概率分析的机载预警雷达探测效能

机载预警雷达探测效能是指其完成预警探测使命的程度,探测效能的高低受雷达作用距离和发现概率的影响。在概率分析的基础上提出了一种度量机载预警雷达探测效能的方法:该方法首先构建了雷达发现概率与最大作用距离间的数学模型;其次对发现概率随作用距离变化曲线逐点归一化,得到发现概率的概率密度函数;对发现概率的概率密度函数积分得到概率分布函数,该函数具有实际物理意义,反映了预警雷达的探测效能,由此将作用距离的远近量化为探测效能的高低,从而得到了预警雷达探测效能随作用距离变化的曲线;最后以美军E-2C和E-3B预警雷达为例,对比分析了2种机载预警雷达对斯威林Ⅰ型和斯威林Ⅱ型起伏目标的探测效能,验证方法的有效性。     

压制干扰条件下雷达探测区域研究

在研究雷达天线方向图模型的基础上,推导出无干扰、SSJ(self screening jamming,自卫式干扰)、单SOJ(stand-off jammer,远距离支援干扰)、多SOJ情况下常规雷达、频率捷变雷达的最大探测距离计算公式,针对不同情况给出不同的计算机仿真方法,可有效地对雷达在干扰条件下进行效能评估.利用该方法对多种情况下的雷达探测区域进行仿真,得到雷达探测区域分布图和盲区系数,对仿真结果进行分析,得到如下结论:SSJ条件下雷达探测区域减小严重,基本无法正常探测,但形状规则;SOJ条件下雷达探测区域不规则,在干扰方向上探测距离减小显著,在其他方向上仍可达到较大的探测距离,频率捷变雷达可有效对抗压制性干扰.由多干扰条件下雷达探测区域的研究和仿真可见,干扰布局不同盲区系数差别明显.     

效能评估可信度的客观度量方法

针对目前装备系统效能评估可信度无法客观度量的问题,提出了一种客观度量评估可信度方法。该方法从评估数据、评估模型及单样本分类置信度3个方面描述评估可信度。在计算评估数据可信度方面,通过分析评估数据的不确定性确定评估数据的可信度;在计算评估模型可信度方面,将模式分类准确率转化为评估模型可信度度量指标;在计算单样本分类置信度方面,根据不同类别样本在高维空间的分布关系,给出了适用多数分类算法的分类置信度计算方法;进一步通过可信度传播模型将以上3个方面进行综合,得到综合评估可信度。对雷达抗干扰效能评估可信度的仿真结果表明:该方法不使用专家经验知识,能够客观度量效能评估的可信度,其结果不受评估主体影响,解决了不同专家对同一装备给出的效能评估可信度不同的问题;与现有主观方法相比,准确率提高了10%。     

一种新型的双(垂直)半波振子天线及其应用

研究了一种新型的双(垂直)半波振子天线,给出了该天线的基本结构和主要优点.利用三维电磁场仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了仿真和分析,并对所研制天线进行了性能测试.测试结果表明,双(垂直)半波振子天线是一种具有良好性能,较高性价比的天线.对该天线在便携式树丛探测雷达和大型探空地面雷达中的应用进行了初步探讨.     

数字波束成形在车载毫米波雷达中的应用

汽车智能驾驶辅助系统(ADAS)和无人驾驶汽车是目前汽车领域非常热门的方向,而车载毫米波雷达又是该领域中非常重要的传感器,为车辆决策和执行系统提供目标信息(距离、速度和方位角)。随着技术的发展,现有的SIMO毫米波雷达的分辨能力难以满足自适应巡航(ACC)和紧急制动(AEB)的要求。提出了基于数字波束成形技术的车载MIMO毫米波雷达,采用两发八收天线,在发射天线利用频分复用(FDM)调制,从而达到接收天线不模糊接收回波信号。通过测试和仿真,满足水平方向1度、俯仰方向2度分辨率的3D雷达,进一步提高雷达在ADAS与无人驾驶领域的探测性能。     

一种双频天线俯仰连动机构设计

天线座架的俯仰机构带动天线反射面做俯仰运动,是满足天线通信性能要求的重要部件。通过对传统0.9m KaKu双频平板阵列天线俯仰机构结构设计方案进行分析,确定了双频平板天线新型俯仰连动机构详细设计方案。新型俯仰连动机构具有结构简单,加工成本低,可操作性好,重量轻等优点,能有效解决现有天线俯仰机构存在的不足,目前该新型机构已经在多个站型的天线上得到了应用,效果良好。     

