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。     

两点源干扰对雷达测角的影响

两点源干扰是干扰雷达的一种有效方法。这种两点源干扰可以由人为干扰引起,例如箔条干扰以及为掩护其他目标所施放的积极干扰。这种干扰也可以由自然干扰引起,例如多路径干扰。本文分析了两点源干扰对单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和线扫雷达测角系统的影响。分析中考虑了干扰信号的幅度和相位的随机性。文中给出了在雷达天线方向图作线性近似条件下两点源干扰引起的角度偏差的解析公式。当两点源对雷达张角大于一定值时,线性近似不再适用,文中给出了在这种情况下用计算机计算得出的角偏差相对于信号强度和相对相位的关系。     

宽带宽角扫描相控阵雷达技术研究

针对大型相控阵雷达工作在宽带、宽角扫描的情况下,瞬时信号带宽受孔径度越时间限制的问题,从理论上分析了影响相控阵雷达线瞬时带宽提高的因素和接收通道幅相误差对系统性能的影响,提出了采用射频延迟和视频延迟方法提高相控阵天线瞬时带宽的两种技术途径。并给出在微波暗室里进行的相控阵试验雷达工作在宽带角电扫描情况下成像试验的部分结果,验证了理论分析的正确性。     

基于单元位置误差的有源相控阵天线辐射和散射性能综合分析

针对有源相控阵天线雷达散射截面积(radar cross section, RCS)计算复杂,及天线单元位置误差对其RCS的影响难以估计的问题,基于天线单元的相位误差分析,建立了有源相控阵天线的结构与散射阵因子耦合模型,极大简化了有源相控阵天线RCS计算的复杂度,并在此基础上研究了天线单元位置误差对增益及RCS的综合影响。结果表明,合理降低天线单元的位置精度可以抑制有源相控阵天线的RCS。工程人员可基于此权衡辐射和散射性能,适当放宽有源相控阵天线加工及安装公差,在保证天线综合性能前提下有效减轻加工难度,降低加工成本。     

导引头共形相控阵天线新技术

研究了导引头天线新的发展方向-导引头共形相控阵天线。详细讨论了导引头共性相控阵实现的可能性,探讨了导引头共形相控阵天线的分析方法和综合方法,指出在导引头上应用共形相控阵不但能从根本上解决机械扫描天线的局限性,大大提高其扫描速度、扫描范围,而且在隐身、抗电子干扰、远距离目标跟踪、自我防御等方面也具有不可替代的优势。     

双基地雷达天线方向图损失分析

分析了双基地雷达目标回波的概率密度分布与接收角的关系 ,并推导了发射机工作在电扫和机械扫描方式下的双基地雷达天线方向图损失公式。对不同的双基地几何配置条件下的双基地天线方向图损失曲线进行了仿真。仿真结果显示 ,双基地雷达的天线方向图损失比单基地的要小。     

同构双基地雷达星座优化设计

通过对卫星的轨道特性、星座中卫星间的相对运动规律以及对地覆盖特性的研究,推导了星载单基地和双基地雷达探测区域计算公式,分析了双基地角和目标前向散射区域与卫星相对位置的关系。基于星座固有的空间约束条件,讨论了由于平台运动引起的地杂波多普勒频率扩展与卫星飞行的几何关系。最后,分析了系统性能与星座构型参数和卫星轨道根数的关系,提出了利用逆向运行极轨道同构星座作为多基地雷达星座的基本构型,并针对该构型星座提出了一套优化设计方法并给出了设计实例。     

大型低轨星座部署对空间碎片环境的影响分析

为分析大型低轨(low Earth orbit, LEO)星座部署对未来空间碎片环境的影响,本文利用空间碎片环境长期演化模型(space objects long-term evolution model, SOLEM)研究了大型星座卫星数量、质量、面积、部署高度及任务后处置(post mission disposal, PMD)策略等因素对碰撞次数和碎片数量的影响。分析可知,卫星数量和面积主要影响碰撞次数,而卫星质量主要影响由碰撞产生的新增碎片数量。在满足任务条件下,可综合考虑三者关系选取最合适方案。同时,星座部署在1 100 km高度对空间碎片环境影响较大,在遵守25年规则的前提下应将PMD成功率提升至95%以上。     

大型低轨星座部署对空间碎片环境的影响分析

为分析大型低轨(low Earth orbit, LEO)星座部署对未来空间碎片环境的影响,本文利用空间碎片环境长期演化模型(space objects long-term evolution model, SOLEM)研究了大型星座卫星数量、质量、面积、部署高度及任务后处置(post mission disposal, PMD)策略等因素对碰撞次数和碎片数量的影响。分析可知,卫星数量和面积主要影响碰撞次数,而卫星质量主要影响由碰撞产生的新增碎片数量。在满足任务条件下,可综合考虑三者关系选取最合适方案。同时,星座部署在1 100 km高度对空间碎片环境影响较大,在遵守25年规则的前提下应将PMD成功率提升至95%以上。     

