重叠子阵,分析了产生栅瓣现象的原因,并且比较了它们的特性.最后根据稀布阵的特点,提出了两种子阵划分方法:子阵单元规则排列法和子阵单元数一定法.计算模拟表明,其具有良好的性能.     

收发全数字波束形成相控阵雷达关键技术研究

介绍了基于DDS技术实现系统幅相控制的8单元收发全DBF(数字波束形成)相控阵雷达的基本原理,并讨论了天线、全数字T/R组件、系统软件等各分系统组成。同时介绍了该雷达系统的工作过程、系统校正过程,还给出了实际测量的系统各发射通道的幅相误差、误差补偿后不同加权的发射方向图、零点形成发射方向图以及接收方向图。     

相控阵雷达中的多目标跟踪角度相关区算法

研究了相控阵雷达系统中多目标踉踪的重复检测问题,提出了对回波数据进行预处理的角度相关区算法,给出了角度相关区算法的逻辑,分析了实现中的若干问题。通过在相控阵雷达仿真系统中进行的仿真实验和结果分析,表明采用角度相关区算法对重复检测的回波数据进行处理时,将使提取的目标信息更精确,从而能更早地形成稳定的航迹。     

相控阵靶标雷达天线副瓣辐射特性模拟新方法

提出一种修正的配相公式,可以在只调节配相值而不改变每个阵元辐射强度的前提下形成多波束,从而实现丰富的天线波瓣形状,逼真的模拟相控阵靶标雷达天线副瓣的辐射起伏特性.根据该配相方法进行了MATLAB仿真,仿真结果验证了方法的正确性.并且,该配相方法已经在某相控阵靶标雷达研制中得到应用.     

机载共形相控阵雷达二维杂波建模与分析

分析了机载预警(AEW)雷达可能采用的横柱型和竖柱型这两种基本的共形相控阵的方向图特性,提出了其阵元的放置规律,对这两种机载侧视共形相控阵雷达的杂波进行了建模,并依此模型对这两种机载共形相控阵雷达的杂波数据进行了计算机仿真,通过杂波协方差矩阵的估计求得其空-时二维杂波谱,检验了杂波模型的准确性,所做工作将对实际的共形阵具有重要的指导意义,也为进一步研究机载共形相控阵雷达信号处理和杂波抑制的技术和方法奠定了基础。     

宽带相控阵雷达导弹防御能力建模仿真研究

宽带相控阵雷达在导弹防御系统的预警探测、跟踪、识别、制导、拦截以及杀伤效果评估等各个环节均发挥着不可替代的关键作用.在深入分析雷达系统对弹道目标的探测、跟踪、识别等过程的基础上,建立了宽带相控阵雷达电子战系统信号级仿真模型体系和软件.针对复杂电于于扰条件下的典型导弹突防战情,进行了仿真研究,仿真结果为评估导弹目标的突防能力和宽带相控阵雷达系统的防御能力提供了有益的参考.     

多功能相控阵雷达优化搜索建模与仿真研究

波束以及系统参数的捷变能力使得多功能相控阵雷达能够同时对空域中的多个区域分别采用特定的搜索模式进行搜索.用于搜索的雷达资源会随着跟踪等高优先级的任务对资源消耗的变化而变化.因此,需要动态地调整可获得的搜索资源在各个搜索子空域中的分配以优化整个系统的搜索性能.首先建立了多功能相控阵雷达的搜索性能评估模型,得到了搜索性能及其增益与搜索参数的关系.而后针对搜索负载的动态变化,建立了相控阵雷达同时多区域搜索资源分配的优化模型,并通过仿真验证了模型的有效性.