雷达低可观测目标探测技术

 复杂背景下稳健高效的低可观测目标探测始终是雷达信号处理领域的研究热点和难点。一方面,强杂波背景和目标复杂运动使得信号微弱,时频域难以区分;另一方面,传统雷达体制回波信号资源受限,难以实现对目标信号的精细化描述,亟需发展雷达目标探测新体制和新技术。本文归纳总结了低可观测目标探测面临的技术难点,系统回顾了常用的雷达动目标检测方法,最后从目标探测技术和手段两方面对雷达低可观测目标探测的发展进行展望。     

雷达目标微动特性研究

 雷达目标微动特性是当前目标探测与识别领域的新兴研究方向和热点课题,随着近10年的发展积累了一些研究成果。本文重点综述了微动目标雷达回波调制效应、微动特征提取、微动目标雷达成像、微动特性测量及雷达波形设计等方面的研究成果,部分成果已应用于空间/空中目标探测与识别等领域。本文的研究成果及结论为进一步推动国内微动特性研究提供参考和基础。     

基于单光子激光雷达远距离海上测距的实现

单光子激光雷达具有探测灵敏度高、响应速度快、测量精度高等优势,但在实际工作中易受到背景噪声等问题干扰。针对海面远距离平程目标测量,提出基于高速数字信号全通道实时处理(digital signal process,DSP)研究,通过分析海面上空大气溶胶对激光测量的影响,分析不同的海面能见度对测量系统造成影响的差别,对比相同海域条件下常规测距与单光子测距威力的差别,同时开展适应海面环境的单光子回波通道的数字处理算法研究。在良好天气条件下,对海岸线静止目标53 km大山(发射光学衰减10 dB)探测概率高于95%,对海上38 km运动渔船等小目标进行实时跟踪测量,获得到目标距离信息,且该系统工作稳定可靠。     

雷达低可观测动目标精细化处理及应用

 雷达探测环境复杂、探测对象特征多样,回波具有低可观测性,雷达探测性能难以满足实际需求,面临着复杂环境下微弱目标检测难题。本文论述了低可观测动目标的内涵、特征、雷达探测面临的挑战以及精细化处理的关键技术,结合雷达实测数据给出了工程应用的途径,并展望了对精细化处理的发展方向。     

X波段移动雷达与S波段新一代天气雷达产品比对分析

为探究、验证X波段移动雷达系统及其回波数据实用性,利用X移动雷达在台风外围云系降水天气过程(2016.7.9)进行探测作业并收集观测数据,对移动雷达观测范围100 km内的回波信息进行研究分析,同时将其与S波段天气雷达同一时间段内探测到的速度场、强度场及对应测站雨量数据等资料进行数据分析,比对两部雷达观测结果的差异及原因。结果表明:X波段移动雷达与S波段新一代天气雷达相比,X波段雷达对气象目标物有灵敏的探测能力,X波段雷达比S波段雷达能探测到较好的空间分辨率和较低的地杂波。但是X波段雷达因探测降水时衰减严重,因此在60 km的探测范围内,X波段雷达回波强度略强,之后随之减弱。在探测降水的移动过程及强度变化趋势,与S波段雷达的探测结果基本一致。X波段移动雷达在S波段雷达故障或探测不到的地方,具有替代S波段雷达的应急作用,能够作为填补S波段雷达探测盲区的一种方法。     

飞机尾流探测技术研究进展及应用前景

 飞机尾流是空气动力飞行器飞行时产生的特有流体力学特征,具有强烈、稳定、持续时间长、空间尺度大等特点,因此可被雷达、激光雷达、声纳等传感器有效探测。飞机尾流的湍流特性使其具有独特的电磁散射特性,尾流的雷达探测技术具有重要的军用和民用价值。本文从尾流的电磁计算与模拟、尾流的测量实验、尾流探测的理论体系3个方面,梳理了尾流探测技术的国内外研究现状,指出该项技术在民航飞行、反隐身探测、雷达抗干扰、航母起降、目标跟踪5个方面具有的应用潜力。尾流探测雷达的研制和原理性验证试验的开展,可进一步推动中国在机场航空、雷达反隐身等领域的发展。     

