机载预警雷达技术及信号处理方法综述

机载预警雷达及其信号处理技术经历了巨大的发展,但也面临着隐身目标、非均匀杂波、复杂电磁环境、目标的识别和多种作战任务的严峻挑战。该文回顾了机载预警雷达及其信号处理技术的发展历程,分析了机载预警雷达面临的反隐身、反干扰、反杂波和目标识别方面的挑战,在此基础上提出了机载预警雷达体制正向数字化、宽带化、协同化、智能化和多功能一体化演变的趋势,最后分析了3D-STAP, MIMO-STAP、宽带检测、认知抗干扰等关键技术,有望对下一代机载预警雷达的研制发挥一定的指导意义。     

雷达侦收自适应信号处理架构研究

针对复杂电磁环境中雷达侦察信号自适应处理的需求,对雷达信号侦察问题进行了建模与分析,讨论了若干可能的自适应侦察信号处理架构。在雷达侦察信号处理模块算法方面,研究了特征自适应检测与分析、信号自适应分选等处理架构,以提升低可识别信号的自适应处理能力;在侦察系统处理流程方面,研究了具有跟踪与预测能力的自适应处理架构,以增强对电磁环境态势的动态感知能力;在侦察系统与其他分系统协作层面,研究了基于雷达系统抗干扰需求和干扰机智能化干扰需求的自适应侦察协作架构,以提升电子战系统效能。该研究可为自适应雷达对抗处理研究提供有益思路。     

基于高速串行总线的可重构信号处理机

介绍了一种基于高速串行总线的机载火控雷达可重构信号处理机的设计与实现,以及高速串行总线的技术优势,分析了机载火控雷达可重构并行信号处理机系统互连的需求,讨论了处理机的系统架构、串行总线协议、串行总线端点和链路管理器的设计实现和总线错误监测及处理方法。该处理机不仅有效解决了数据传输的瓶颈问题,而且实现了数据传输拓扑结构的可重构,提高了信号处理系统的灵活性和可靠性。     

双基地机载预警雷达杂波建模与分析

建立了双基地机载预警雷达杂波模型,并通过对双基地机载预警雷达杂波空时谱结构的分析,得出了双基地机载预警雷达任意几何配置条件下,杂波谱结构随双基地机载预警雷达探测距离和变化趋势的一般性规律.仿真结果验证了所得规律的正确性.对双基地机载预警雷达杂波谱结构的认识有助于开展对双基地机载预警雷达杂波抑制与空时自适应处理技术的研究.     

机载预警雷达技术发展展望

新型作战使命和作战样式对预警机提出了更高要求,隐身目标和复杂电磁环境的威胁对机载预警雷达提出了严峻的挑战.文中首先从天线型式和反杂波体制两个方面分析了国外机载预警雷达发展历史和现状;然后,立足预警机使命任务展望了机载预警雷达技术发展趋势;最后,对涉及的主要关键技术进行了分析.     

天基预警雷达低自由度STAP方法研究

受卫星高速运动和地球自转影响,天基预警雷达杂波在俯仰-方位-多普勒三维空间呈紧耦合特性,极大降低了传统空时自适应处理(STAP)方法的慢速运动目标检测性能。采用方位-俯仰-多普勒三维STAP可实现天基预警雷达杂波解耦,但与非正侧机载预警雷达杂波的三维松耦合情况不同,该应用需要较大系统自由度才能实现次最优杂波抑制性能,所带来的巨大运算负担和均匀样本需求使其难以应用于实际。针对上述问题,该文首先构建了天基预警雷达平面阵回波空时信号模型;然后详细分析了其杂波在方位-俯仰-多普勒三维空间的紧耦合特性;最后提出了基于级联处理的低自由度三维STAP方法,利用空域加权子阵合成预先衰减副瓣杂波,再利用俯仰-多普勒自适应处理抑制剩余各次距离模糊主瓣杂波。仿真实验验证了所提STAP方法可在低运算复杂度和小样本需求条件下实现次最优杂波抑制性能,因此适用于天基预警雷达实际应用。      

双基地机载预警雷达空时自适应处理方法

本文在文献[1] 所建杂波模型的基础上,进一步研究空时自适应处理对双基地机载预警雷达杂波的抑制问题.深入分析了双基地机载预警雷达杂波距离多普勒特性,进而提出了一种基于距离多普勒补偿的空时二维自适应处理方法.理论分析与计算机仿真表明,该算法能有效实现工作于低重频时双基地机载预警雷达杂波抑制.     

双基地机载预警雷达空时二维杂波建模及杂波特性分析

本文建立了双基地机载预警雷达空时二维杂波模型,其中考虑了双基地雷达的几何配置、雷达的系统参数、各种误差及距离模糊等实际因素对杂波谱的影响.基于该模型分析了杂波特性,并计算了杂波的空时二维似然谱,结果表明所建杂波模型是合理的.该模型是研究双基地机载预警雷达杂波抑制与空时自适应处理技术的基础.     