弹载相控阵天线“最小二乘法——伪Hadamard矩阵”联合校准

为了更加精确地校准弹道导弹导引头的相控阵天线,弥补目前旋转矢量法校准弹载相控阵天线的缺陷,提出了“最小二乘法——伪Hadamard矩阵”联合校准方法。该方法利用最小二乘法拟合算法解决移相器只能提供离散相位变化,不能准确获得使天线合成功率最大时的移相器相位变化值的问题。通过构造伪Hadamard矩阵对天线分组,每一组移相器同时旋转多个阵元相位,使被测信号变化明显。远场校准实验表明,该方法能够对弹载相控阵天线起到非常好的校准效果。     

一种有源天线阵通道幅相误差监测与校正技术

本文基于辅助源近场测试原理，利用相位调制法提出了有源相控阵雷达系统幅相误差校正方案，进而研究了对阵列单元监测步骤。本方案硬件所需量较少，且适合于实时处理。分析与模拟结果表明，本文提出的方案是有效的。     

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。     

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.     

天线不对称对宽带单脉冲测角的影响及补偿

宽带比相单脉冲雷达要求天线幅度、相位特性完全对称,否则将会对角误差测量结果造成一定影响。推导了天线幅度、相位不对称对宽带比相单脉冲测量目标角误差的影响公式。分析了天线幅度、相位不对称对测量角误差的影响性质,可为提出天线设计的对称精度要求提供参考,并提出了天线幅度、相位不对称的补偿方法。     

一种改善相控阵雷达性能的有效措施

反辐射导弹威胁着雷达的生存,各种干扰使雷达无法发挥应有的作用。因此,降低相控阵的副瓣,势在必行。但是,研制低副瓣和超低副瓣相控阵是非常困难的。本文提出一种方法,仅通过改变相位分布,来实现对副瓣的抑制。利用相控阵雷达的波束扫描移相器,可方便地达到这一目的。用这种方法,对接收阵来说,可抗干扰信号;对发射阵来说,可用于抗反辐射导弹。     

独立分量分析在相控阵雷达信号检测中的应用

相控阵雷达工作的环境日益复杂,分析了干扰、杂波环境下相控阵雷达接收信号的盲可辨识性,建立了目标信号的盲分离模型,在此基础上提出了小波变换与独立分量分析方法相结合检测目标的算法。该算法首先使用小波变换对相控阵雷达接收的回波信号作消噪处理,提高目标信号的信噪比,然后使用独立分量分析方法对源信号进行分离,提取相控阵雷达接收回波中的目标信号。仿真结果验证了算法的有效性。     

机械扫描天线电磁计算与距离像特征分析

针对主动雷达导引头对防空导弹武器系统制导雷达站检测与识别的需求,研究了机械扫描天线电磁散射特性的计算方法,并对其距离像特征进行了分析。首先采用图形电磁计算法对反射面天线的电磁散射特性进行了建模和计算,然后利用其宽频带雷达散射截面计算数据合成天线的一维距离像,进而对不同姿态下天线的距离像特征进行了分析。结果表明,由于天线的旋转,距离像序列的强度、宽度和位置呈现周期性的变化规律,从而为采用距离像序列对机械扫描天线进行识别以及对旋转周期和尺寸等参数的估计提供了可能。     

相控阵雷达波束波形联合自适应调度算法

针对多功能相控阵雷达,提出了一种波束和波形的联合自适应调度算法。首先建立了联合调度的最优化模型,该模型根据当前时刻目标实际协方差与期望值的偏差代价以及所选波形的能量代价,来确定下一时刻相控阵雷达的最佳工作方式。对于多目标跟踪,分别给出协方差偏差均值和最大协方差偏差的两种偏差度量准则。所提出的算法可以依据最佳的调度方式来控制相控阵雷达下一时刻波束的工作模式以及相应的工作波形,使得对所有目标的跟踪偏差代价和资源消耗代价最小化。仿真结果表明本文所提出的算法可以在维持目标期望跟踪状态的条件下,有效地调度雷达的工作模式和波形。最后讨论了期望协方差阵的选取原则。     

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。     

共置天线的分布式相参MIMO雷达布阵优化研究

多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷达与传统相控阵雷达相比,其最大优势在于由天线孔径空间卷积带来的更高的角度分辨力。将多部X波段相控阵雷达组成共置天线的分布式相参MIMO雷达可以实现更窄的波束宽度,但随之而来的是严重的栅副瓣问题。以降低MIMO雷达稀布阵旁瓣电平为目标,对共置天线的分布式相参MIMO雷达阵地布置进行优化。仿真试验结果显示粒子群算法应用到该最大最小问题是有效和稳健的。