相控阵雷达述评

一、引言 由于超高功率、高距离分辨力(2.5英尺)COBRA DANE(丹麦眼镜蛇)雷达的部署和运行;两部全固态、高功率、大型超高频PAVE PAWS雷达的部署和运行;“爱国者”地空导弹多功能雷达的研制成功——已被批准投入生产;有限扫描精密着陆雷达(AN/TPN-25和AN/GPN-22)的研制和     

反导相控阵雷达网的数字动态模拟

本文介绍应用数字模拟技术来研究相控阵雷达网对弹道导弹的探测性能,即通过计算机软件来建立弹道导弹的典型威胁模型以及相控阵雷达的工作模型,并且在计算机上复现雷达网中各部雷达的搜索、截获、跟踪等动态过程。全套模拟程序用BCY语言编写,模拟计算的结果是在国产TQ-6计算机上得到的。 模拟结果表明,方案是可行的,全套程序可以作为对相控阵雷达网进行总体分析的有用工具。     

宽带相控阵雷达的设计准则与发展方向

宽带相控阵雷达是一种新型的成像雷达,在弹道导弹防御(BMD)中有着重要的应用。首先回顾了国外宽带成像雷达的发展,分析了宽带相控阵雷达的波形选择、子阵的选择及自适应波束形成的实现结构,并给出了有源固态宽带相控阵雷达宽带线性调频Stretch处理的信号处理组成框图,提出了宽带相控阵雷达的未来发展方向。所提的设计准则与给出的发展方向对未来弹道导弹防御雷达的研制有一定的参考意义。     

基于关联计算的相控阵雷达前视成像技术

基于关联计算成像原理, 提出一种适用于相控阵雷达的前视成像技术, 其随机移相是由配置二维相控阵雷达来实现的.为了模拟经典量子关联成像中的随机涨落光场以实现测量的不相关性, 需要控制二维相控阵辐射出的波前呈现随机幅相波动特性, 再结合压缩感知(compressive sensing, CS)的模型框架与稀疏贝叶斯学习(sparse Bayesian learning, SBL)算法解决关联耦合问题以实现目标场景的方向维和俯仰维超分辨成像。甚至可以在不需要雷达与目标相对运动的情况下, 结合宽带信号体制实现雷达前视超分辨三维成像。仿真实验和实测数据验证了其原理的正确性和算法的有效性。     

基于HLA的相控阵雷达系统仿真并行处理研究

在研究了相控阵雷达系统相干视频信号仿真以及高层体系结构(HLA)的基础上,提出了基于HLA/RTI的相控阵雷达并行处理仿真方法。该方法的提出使得相控阵雷达系统仿真能够在多平台、多处理器上运行,提高了系统运行效率。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

微波的可靠性和可用性设计——AN/SPY-1雷达系统

AN/SPY-1雷达是宙斯盾(Aegis)武器系统的一个主要部分,它是一种最新的海用战术多功能相控阵雷达。自1973年连续在陆上试验场地及在海上美战舰“诺顿湾”号上运转以来,由于系统设计和部件可靠性两方面的原因,该雷达的可用性获得了良好的记录。本文从相控阵天线的观点来评论那份记录。相控阵天线是AN/SPY-1雷达的微波系统中最重要的部分。 目前,宙斯盾武器系统的研制和宙斯盾主驱逐舰DDG-47的建造一起进行。本文将回顾至今为止宙斯盾计划的简单历史,重新强调从宙斯盾用的早期R&D雷达发展到AN/SPY-1雷达以天线为中心的研制工作。     

宽带相控阵雷达海面场景散射回波模拟方法研究

针对射频仿真中宽带相控阵雷达海面场景散射回波快速、精确模拟的难点问题,有效结合时域近似方法和频域分析变换方法,提出基于时域近似—频域变换混合的海面场景散射回波快速计算方法,利用频域分析方法对海上目标/干扰进行精细化散射回波模拟,采用时域近似方法对大面积海杂波背景进行快速回波计算,通过矢量合成,模拟生成宽带相控阵雷达海面...     

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。     

相控阵雷达系统分布式仿真

基于先进的分布式仿真平台进行相控阵雷达的建模仿真,已成为目前雷达仿真的必然趋势。在研究了相控阵雷达系统相干视频信号仿真以及高层体系结构(HLA)时间管理的基础上,提出了基于HLA/RTI的分布式仿真中相控阵雷达仿真方法,并对雷达系统的时间推进进行了改进,最后给出了改进前后的仿真运行时间结果,证明所提出的改进方法能有效地提高系统的运行效率。     

相控阵雷达仿真系统模型校验方法的研究

探讨了相控阵雷达仿真系统模型校验的问题。首先简要回顾了模型校验的基本概念,分析了影响模型有效性的因素。以相控阵雷达相干视频仿真为例,深入探讨了如何将VV＆A理论运用于相控阵雷达仿真系统的校模,从一般性方法的角度讨论了仿真系统内部模型校验的思路,着重分析了能够体现相控阵雷达系统性能的威力和精度的校模方法。实际工作中证明了本文提出的相控阵雷达仿真系统的校模思路和方法是有重要理论指导意义和可操作性的。     