机载预警雷达网络化协同探测模式及性能分析

为了进一步提高机载预警雷达的目标探测和监视能力,首先对影响单平台机载预警雷达探测范围的因素进行了分析,引出网络化协同探测的特点和必要性,给出了稳定探测覆盖范围和多普勒盲区的定义;其次重点分析了机载预警雷达与其他机载预警雷达、舰载雷达、无人机(UAV)雷达等不同平台雷达间的协同探测工作方式,并进行了仿真分析,通过评估指标参数对各种协同探测模式进行了比较;最后对机载预警雷达网络化协同探测发展趋势进行展望。     

机载预警雷达天线发展趋势及关键技术

综合性预警探测多功能一体化系统是下一代机载预警雷达的一种必然趋势,它要求天线阵面具备多功能、与平台一体化的特征,实现超宽带、多频段性能,并能在硬件资源上支撑数字智能化的系统体系架构。文中首先分析了机载预警雷达天线阵面的发展趋势和国内外研究现状,继而分析了目前机载预警雷达天线系统的关键技术,阐述了相应的技术实施途径和核心问题,提出部分解决方案。     

SPATIAL-TEMPORAL JOINT FILTERP ROCESSING APPROACH FOR PHASED ARRAY AIRBORNE EARLY WARNING RADARS

To suppress the ground clutter for airborne early warning (AEW) radars is the key technique in radar signal processing. In this paper, a spatial-temporal nonadaptive joint filter processing approach is proposed to suppress the clutter for AEW radars, which can significantly reduce the computation compared with other optimal or suboptimal methods. The performance of this approach is better than that of the conventional cascaded nonadaptive processing, especially.     

空基双基地雷达地杂波建模及特性分析

在充分考虑双基地工作和机载工作特点的条件下 ,首先建立空基双基地雷达地杂波的等椭圆几何关系模型 ,然后计算分析了空基双基地雷达的地面反射率 ,最后提出一种通用的空基双基地雷达地杂波模型。在该模型的基础上分析了空基双基地雷达地杂波特性 ,并仿真分析了不同几何配置和运动配置下空基双基地雷达地杂波的多普勒特性和地杂波脊特性 ,结果表明地杂波特性敏感于空基双基地雷达的几何和运动配置 ,合理的配置可以降低信号处理中地杂波的影响     

基于自适应分区的非平稳杂波抑制方法

对于非正侧视阵机载雷达,杂波在近程表现出严重的非平稳性,在距离模糊情况下近程微弱目标和近程非平稳强杂波混叠,导致传统空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing,STAP）方法的运动目标检测性能严重下降。为了解决该问题,本文提出了一种基于自适应分区和正交投影的机载雷达非平稳杂波抑制方法。首先,基于回波数据在距离-多普勒域将机载雷达回波自适应划分为非平稳杂波区、平稳杂波区和清晰区,然后在非平稳杂波区采取俯仰维正交投影级联STAP处理,在平稳杂波区采取传统STAP处理,在清晰区采取传统PD处理。该方法能够显著提升机载雷达在全距离和全速度域的目标探测性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

相控阵机载预警雷达高逼真一体化仿真

高逼真回波数据源和一体化仿真流程是相控阵机载预警雷达技术研究的重要保证,可以真实全面地满足技术验证的需求。文中将相控阵机载预警雷达系统零中频回波数据的高逼真产生至后端的信号处理和数据处理整套流程仿真,分为外部环境模块和内部处理模块进行了研究,通过仿真过程比较了模块中各节点输出信号与参数的理论计算结果,以及最终的数据处理输出与想定设计,验证了仿真系统的逼真性和一体化特征。     

舰载固定翼预警机雷达技术

舰载预警机是航母编队的空中预警探测与指挥控制中心,是远洋舰队的能力倍增器.文中通过分析美国E-2系列预警机雷达的发展历程与现状,结合对新形势下作战需求的研究,对舰载固定翼预警机雷达技术特点和发展趋势进行了全面剖析,指出UHF波段是舰载固定翼预警机的最佳工作频段及其发展趋势为多通道有源数字阵列体制.     

双频机载预警雷达系统动态杂波自由度研究

基于一种双频机载预警雷达(AEW)孔径共用反隐身方案,本文对该背景下的杂波分布特性作了理论分析与计算仿真,得到了相关动态杂波自由度的表达式与杂波特征分布曲线,为针对隐身目标的双频AEW雷达系统空时自适应处理器的工程实现提供了理论依据.     

MIMO雷达微弱目标长时积累技术综述

复杂背景下雷达微弱目标检测一直以来是雷达信号处理领域的国际性难题,随着雷达新体制的发展,给信号处理提供了更多的空间维度,正交波形MIMO雷达的宽发窄收观测方式可有效延长目标驻留时间、实现时域、空域和频率的联合处理和高分辨估计,从而有利于积累目标能量和抑制杂波,提高强杂波背景中弱小目标检测能力。本文对近年来正交波形MIMO雷达长时间积累和目标检测技术的研究进展进行了归纳总结,介绍了正交波形MIMO雷达长时积累的概念和分类,并从机动目标回波特性认知、变换域相参积累、检测前跟踪、长时间相参积累、稀疏时频分析等方面给出了正交波形MIMO雷达机动目标积累的有效途径。最后,该文总结了现有研究存在的问题,对未来关注的技术发展进行了展望。