天基雷达系统概念分析

针对天基雷达系统,对比分析了SAR、GMTI、AMTI以及DTED等技术模式的特点,研究了各种不同技术模式条件下的处理算法、体制特点和应用场合.并探讨了不同任务需求情况下根据覆盖性能对天基雷达卫星星座布局的要求.分析结果表明,天基雷达星座具有多种可变模式,功能先进.同时,天基雷达星座只需要有限的卫星数目就能达到全球覆盖的目的,具有很好的目标监视能力.分析的结论对于研究国际先进的天基雷达系统有着重要的指导意义.     

天基ISAR电子系统论证与设计

为了天基逆合成孔径雷达（ISAR）成像的理论技术向可实现性方向发展的需要,提出了以一体化综合电子系统和可重构计算机为核心技术的天基ISAR硬件电子系统设计方案。此方案结合了国外先进航天电子系统的设计,将基于1553B的总线结构和模块化设计思想贯穿于整个系统中,并对系统合理性进行了说明和论证。这种一体化的结构可以有效地简化设计、提高抗辐射性能、节约能量、减少体积和质量,并能解决设备之间的快速对接、故障设备快速更换的问题。     

大型稀疏阵列天基雷达系统分析

天基雷达可以在全球范围内实现运动目标探测和对地高分辨率成像。该文研究了天基雷达系统问题,基于大型稀疏阵列天线,论述了天基雷达的技术体制和关键技术,设计了基于稀疏阵列的MEO轨道X波段天基雷达系统参数并分析了其系统性能,为天基雷达的技术实现提供了一种新的途径。     

国外天基红外系统发展特点以及与反导雷达的关系

天基红外系统具有覆盖范围广、预警速度快、作战用途多等特点,在反导信息保障中占据重要地位,受到了美国、俄罗斯等军事强国的高度关注和大力投入。文中介绍了国外用于反导作战的天基红外系统的使命任务、作战流程、体系贡献度;总结了美国、俄罗斯等国天基红外系统的当前装备、能力水平和发展规划;分析了天基红外系统的发展特点;论述了天基红外系统与地海基反导雷达的辩证关系。     

非均匀分布式星载雷达栅瓣抑制技术研究

分布式星载雷达突破了单星雷达受功率孔径积的限制,具有更远的探测距离;突破了单星雷达受天线基线长度的限制,具有更窄的波束宽度,但是会产生较多的孔径干涉栅瓣.文中研究了一种分布式星载雷达的栅瓣抑制方法,该方法采用遗传算法来确定超稀疏的非均匀分布式星载雷达阵列的位置矢量,利用个体的实值编码提高了遗传算法的计算效率.＃在给定卫星阵列基线长度和卫星间最小间距约束的条件下,通过仿真实验验证了该方法抑制栅瓣的有效性.卫星个数越多,栅瓣抑制效果越好.随着小卫星技术的发展以及小卫星成本的降低,文中基于非均匀分布阵列的栅瓣抑制方法对小卫星的分布设计具有一定的参考价值.     

天基雷达的发展与系统技术

对天基雷达的分类做了简单介绍,并阐述了目前世界上主要军事强国在该领域的发展概况.详细分析了天基雷达在系统设计中的相关问题,指出了各分系统未来的发展方向.最后阐述了天基雷达的发展前景.文中所讨论内容对于研究国际先进的天基雷达系统有着重要的指导意义.     

天基监视雷达

介绍了天基雷达的三种类型：第一种交会雷达、第二种遥感卫星上的合成孔径雷达(SAR)成像雷达、第三种天基监视雷达，该雷达目前正在大力开发。重点讨论对天基监视雷达的设计要求和具体设计技术。     

基于遗传算法的低轨天基雷达星座设计

从目标监视性能的角度出发,分析了低轨天基雷达星座的卫星总数、能量需求以及星座发射费用等优化目标。综合考虑了Walker星座的碰撞等约束问题,建立了低轨天基雷达星座设计的优化目标。提出了一种基于遗传算法的低轨天基雷达星座设计方法。根据天基雷达星座的特点,该算法在进化过程中使用了非可行解修正和约束分级等约束处理方法,有效提高了算法的运算效率。通过仿真实验验证了该方法能够有效的同时优化低轨天基雷达星座的构形和卫星参数。     

基于可观性分析的高精度空间目标跟踪方法

针对传统空间目标跟踪精度不高的问题,提出一种基于可观性分析的高精度空间目标跟踪方法。首先,基于Fisher信息矩阵法定义了一种新型可观性指标,并以空间目标跟踪为背景,针对采用天基雷达,天基红外或地基雷达所得到的不同量测模型系统分别给出了可观性指标值,并选出一种可观性指标值最大的空间目标量测模型。接着,基于无迹卡尔曼滤波和选择的量测模型,实现高精度的空间目标跟踪。相对于仅天基红外,天基红外与天基雷达相结合两种方案,仅天基雷达的空间目标跟踪测量方案具有较大的可观测性指标,进而具有较高目标跟踪精度。最后,数值仿真验证了该方法的有效性。     