基于特征匹配算法的双目视觉测距

距离测量作为障碍物检测以及路径规划的前提和基础是机器人研究领域的一个重要分支。在众多测距方法中,由于双目立体视觉具有信息丰富、探测距离广等优点被广泛应用。本文将改进的SIFT特征匹配算法应用到双目视觉测距与标定系统中。首先建立双目视觉测距模型,测量值由空间物点在左右摄像机下的像素坐标值决定;其次根据该模型的特点提出了基于平行光轴的双目立体视觉标定方法;最后利用改进的SIFT特征匹配算法,提取匹配点的像素坐标完成视觉测距。实验结果表明,根据测量数据对障碍物进行三维重建,相对距离与真实场景基本吻合,能够有效地指导机器人进行避障。     

空间碎片探测雷达技术研究

本文阐述了空间碎片探测雷达技术研究现状及其重要性,指出了研制空间碎片雷达系统的技术困难,最后从如何提高观测效率、如何有效探测细小目标、如何对目标分类和精确定轨等技术层面对空间碎片探测雷达技术进行了叙述。     

基于离心加速度信息的机载无源测距方法

机载无源测距技术是世界各军事强国重点发展的研究领域之一.为提高空载探测器对地面目标无源测距算法的有效性,提出基于离心加速度信息的机载无源测距方法.分析了测距算法在单次测量时的精度和可观测性,仿真结果验证了该方法的正确性.     

基于电场探测与无线组网的带电飞行目标探测系统设计

随着导航、电子技术、隐身涂层等科学领域的发展,武器装备的电子化、隐身性能不断提高,传统探测手段如雷达探测,有一定的局限性,需要研究和发展新的探测系统,对飞行目标进行有效探测.设计了基于电场探测与无线组网的带电飞行目标探测系统,系统通过无线组网的探测节点对带电飞行目标进行全天候监测,并通过组网定位算法对目标进行定位,探测信息为指控中心的作战决策提供支撑,可以及时下达指令给作战系统对目标进行打击拦截.通过理论与试验结果分析证明了探测系统的可行性,并且系统弥补了传统雷达探测手段对于隐身目标探测的不足,对于提升防空领域的信息化水平,保障我方的信息优势有着重要意义.     

一种提高船舶导航雷达远距离探测能力的方法

船舶导航雷达接收机的中频窄带滤波器性能直接影响到雷达对远距离目标的探测能力。提出了构造一种提高船舶雷达远距离回波信号信噪比的“匹配滤波器”的方法。通过阻抗变换的方法设计高Q窄带中频滤波器,达到了2 MHz的通带宽度,小于3 dB的带内插损以及较高的矩形系数等设计目标。将滤波器运用于实际的船舶导航雷达接收机中,有效提高了雷达的探测距离。设计的窄带滤波器还有体积小、结构简单、制作方便、成本低等特点。     

测量雷达空间标校目标精密测量及精度分析

在测量雷达空间标校目标时,采用固定觇牌作为观测标志。为获得标志的绝对位置和标志之间较高的相对精度。采用GPS-C级进行平面控制测量,采用二等水准进行高程控制测量,采用高精度全站仪极坐标法和边角前方交会法进行标志的坐标测量,采用对向测距三角高程联合二等水准进行标志的高程测量。精度分析和实际应用表明;观测成果是可靠的,采用几种精密测量方法联合进行,可以满足观测标志的高精度要求。     

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.     

海面流场卫星遥感方法综述

海表面流矢量是海洋和气象领域诸多过程中最基本、最重要的要素,它们对海洋中多种生物过程、化学过程和物理过程都有制约作用,因此,掌握全球范围的海流信息和规律无论是对于海洋学本身的研究,还是与海洋密切相关的渔业、航运等都有重要意义。测量海流比较直接的方式是"现场观测",然而这种方法的空间覆盖范围有限,且观测成本较高。岸基高频地波雷达是专门用来测量沿岸海流的雷达设备,然而其测量的空间范围有限,不能进行全球观测。卫星遥感能够实现低成本、高空间分辨率、以及全球范围的海场测量。本文对海面流场卫星遥感方法进行综述,其中包括多时相示踪物测量法、卫星高度计测量法、合成孔径雷达多普勒中心偏移法、以及合成孔径雷达沿航向干涉法,并对海面流场卫星遥感方法进行展望。     

