天波超视距雷达及其在侦察预警中的应用

侦察预警作为国家安全的重要保障,是检验和衡量国家战略威慑力量的重要标志。天波超视距雷达作为一种崭新体制的短波雷达,在侦查预警中起着无法替代的作用。本文主要结合天波超视距雷达的性能以及各国发展现状,提出天波超视距雷达在我国侦察预警中的应用构想。     

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.     

一种基于多扫频接收方案的电离层相位失真估计算法

高频天波超视距雷达(OTHR)利用电离层的反射,具有超视距监测大区域范围内目标的能力。但电离层的时变性将导致长相干积累时间条件下相位路径失真,造成回波谱展宽,不利于舰船目标的检测。本文提出了一种基于多扫频接收方案的电离层相位失真估计算法,可获得很高的相位路径失真估计精度。通过详细的理论推证和仿真实验验证了该方案的可行性。     

辅助粒子滤波实现天波超视距雷达弱目标似然比检测

针对天波超视距雷达(SKW-OTHR)对弱目标检测概率低的问题,提出基于辅助粒子滤波(APF)的似然比检测方法(APF-LK)。该方法先用状态空间模型描述SKW-OTHR系统,将天波超视距雷达目标检测问题建模为非线性非高斯系统的目标检测问题,然后利用APF输出的预测样本对应的未归一化权值近似非线性非高斯系统中的似然比,当似然比大于给定门限时认为目标存在,否则认为目标不存在,且当认为目标存在时,同时输出目标状态估计结果。仿真结果表明,与现有的基于粒子滤波的似然比检测方法相比,APF-LK方法对SKW-OTHR的弱目标检测能力提高了约0.5～1dB。     

基于小孔径超视距目标探测的OFDM-LFM发射波形设计

针对传统天波超视距雷达接收阵列孔径大的问题,提出一种基于小孔径的超视距目标探测方法。分析了阵列孔径减小后信号接收与处理的性能损失,在此基础上采用正交频分复用线性调频信号,从发射信号设计方面提升系统性能。首先对信号进行建模,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了优化模型并进行求解。仿真表明,采用正交频分复用线性调频信号可以提升距离分辨率,采用凸优化的算法后脉压峰值旁瓣为-26.28dB,旁瓣电平平均值小于-50dB,距离门内和距离门外噪声/干扰的抑制能力得到提升,改善了小孔径超视距目标探测的处理性能。     

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。     

可收折超视距雷达车抗风倾覆稳定性分析

风载荷是机动式超视距雷达车的主要外加载荷.针对其在风载荷作用下的抗倾覆稳定性问题,以某新型机动式超视距雷达车为对象建立了理论验算模型,基于自回归模型利用Matlab编程生成与Davenport谱相吻合的随机脉动风载荷;将随机风载荷引入到超视距雷达车的抗风性能研究中,并运用商用软件分别对其收车状态及雷达作业状态进行风振响应分析及动力学分析,得到其动态时程响应.结果表明,该超视距雷达车可满足使用要求.此方法为机动式超视距雷达车的抗风设计及校核提供了一定的理论依据.     

分布式高频超视距雷达探测与组网技术研究

高频地波雷达海洋环境监测技术在国家863计划持续支持下已形成较为完整的自主知识产权体系,并已开始了产业化进程。随着国家海洋资源开发、生态与环境保护、防灾减灾以及国防战略等需求的日益增长,一方面要求提高雷达对沿岸海洋要素探测的精细化程度,另一方面也要求显著提升雷达对远海的探测能力,突破地波雷达目前仅能沿海岸线布设的模式。该项目研制并建设成一个分布式高频超视距雷达海洋环境监测示范网,它由一部浮标式高频地波雷达、三部具有"多发多收"工作模式的双/多频岸基高频地波雷达和一个高频天波发射站构成,通过卫星同步组成可协同工作的天-地波综合海洋环境探测网。实现近岸200 km精细化观测、岸基350 km探测、浮标式高频地波雷达条件下远至离岸1 000 km范围(涵盖日本附近、台湾以东的远海)海洋表面动力学要素信息的快速获取。开展规范化比测试验,推动高频超视距雷达风、浪、流探测尤其是对灾害性海洋天气和海上环境事故的监测进入业务化运行水平,为我国大面积海洋环境监测提供新型骨干设备。     

利用蒸发波导进行超视距探测的条件研究

蒸发波导是海洋大气环境中出现频率最高的波导,利用蒸发波导实现超视距探测是扩大雷达测量范围的一种特殊方法.其中,雷达实现超视距探测的条件是关键问题之一.根据电波传播理论和蒸发波导特征,从蒸发波导的判别、雷达工作波长和频率、电波射线的初始发射角,以及雷达天线所处的位置等方面分析了雷达实现超视距探测的必要条件.结果表明,要实...     

