同时数字多波束对改善相控阵雷达搜索和测角精度的分析

文中基于数字波束合成体制的相控阵雷达,研究改善传统单脉冲体制雷达性能的方法。提出了一种基于一组同时数字多波束处理的新方法。文中证明该方法可以将单脉冲测角方法和极大似然估计测角算法进行性能的平衡。该方法利用了基于同时数字多波束形成技术以及多种处理算法。计算机仿真试验证明该方法可以在提升雷达目标检测和测角性能的同时有效的改善波束形状损失。     

波束域积累检测应用研究

波束域积累检测应用于相控阵雷达一直是雷达专家的关注重点,该技术的应用可平滑雷达系统空域覆盖曲线,优化相控阵雷达时间能量编排,相应地可降低雷达系统规模及成本。介绍了波束域积累检测基本原理、性能评估准则及计算机仿真方法。在设定的仿真约束条件下,通过计算机仿真分析了波束域积累检测所带来的性能得益以及波束交叠电平、检测概率、虚警概率、波束宽度等影响波束域积累检测性能的各个因素,在此基础上提出了工程实施方面的建议。     

同时数字多波束技术实现雷达三坐标搜索

根据三坐标搜索雷达的特点,对频率扫描、堆积多波束、一维相扫、混合扫描和多波束等多种雷达体制进行论述,通过综合比较,最终确定了采用连续波同时数字多波束体制实现三坐标搜索雷达。阐述了数字多波束形成原理,给出了数字复用实现同时多波束的方法,论证了数字多波束形成的技术指标,详细分析了幅相校准关键技术。给出了连续波三坐标雷达的多波束实现方案,并通过实践检验,理论和方法具有实用性。     

舰载相控阵雷达的自适应波束扫描技术优化

为了提高舰载相控阵雷达的目标定位检测能力,提出一种基于二维波束域加权谱峰搜索的舰载相控阵雷达自适应波束扫描算法.采用均匀阵列构建舰载相控阵雷达相干分布源模型,以目标的方位及目标的扩展角为二维参量,建立点目标信号源的多亮点特征分布阵列,用点目标来模拟空间的分布式目标,采用自适应波束形成算法进行目标的方位、距离及DOA的联合参量估计,采用二维波束域加权谱峰搜索方法实现远场分布式目标的空间谱特征提取,根据谱峰的位置求出目标方位,实现对目标的自适应波束扫描,提高目标的定位检测能力.仿真结果表明,采用该方法进行舰载相控阵雷达的自适应波束扫描,对目标的定位准确率较高,检测性能较好,波束输出具有很好的旁瓣抑制能力,说明抗干扰能力较强.     

多径条件下米波频分MIMO雷达波束性能及优化方法

针对传统米波雷达低仰角下波瓣分裂和盲区问题,该文提出一种频率分集子孔径MIMO雷达,构建了该体制下多径特性定量分析的理论框架,推导了镜面反射和扰动多径模型及其联合发射-接收方向图增益闭合表达式;提出了多径抑制区概念及其边界条件,定义了描述低空波束覆盖性能的低可观测率定量评价指标;根据边界条件的解集优化了波束覆盖性能。理论分析和仿真结果表明由于充分利用了频率分集产生的距离依赖波束,该体制雷达相对传统MIMO相控阵雷达具有更优的低空波束覆盖性能,减小了米波雷达波瓣分裂和探测盲区。     

波束域最大似然测高方法

针对雷达在低仰角搜索和跟踪目标时波束打地、受阵地反射多径影响严重的问题,提出了波束域最大似然雷达低仰角测高方法。该方法首先形成俯仰多波束覆盖目标,然后使用最大似然算法对多波束的目标数据进行处理,通过空间谱能量最大化的角度信息估计目标仰角和高度。与传统的和差波束及多波束比幅测角方法相比,该方法受多径影响小,具有较高的角度分辨率和高测量精度。计算机仿真和实测数据的处理结果验证了该算法可行有效。     

相控阵雷达发射波束自适应零点形成方法研究

对相控阵雷达的发射波束自适应零点形成问题进行了研究.给出了一种适合发射波束自适应零点形成的性能量度,利用Lagrange乘子法得到了最优发射波束的权值矢量.还给出了计算最优权值矢量的算法.仿真结果表明本文的方法是非常有效的.     