基于卡尔曼滤波的实时总电子含量周跳探测与修复

总电子含量(total electron content, TEC)作为描述电离层形态和内部结构的重要参量,对于电离层领域的理论研究和发展有着重要作用,而周跳的探测一直以来都是全球定位系统(global position system, GPS)载波相位测量数据预处理的重点和难点,尤其是在高精度GPS定位中,卡尔曼(Kalman)滤波在周跳探测与修复中的应用使得能够准确可靠地探测出观测值中可能出现的周跳,利用Kalman滤波算法探测不同的观测数据类型及其组合,并将修复后的观测值与理论值进行对比。结果表明:该算法对周跳探测和修复有很强的有效性和精度。     

一种机载气象雷达飞行试验数据处理方法

机载气象雷达是保障飞机飞行安全的重要电子设备。机载气象雷达探测的气象目标非人力可控,由于无法直接获得气象目标的测量数据,一直以来,飞行试验都难以有效评估机载气象雷达探测气象目标的准确性。给出了一种基于地面天气雷达单站雷达图的机载气象雷达飞行试验数据处理方法,实现了对机载气象雷达探测气象目标的强度、位置及形状准确性的有效评估,为机载气象雷达在飞行试验过程中的参数调整及性能考核提供了依据。     

地质雷达探测地铁沿线未知涵洞的研究与应用

以某在建工程线路经过老城区主干道的地质与环境调查为研究对象,采用地质雷达探测方法,在路面合理布设探测剖面和观测系统;通过对采集的地质雷达记录进行有效处理和地质雷达图像的分析,研究如何在地铁隧道勘察中根据场地条件和探测的目标物,综合识别未知涵洞.研究结果表明:通过设计纵横跟踪布设地质雷达探测剖面,选择恰当的资料处理参数和...     

100dB AGC在雷达测距系统中的应用研究

0　雷达测距原理测量目标的距离是雷达的基本任务之一。采用三角波调频法测量目标距离 ,能以严格的三角波线性度换取测试精度 ,因此成为近距离测距的首选方案。发射机产生连续高频等幅波 ,其频率在时间上按三角形规律变化。经推导[2 ] ,目标和雷达之间的距离Ｒ为Ｒ ≈ｆｉＣＴ4ΔＦ (1)式中 ,Ｃ是光速 ,Ｔ、ΔＦ分别是三角波调制信号的周期和最大频偏 ,ｆｉ是中频频率。图 1　 11ＧＨｚ雷达测距系统Ｆｉｇ .1　 11Ｇｒａｄａｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ图 1是 11ＧＨｚ三角波调频雷达测距系统框图。测试精度取决于三…     

LLX01B型高空气象探测雷达

LL01B型高空气象探测雷达是我国测风领域第一台全固态测风二次雷达，它工作在国际气象组织规定的400MHz气象频段上。该雷达采用跳变扫描实现角跟踪，完成对高空大气层的风速、风向、湿度、温度、气压等五个气象要素的综合探测。该雷达全机实现了固态化、集成化、数字化、可靠性高，并实现了自动测距计算机自动数据处理。     

复杂目标浅层地震反射法观测技术

系统地研究了复杂介质条件下浅层地震反射法探测中,多次覆盖、最佳时窗、最佳偏移距及极小偏移距等观测技术在探测复杂目标特别是小目标时存在的局限性;研究了如何获取和识别浅层特别是超浅层介质中复杂目标的有效反射波、提高分辨率的问题．此外,针对水平层状介质模型的理论时距曲线,分析了最佳时窗技术应用中最佳偏移距选择的问题,对水平薄层模型的3种等偏移观测曲线进行了比较分析．针对浅层反射法探测的特点,提出了一种新的反射波观测技术--多偏移距等偏移观测方法。以提高浅层反射波法分辨复杂目标的能力,这对于增强浅层地震反射法解决浅层特别是超浅层介质探测的适应性有重要的理论意义和实际意义．实践结果表明,这种方法是行之有效的．