三通道干涉仪雷达测角方法

针对米波雷达天线同有尺寸较大的问题,研究用3根接收天线实现全空域探测的雷达测向算法.根据天线放置的等边三角形几何关系,通过天线阵子间的相位差就可计算目标的方位和俯仰信息,天线阵子问的相位差通过快速傅里叶变换(FFT)数字比相法获得.对于动目标检测(MTD)雷达,根据三通道的动目标检测结果即可求得目标的相位差并进行干涉仪测向,给出了基于此方法的一种典型的雷达测向系统结构及其实现步骤.分析了三通道干涉仪测角误差的影响因素,给出了不同信噪比下测角误差的仿真结果.仿真结果证明了该方法的有效性和实用性.     

一种伺服电动缸驱动的雷达俯仰轴自适应控制

本文针对大尺寸阵面雷达天线中,俯仰轴旋转控制时受天线风力矩、惯性力矩和摩擦力矩影响过大,从而导致控制稳定性差、控制精度降低的问题,提出一种新的采用伺服电动缸驱动形式的雷达俯仰轴控制结构,将雷达俯仰轴的旋转运动控制转换成电动缸丝杠的直线运动控制,提高了雷达俯仰轴的抗干扰能力和控制稳定性;基于雷达俯仰轴转动和伺服电动缸丝杠直线运动之间的非线性关系,设计了一种自适应模糊PID控制器,实现了雷达俯仰轴的稳定控制,仿真结果验证了所设计控制器的有效性和实用价值。     

分布式MIMO雷达优化布站研究

针对分布式多输入多输出(MIMO)雷达各发射站和接收站的优化布站问题,提出了一种分布式MIMO雷达布站的优化模型.首先给出了分布式MIMO雷达的信号模型;然后分析了收发天线位置对分布式MIMO雷达的空间分集能力和信道电压散射系数方差的影响,在此基础上提出了用空间分集度和空间分散度指标对分布式MIMO雷达的空间分集能力和天线分散程度进行量化评估;接着提出了在空间分散度一定的条件下,使空间分集度最大的布站原则并给出了相应的目标函数;最后仿真分析了信号频率、探测距离、探测方位、信道数目等因素对分布式MIMO雷达布站的影响.研究结果对分布式MIMO雷达的系统配置和实际应用具有重要的参考价值.     

雷达机械倾斜过顶跟踪控制技术研究

现在多数雷达采用的是方位-俯仰型天线座,对于该天线座的雷达,高仰角跟踪时在过航捷前后,方位误差电压发生剧烈抖动,有时甚至无法正常跟踪,严重影响跟踪质量与设备安全,给完成任务带来了一定的困难。介绍了产生这种现象的原因,进而提出了一种机械倾斜过顶跟踪的方法来改善雷达的高仰角跟踪性能。     

基于ADS-B数据的一次雷达系统误差配准方法

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,对基于期望增加模型的变结构交互式多模型算法中的偏置函数进行了改进,有效减少了随机误差在配准过程中的影响,并获得最优的偏置参数,以提升大误差一次雷达配准的精度。算例分析结果表明,该方法配准后可使所选一次雷达俯仰角平均绝对误差降低至0.04°,方位角平均绝对误差降低至0.07°,为雷达系统误差配准提供新方法支撑。     

基于GPRSIM的道路地下病害体探地雷达正演模拟研究

探地雷达因其便捷、高效、无损的优势目前被广泛应用于道路地下病害体探测任务中,但雷达图像识别又缺少统一的解释标准,所以亟需为病害体探测提供判别依据。因GPRSIM探地雷达正演软件可自定义模型形状、天线频率大小及正演速度快等优点,所以研究基于GPRSIM设计了不同填充类型、形状、规模、埋深、天线中心频率的道路路基空洞病害模型进行正演模拟研究,并分析总结病害雷达特征。其结果对雷达图像的解译具有重要的指导作用,同时,也为病害体识别提供了客观的理论依据。     