一种子阵级DAR同时多波束拟合测角方法

针对数字同时多波束技术在子阵级数字阵列雷达中的应用问题,提出了一种适用于子阵级数字阵列雷达的同时多波束测角方法。首先介绍了如何通过数字加权的方式形成同时接收多波束,然后基于比幅法建立了同时多波束拟合测角模型,给出了同时多波束拟合测角方法的实现流程和具体步骤,最后进行仿真验证及分析。仿真结果表明:该方法具有与数字和差单脉冲相当的测角精度,且在保持一定测角精度的情况下,同时多波束拟合测角方法可以获得更宽的测角范围,具有良好的工程化应用价值。     

数字相控阵雷达发射多波束特性研究

开展了数字相控阵雷达天线发射多波束的基础研究工作：首先阐述了发射多波束的基本工作原理,研制开发了数字相控阵雷达发射同频多波束的测试系统,并对发射多波束工作状态下天线的基本特性（如驻波特性和波瓣特性等）进行了研究和测试,通过实测数据与仿真结果的对比,验证了发射多波束的正确性和可行性,为数字阵列相控阵雷达未来的发展,实现雷达/电子干扰/通讯等同时多功能、共口径提供了技术支持。     

基于波束数字补偿方法提高导航雷达性能

针对船体摇摆使导航雷达波束偏移,影响雷达探测问题,提出了基于波束数字补偿技术,弥补雷达波束随舰船摇摆而导致方位指向偏移,消除纵横摇对方位角精度等雷达性能的影响。首先建立船体纵横摇数学模型,对目标回波特性分析,采用矢量变换、平面旋转变换结合立体几何关系得到水平波束方位角真值;同时分析了海面波束增益变化、海面指向波束宽度变化及低空目标方位补偿剩余;最后通过仿真验证了高海情及低海情下对波束的影响。该方法可以为雷达工程实现提供理论支撑。     

光子累计方法在成像激光雷达中的应用研究

介绍了一套自行研制的采用光子计数探测的1064nm激光雷达系统。理论分析了光子计数探测技术和信噪比的改善．实验研究了改善信噪比的脉冲累计方法。给出了光子累计脉冲与信噪比之间的平方根关系,以及不同距离下的探测结果。另外,讨论了光子累计在两种成像方式下,相同参数的数值模拟和比较。结果表明：采用大发射光束和光子累积方法进行探测的信噪比,比单光束、大光强和逐行扫描方式的探测在理论上要好些。即探测概率高。     

有限扫描反射面天线相控波束重构技术

该文研究一种采用聚焦馈源阵列馈电的反射面天线,相控阵馈源离开焦平面向反射面移动一定距离,位于焦散区,能够增强反射面天线的波束重构赋形能力和有限视角扫描能力。采用改进的投影矩阵法,利用仅相位控制技术,求解相控阵馈源的激励系数,有效综合了聚焦馈源偏置抛物面天线的方向图。对算例的设计达到了采用仅相位技术控制波束指向、波束赋形、旁瓣电平等性能要求,实现了相控阵馈电偏置抛物面天线的波束重构或扫描,并利用商用GRASP仿真软件验证了该文的设计结果,说明了该文方法的有效性。     

光丝位置对铝合金激光填丝焊接过程的影响

为了明晰光丝距离对激光填丝焊接过程影响规律, 采用高速摄像、外观检查、宏观金相等方法, 对3种光束模式下不同光丝距离与激光堆焊关系进行了理论分析和实验验证, 得到了光丝距离对焊丝熔化、熔滴过渡、熔池波动和焊缝凝固的稳定性影响数据。结果表明, 光丝位置由相交(-5mm)向相离(+5mm)变化时, 熔滴过渡经历"液滴→液滴+液桥→液桥→液滴+液桥"阶段; 相同光丝距离时, 单光束激光模式、双光束激光串行模式和双光束并行模式的焊缝熔深依次降低, 甚至出现焊缝偏移和无熔深现象; 单光束模式和双光束串行模式对焊丝熔化和熔池的影响规律近似, 但双光束并行模式下具有特殊性; 单光束激光焊接时, 随着离焦量的增加, 焊缝的熔深由最大值409.8μm迅速减小到282.6μm; 双光束激光串行模式时, 焊缝的最大熔深仅为328.4μm, 随着离焦量降低而减小, 但正离焦量为焊缝截面呈现不对称状态; 双光束激光并行焊接模式时, 焊丝偏向小功率激光束时, 焊缝无熔深; 随着焊丝向大功率激光束移动, 形成仅有226.5μm小熔深焊缝。该研究为铝合金激光增材和焊接提供了参考。     