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。     

雷达仿真系统的设计

介绍了一种采用1553B总线和以太网两种接口的雷达仿真系统设计与实现的方法。首先对该系统的组成和功能进行介绍,然后给出硬件和软件的实现方法。在航电仿真系统中联试,证明该雷达仿真系统的设计是可行的。     

便携式战场侦察雷达系统设计

便携式战场侦察雷达已被世界各国广泛应用于战场情报侦察、边境和敏感区域监视等任务中,其主要用途是对指定地区的活动目标进行探测。介绍了一种便携式战场侦察雷达系统设计思路及关键技术,详细阐述了该雷达系统的设计思想,并对关键技术的解决方法和措施进行了分析,最后给出了雷达系统在外场的实际试验结果。     

雷达布站方法

提出适用于警戒系统的一种雷达优化布站方法，以求在给定的自然环境和应用背景下获得满意的警戒空域、重点探测空域和一定的四抗（抗干扰、抗低空入侵、抗反辐射导弹和抗隐身目标）能力。根据所要探测目标的雷达散射面积（ＲＣＳ）特性和各雷达的空间探测特性，在分析了组网系统探测性能的空间分布和作战原则的基础上，建立了一个雷达优化布站的数学模型，并给出了相应的求解算法。通过四个简单的例子反映出针对无向目标和有向目标雷达布站结果的异同，强调了模型参数对布站的影响，表达了优化布站方法的基本思想。     

制导雷达组网数据融合处理精度分析

讨论了组网条件下影响制导雷达数据融合精度的主要因素,分析了若干主要误差源,采用椭球面、线偏差等高精度计算方法,推导出多测量站支援受援站的计算公式及误差协方差阵,并进行了系统仿真,仿真结果表明了该方法的有效性。     

雷达对抗中的隐身技术研究

在阐述雷达隐身原理的基础上，列举实例分析了利用外形设计技术降低雷达散射截面积的方法，并就几种新型雷达吸波材料对雷达隐身技术的实现进行了综述。指出必须综合运用各种隐身方法，再辅以一些有效的电子干扰措施，使雷达隐身技术向着宽频带、全方位、全天候、智能化的方向发展。     

基于TMS320C50的雷达信号环境模拟仿真器的实现

介绍了基于TMS320C50的雷达信号环境模拟仿真器的设计和实现.重点阐述了能够产生仿真雷达信号的数字仿真器的设计.通过利用TMS320C50将雷达参数转换成实时特征字数据流,由信号转换电路形成射频雷达信号,仿真复杂多变的雷达环境.     

统计模型在雷达技术中的应用研究

电磁信号在传播过程中要受到多种因素影响,使得到达接收端的信号很复杂,具有很强随机性,因此统计模型在信号处理中发挥越来越重要的作用.作者利用统计模型对雷达技术——分集接收技术和杂波建模技术进行了研究,并对一些模型进行了计算机模拟,给出了有价值的仿真结果,为雷达信号处理提供了新思路.     

天气雷达天线伺服控制系统研究

介绍了某天气雷达天线伺服控制系统的设计,提出了解决伺服带宽的方法:伺服系统环路设计中采用凹口滤波器技术、串联滞后补偿网络、加速度负反馈技术和复合控制技术来抑制伺服系统结构谐振频率进而提高伺服系统带宽;采用Bang-Bang控制技术加快系统快速性,较好的解决了伺服控制系统设计中系统快速性和系统稳定性的问题;实际应用表明,该天线伺服控制系统设计方案是合理的成功的。     

基于图论的雷达优化部署方法

通过离散化等处理将雷达组网部署问题转化为图论问题,利用图论相关知识研究这一多目标优化问题,根据约束条件的不同建立了对应的模型,并通过状态压缩等技巧设计了对应算法.相比于传统的相关算法,该算法复杂度低,并且适用于复杂区域和复杂约束的部署问题,对于不同约束均能快速给出最优部署方案.本文还讨论了重点区域覆盖和冗余覆盖等因素,最后给出模拟仿真.仿真结果表明,本算法给出的部署方案一方面保证了对整个区域全覆盖,另一方面让冗余度尽可能小,避免了资源浪费.