宽带相控阵雷达中波束形成问题的研究

多功能宽带相控阵雷达可以灵活地切换于多种工作模式和实现高分辨成像,成为相控阵雷达发展的重要方向。工作在成像模式时,系统采用具有一定带宽的信号,传统窄带波束形成的方法在宽带相控阵雷达中不再适用。对宽带相控阵雷达中波束形成问题进行了讨论,对波束方向图的畸变给出了定量分析和实验结果。在此基础上,提出了频域宽带波束形成方法中频率柜划分的依据。     

毫米波共形相控阵雷达导引头波束形成

针对毫米波圆锥台共形相控阵天线阵列低副瓣波束形成,提出了基于最优非均匀子阵划分及最优子阵激励的低副瓣波束形成方法.该方法利用多目标进化算法,先通过对整个扫描波束空间进行空间采样并形成空间采样点的天线辐射方向图,然后引入两个多目标函数对这些空间采样点的天线辐射方向图进行低副瓣约束,可获得指定扫描空间内任意角度的低副瓣波束形成.通过多目标进化算法优化子阵结构及其激励能够有效抑制辐射方向图副瓣电平.仿真实验证明该方法有效.     

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。     

相控阵简化优化波束形成

为了降低相控阵列在自适应处理时的计算复杂度,利用阵列在自适应工作时相量的特征结构,经过适当的矩阵变换简化了包括采用实用的旁瓣降低技术的相控阵列在自适应处理算法,然后通过数学分析,获得相量的唯相梯度向量和海赛尔矩阵,并采用唯相共轭梯度法和牛顿法来获取数字波束形成的优化的数值相量。模拟结果表明,利用这种新的简化自适应波束形成方法所得的优化阵列的性能与没有简化的情况是一致的,但计算量却有很大程度地降低。     

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。     

基于波束域预处理的MIMO雷达MVDR波束形成算法

传统的MIMO雷达的发射阵列通常进行全向发射,而感兴趣的目标往往集中在较小的空域范围内,全向发射就造成了大量的功率浪费,从而导致波束形成器的输出信干噪比降低,针对这一不足,提出了一种基于发射波束域预处理的MIMO雷达MVDR波束形成算法.该算法首先利用二阶锥规划设计出波束域矩阵,通过发射波束域预处理使发射功率聚集在感兴趣的区域,同时保持预处理后的导向矢量的旋转不变性,然后利用MVDR算法进行自适应波束形成.仿真结果表明:波束域预处理提高了发射功率的利用率,因此,在发射功率相同的条件下,基于发射波束域预处理的MIMO雷达MVDR波束形成器具有更高的输出信干噪比.     

滤波器幅度误差对频域宽带波束形成的影响

阵列系统中,各个阵元的滤波器的幅度误差会对宽带波束形成造成影响.以频域宽带波束形成算法和滤波器幅度误差模型为基础,推导得到了存在滤波器幅度误差时频域宽带波束形成算法中自相关矩阵的表迭式.通过对自相关矩阵的分析指出:滤波器幅度误差会引起自相关矩阵的秩增加,在做自适应干扰抑制时需要考虑更多的空间自由度.此外,误差的存在还会造成波柬形成的性能下降.还给出了误差和性能损失之间的关系,为宽带相控阵系统中通道滤波器的设计提供了参考.     

基于频率捷变和RCS加权抑制雷达角闪烁的研究

角闪烁是雷达目标后向散射特性的重要物理量,它能严重降低毫米波末制导雷达的导引精度。介绍了一种利用RCS和角闪烁之间的相关性抑制角闪烁的RCS加权方法。为实现这一方法,采用了频率捷变技术来获取目标回波信号的多个独立样本。仿真结果显示,经过4至5个脉冲的处理,角闪烁的均方根线偏差从5m～6m降至不到1m。     

超视距雷达的频域波束形成

本文给出了一个超视距雷达频域数字波束形成方案。用这种频域方法可以大量减少DBF所需的存贮量和计算量。误差校准方便。由于在FFT处理器输出端保持了天线阵元上所有的信息,可以获得灵活的方向图。     

自适应数字波束形成在FMCW雷达中的应用

调频连续波(FMCW)雷达往往通过对回波信号的距离-多普勒处理来提取目标信息。由于电磁工作环境的恶化和大量射频干扰的存在,在极低的信干噪比(SINR)条件下进行目标检测和信息提取十分困难。对于阵列系统,往往采用自适应数字波束形成(ADBF)技术,来抑制强干扰和方向性干扰对有用信号的影响。讨论了在FM-CW雷达中ADBF技术的应用问题,结合两种不同的距离-多普勒处理方法,提出了相应的ADBF系统实现方案。分析表明,该方案是有效可行的,它将显著改善FMCW雷达的信干噪比,提高雷达对目标信号的检测性能。     

以DDS为核心的数字模块在相控阵雷达中的应用

介绍数字收 /发模块在相控阵雷达中的应用。首先分析了数字收 /发模块的核心部分 :直接数字式频率合成器和数字接收机的基本工作原理。由于直接数字式频率合成 (DDS)具有分辨力高、转换速度快等优点 ,使系统的整体性能得到了显著提高 ;该数字模块的控制部分、数据输入、数据输出均是数字序列。最后给出了实验系统的实验结果     

相控阵雷达旁瓣对消工作模式研究

从解矩阵方程的角度出发 ,在理论上分析了雷达旁瓣对消系统对消旁瓣干扰的工作原理 ,并由此得出了雷达实现最佳旁瓣干扰对消所需满足的条件 ,同时给出了实际的雷达旁瓣对消系统可能的四种工作模式 ,并比较了其优缺点。给出的最佳旁瓣对消条件 ,在雷达旁瓣对消系统的整体设计和对消系统性能的分析中将具有实际的指导意义。     

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。     

相控阵雷达搜索工作方式的研究

本文从合理规划相控阵雷达资源的角度,具体分析了雷达搜索工作方式中时间和能量资源与空域的相关性,提出了通过搜索图样模糊图来选择最佳帧时间的方法以及检测门限的选择策略。仿真结果表明,搜索空域采用多重复周期覆盖和搜索墙技术是节省系统时间和能量资源的有效途径。     

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。     

一种典型的机载相控阵雷达仿真系统

雷达系统仿真的主要目的是建立雷达系统的数学模型和电磁场环境。雷达信号处理和数据处理的仿真主要是针对选择的算法完成参数寻优。讨论了机载相控阵雷达系统的建模和仿真。从功能实现的角度描述了虚拟机载相控阵PD雷达系统的实现 ,并给出了一个在局域网内实现的仿真系统结构     

一种灵活的相控阵雷达采样周期自适应算法

相控阵雷达的波束资源具有很大的灵活性。设计了雷达资源调度仿真模块 ,分析了对雷达波形、波束指向、采样周期等参数实施控制的意义和原则。重点研究了一种基于参数的采样周期自适应策略 ,并提出了改进算法。仿真研究表明 ,参数λ使得采样周期自适应策略更加灵活、有效。     

相控阵雷达的自适应旁瓣对消系统中的几个问题

本文讨论了相控阵雷达旁瓣对消系统中的几个问题,经过分析,都得到明确的结论,可用于工程设计。     

相控阵雷达事件自适应调度方法——C语言软件支持系统

本文给出了相控阵雷达事件调度的一种自适应方法,详细地介绍了算法原理及其数据结构,并用C语言开发了该调度算法。然后,通过两种检测手段对该程序进行了测试,均得到了符合实际的满意结果。     

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。