相控阵雷达探通一体化关键技术研究

随着作战平台高集成度建设、多功能整合发展的需求不断提高, 相控阵雷达的探通一体化技术成为了当下非常热门的研究领域。本文聚焦于探通一体相控阵雷达的工程实现, 采用了一种“时分复用为主, 频分复用和空分复用为辅”的优化机制, 提出了一种基于异步双时间指针的探通同时多任务资源调度算法, 完成了探通一体工作的发射-接收(transmit/receive, T/R)模块前端设计。试验结果表明, 本文提出的工程设计能满足探通一体工作的要求, 为数字相控阵雷达探通一体化发展提供了一种可行的工程实现方法。     

相控阵雷达相干视频信号建模与仿真方法研究

针对导弹防御系统中典型地基相控阵雷达系统的仿真应用,经过对相控阵雷达的系统结构和工作原理的分析,研究了相控阵雷达相干视频信号建模方法,给出了相控阵雷达相干视频信号仿真系统的框架结构、关键模型和仿真流程,并实现了实际的仿真软件系统,为导弹防御系统中典型地基相控阵雷达的分析研究提供了平台支持。仿真结果验证了建模方法和数学模型的有效性、正确性。     

基于遗传算法的相控阵雷达最优化调度研究

任务调度是相控阵雷达工作流程的核心环节,也是雷达设计的重要内容,本文提出了一种基于遗传算法的任务调度模型。在与典型作业车间调度比较的基础上,分析了相控阵雷达调度的流程和时序,然后利用层次分析法研究了最优化调度模型的目标函数,并且结合双门限思想给出了时间、能量和计算机约束条件,为下一步应用遗传算法求解相控阵雷达调度模型奠定了基础。     

二维混合MIMO相控阵雷达的嵌套阵列结构设计

针对二维混合多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)相控阵雷达发射阵列子阵分割带来的自由度(degree of freedom, DOF)减小问题,提出了基于嵌套阵结构的收发阵列设计方法。首先给出基于一维嵌套阵的二维混合MIMO相控阵雷达发射阵列,在此基础上将接收端设置为嵌套阵,最后通过做虚拟阵列以及差异阵列,形成虚拟阵元数目扩展,在保留混合MIMO相控阵雷达优势的基础上增大了阵列DOF。同时给出了阵列流形的闭合表达式,推导出了基于最大DOF准则的最优嵌套阵元数目。仿真实验表明,相较于传统和互质的混合MIMO相控阵雷达,所提方法可有效提高阵列DOF和波达方向估计精度。     

相控阵雷达的功能

国外作者关于相控阵天线在雷达中应用的论著都有这样的特点:对于完善相控阵天线的工艺、改进相控阵天线的性能、降低相控阵天线的成本,以及提高雷达的效能等问题,都给予很大的注意。文献[1,2]确认,为了按照效费比准则评定相控阵雷达的功能,     

雷达信号模拟器

本文介绍一种采用小型计算机或微机控制的雷达中频信号模拟器。它是将计算机产生的全部模拟参数的数字量转换为相应的模拟量。该模拟系统具有高逼真度和灵活性,仅对软件做相应的改变就可以模拟不同运动特性的目标,它已成为现代雷达进行系统试验,功能检查和培养操作人员不可缺少的设备。     

对MIMO雷达参数的侦察估计及性能分析

针对多输入多输出(multiple input and multiple output, MIMO)雷达的侦察对抗问题,基于被动合成阵列技术构建了对MIMO雷达方位、辐射频率联合侦察估计的信号模型,通过多次不同速度联合谱估计算法实现了对MIMO雷达方位、频率的无模糊估计。此外,推导了多辐射源条件下方位与频率联合侦察估计的克拉美〖CD*2〗罗界(Cramer Rao bound, CRB)。频率已知条件下推导了对单部阵列雷达方位侦察估计的CRB表达式,并进一步分别给出了对MIMO雷达和相控阵雷达进行侦察估计的CRB闭解式,对比分析了两种体制下方位侦察估计的性能。理论分析与仿真实验表明:信号频率未知条件下,所提算法能够实现对MIMO雷达方位、频率的无模糊估计,侦察估计精度随着信噪比以及不同速度联合估计次数的增大趋近于CRB;信号频率已知条件下,对单部相控阵雷达和MIMO雷达方位侦察估计性能之比仅与相控阵雷达发射波束方向增益以及阵元个数有关。最后,仿真实验结果验证了本文理论分析的正确性和方法的有效性。     

相控阵雷达的参数选择和几个问题的讨论

本文从相控阵雷达的工作原理出发,推导了几个主要参数之间的制约关系,并对在设计相控阵雷达时所遇到的几个问题进行了讨论;提出了相应的解决途径。     

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。