水下单光束扫描探测系统光路参数优化设计

针对水下单光束扫描探测系统探测水中近场目标的需求,为抑制海水后向散射干扰,提高系统信噪比,对系统光路参数进行了优化设计。通过推导系统盲区距离公式、水中目标回波和后向散射功率方程,分析了系统探测区域和信噪比同光路参数的关系。在不同水质条件下,基于粒子群算法(PSO)对光路参数进行了优化计算。结果表明:对探测区域为6-10 m的系统,当发射光束与接收视场平行,接收视场半角为9 mrad,收发间距为10.6 cm时,系统信噪比达到最佳。为验证理论模型的正确性,设计了水下激光探测光路模拟系统,测试不同光路参数下系统信噪比,实验结果与理论值一致。优化结果可为水下单光束扫描探测系统光路设计提供理论依据。     

二维光束整形的衍射光学元件设计

采用加权串行迭代算法(WSI)设计衍射光学元件(DOE)，将二维圆形高斯分布的激光光束分别整形为二维正方形和三角形的均匀光束，同时实现了光束形状改变及振幅分布均匀化的功能．模拟计算结果表明，用WSI设计得到的输出波形形状基本达到要求，转换到均匀区的能量效率分别达到95．3％、93．6％．     

一种定向无线自组网邻居发现算法

针对使用定向天线的无线移动网络在自组网过程中邻居搜索时间较长且不确定性较大等问题,提出了一种根据二进制编码序列确定收发模式的异步邻居发现算法,通过为每个节点分配独立的二进制编码来确定节点的收发模式,并根据收发状态给出确定的节点波束扫描方式。讨论了应用于该算法的编码需要满足的条件,并给出一个满足要求的编码序列组,在节点时间异步情况下完成邻居发现的时长具有确定的上界。仿真结果表明,相较其他确定时长的异步邻居搜索算法,该算法能够提高节点间相互发现概率,缩减节点邻居发现的平均和最大用时。     

舰载三坐标雷达天线阵面电子稳定方法

本文论述方位机扫、俯仰相控电扫舰载三坐标雷达天线阵面电子稳定方法。通过分析计算证明了采用电子稳定方式的三坐标雷达在大部分情况下不会出现漏空域现象，同时还给出了天线电子稳定三坐标雷达设计时几个关键参数的计算方法：俯仰所需最大相控角度计算方法， 俯仰波束指向水平面的相控角度计算方法，俯仰方向电子扫描所需波位数计算方法，雷达俯仰角度计算方法等。     

基于投影矩阵法的阵列天线波束形成方法

该文介绍一种阵列天线波束形成的新算法投影矩阵法,包括复系数、仅相位、仅幅度的波束形成技术,并推广应用到多目标波束综合设计中。文中首先给出采用投影矩阵法进行阵列天线复系数和仅相位波束形成的计算方法,然后提出仅幅度控制下的投影矩阵法,并进一步应用到多目标波束同时优化设计中。该文计算了多种工程应用例子,特别是满足全口径和多子孔径波束优化的仅幅度控制技术、满足多波束优化的仅相位控制及共用幅度优化技术,对算例的设计达到了采用优化激励系数控制波束指向、波束赋形、旁瓣电平等性能要求,实现了阵列天线的波束形成。仿真结果说明了投影矩阵法的有效性,适用范围广泛。      

一种低截获概率的波位编排方法

雷达工作时,传统的波位编排因为规则单一,容易被电子战系统截获和识别。针对此问题,提出了一种低截获概率的波位编排方法。首先介绍了传统的区域扫描和定点跟踪的波位编排模式,然后讨论了交错及低损耗点的低截获概率波位编排方法,给出了波位编排的实现流程并分析了任务性能和低截获性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。