基于层叠结构的双极化单脉冲天线

研究双极化微带阵列天线在单脉冲雷达系统中的应用,使传统单脉冲雷达系统具备收发极化分集能力以及多种极化形式下的目标角误差信息提取能力. 采用基于层叠结构馈电的正六边形双极化微带天线构建满足单脉冲雷达系统需求的一维阵列天线,通过计算机仿真,利用比幅单脉冲角误差提取方法以及任意极化合成方法在同一天线中得出线极化、圆极化、椭圆极化形式下的和差波束方向图以及角误差曲线. 并在一维阵列的基础上研究了低成本、低复杂度的二维阵列组阵方式以及二维角误差提取方法. 研究结果证明了利用基于层叠结构馈电的微带阵列天线构建双极化单脉冲天线的可行性.      

基于地图信息的机载雷达对海探测目标检测算法

机载雷达在对临近陆地的海面目标进行探测时会受到很强的陆地杂波干扰,海面附近的强陆地杂波会导致探测范围内虚警概率升高,严重影响雷达的对海探测性能. 针对该问题本文提出了一种基于地图信息的机载雷达对海探测目标检测算法,所提算法通过载机惯导系统提供的载机姿态及天线指向等信息计算天线波束照射区域的经纬度,并将其与地图数据匹配实现海陆分割,进而剔除陆地虚警,输出海面目标. 基于X波段雷达探测实验数据的实验结果表明,本文所提算法能够快速准确判断目标的海陆位置,通过海陆目标的筛选与剔除,提高机载雷达在陆地杂波较强的情况下对海探测性能.      

基于层次分析-模糊综合评价法的相控阵雷达毁伤评估方法

为了评估反辐射战斗部对相控阵雷达的毁伤能力,对某型多功能相控阵雷达目标进行了分析,综合几种影响因素,建立了评价指标体系,并给出了评价指标的量化等级. 为了研究不同反辐射战斗部对相控阵雷达的毁伤评估,应用层次分析-模糊综合评价法,建立某型相控阵雷达的毁伤评估模型.     

船载雷达目标过顶控制技术研究

X-Y型天线座的天线,其方位角速度会随着俯仰角的增加而增加,因而在目标飞抵天顶时,存在一个无法正常跟踪的"跟踪盲区"。研究了"跟踪盲区"的来源。理论推导了正割补偿原理,并提出了几种解决方法。适合船载雷达使用的程序引导法在应用过程中,效果良好。     

Material Equivalent Test Based on Dimensional Analysis for Fragment Penetrating Antenna Target

Phased array radar is the main sensor in a battlefield.Phased array antenna is the main execution unit of the phased array radar,and it greatly affects the reliability of the phased array radar. As a result,the fragment damaged antenna test is important.As the materials of phased array antenna are not easy to get,the fragment damaged antenna test is difficult to carry out. Then we present a study on this problem and introduce the principles of dimensional analysis to solve it. Firstly, the fragments damage antenna target dimensionless model is constructed. Secondly,the finite element analysis software ANSYS / LS-DYNA are used to carry out a large number of different materials simulation test for dimensional analysis. Finally,based on dimensional test analysis,the materials equivalent empirical model between different antennas target is presented in the same damage. The results of this study provide a feasible and valuable solution for different materials' target damaged test.     

机载火控雷达效能评估系统设计

为了实现机载雷达在不同参数配置、任务场景下的效能评估,基于仿真设计了一种机载火控雷达效能评估系统。制定了评估系统的仿真运行流程,并基于传统ADC模型提出了一种机载火控雷达的模糊综合ADC效能评估模型。最后通过仿真实例验证了评估系统设计的合理性和可信性,证明其可以作为机载火控雷达预研论证、改造升级的重要研究平台。     

用天线阵技术无损探测大桥钢筋网的三维分布

常规的探地雷达发射的电磁波和接收的电磁波均为同一频率,因此影响了探测的精度、效率.天线阵探地雷达将不同频率的天线组合到一起工作,实现了一次扫描得到4张雷达图,使深部、浅部探测一次同时完成,提高了探测精度和工作效率,节约了探测成本.另外,由于不同频率的天线对不同深度的被探测体有足够的分辨率,不同位置的天线对同一被探测体进行全区域、多角度的探测,所以天线阵探地雷达能够分辨上下重叠或位置很近的被探测体,使得对一个区域的钢筋网进行三维探测成为可能.