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。      

一种分布式星载单脉冲雷达GMTI方法

 提出了一种基于分布式星载单脉冲雷达的地面动目标检测方法,该方法充分利用星载分布式雷达主瓣和栅瓣回波的空时二维分布特点,能够在一次扫描（一个相干处理间隔）中有效地检测和分辨不同栅瓣杂波中的地面低速动目标,因此该方法不仅具有比一般分布式星载雷达处理更大的区域覆盖率和广域监视能力,具有较高的GMTI性能,且处理简单,运算量低,适合于星上实时处理。     

系留气球载雷达系统分析

系留气球载雷达系统是以系留气球为搭载平台，以雷达为任务系统的一种综合信息系统，在军事和民用领域有着广阔的应用前景。系留气球载雷达系统一般由系留气球、缆绳、雷达、地面系留设施及地面控制中心组成。文中分析了系留气球载雷达系统的优势，详细描述了系统的组成，最后介绍了在国内的发展应用情况。     

基于卷积神经网络的天基预警雷达杂波抑制方法

利用天基预警雷达实现动目标指示具有重要的军事应用价值。对于天基预警雷达,其平台高速运动及受地球自转影响导致杂波复杂非平稳性,更大的波束照射区域带来更严重的杂波非均匀性,从而导致适用于机载预警雷达的传统空时自适应处理(STAP)方法无法直接应用。针对上述问题,该文分析了天基预警雷达杂波分布特性,并构建了基于卷积神经网络(CNN)超分辨谱估计的STAP处理框架。首先,利用雷达系统和卫星轨道参数,仿真随机生成不同纬度、距离门、阵元误差、杂波起伏和地貌散射系数的回波数据集;然后,设计并调优了含5个权重层的二维CNN,实现由小样本所估低分辨杂波谱到高分辨谱的非线性映射;最后,基于高分辨空时谱构造空时滤波器实现杂波抑制和目标检测。仿真实验验证所提方法在小样本条件下可实现次最优杂波抑制性能,同时所需在线运算量远低于现有稀疏超分辨类方法,因此适用于天基预警雷达实际应用。      

星载PD雷达的地杂波模拟

针对星载脉冲多普勒（PD）雷达的地杂波仿真问题，介绍了基于视频信号的模拟方法，并且给出了具体的计算公式、原理和步骤；从理论上分析了星载PD雷达的地杂波谱；最后通过仿真分析了主瓣杂波与天线视角的关系，以及主瓣杂波与地球转动之间的关系。其模拟结果与理论分析吻合较好，表明这种估算地杂波的方法精确有效。     

Block adaptive quantization of Magellan SAR data

A report is presented on a data compression scheme that will be used to reduce the SAR (synthetic-aperture radar) data rate on the US NASA Magellan (MGN) mission to Venus. The MGN spacecraft has only one scientific instrument, namely, a radar system that is used for imaging the surface. for altimetric profiling of the planet topography, and for measuring radiation of the planet surface. A straightforward implementation of the scientific requirements of the mission results in a data rate higher that can be accommodated by the available system bandwidth. A data-rate-reduction scheme which includes operation of the radar in burst mode and block adaptive quantization of the SAR data is selected to satisfy the scientific requirements     

Seasat Synthetic-Aperture Radar Data Reduction Using Parallel Programmable Array Processors

This paper presents a digital signal processing system that produces the SEASAT synthetic-aperture radar (SAR) imagery. The system consists of a SEL 32/77 host minicomputer and three AP-120B array processors. The partitioning of the SAR processing functions and the design of softwae modules is described. The rationale for selecting the parallel array processor architecture and the methodology for developing the parallel processing scheme on this system is described. This system attains a SEASAT SAR data reduction speed of 2.5 h per 25-m resolution 4-look and 100 km X 100 km image frame. A prelininary performance evaluation of this parallel processing system and potential future applications for remote sensing data reduction are described.     

天基雷达的PRF设计

天基雷达可以在全球范围内探测和跟踪运动目标,目前在军用和民用方面受到了广泛的关注。天基雷达通常采用脉冲多普勒工作方式探测运动目标。脉冲多普勒雷达可分为高、中、低脉冲重复频率（PRF）3种类型。选取PRF是脉冲多普勒雷达设计的首要问题。分析了天基雷达检测运动目标的PRF设计相关问题,并对距离和速度模糊的解算方法进行了阐述。     

Pulse radar reflectometry for fusion plasma diagnostics

A basic principle of pulse radar reflectometry is considered in this paper. A numerical analysis is performed in order to study errors appearing due to the expansion of a microwave pulse reflected from the plasma. A block diagram of the basic pulse radar scheme and its overall performance is presented. The first experimental results obtained on T11-M tokamak are discussed. An improved pulse radar scheme with cross-detection is considered. The results of bench test experiments and future applications of this scheme are discussed.     

Speckle Effects on Statistical Performance of Optical Radar

The statistical performance of optical radar using energy detection techniques has been studied in this paper. The analytical expressions of the speckle number subtended by the receiving aperture are derived. The results show that the speckle number is only determined by the relative size of the speckle cell and the area of the entrance pupil. The receiving aperture will integrate a considerable number of speckle cells when the beam expander is not adopted in the transmitting optical system. Few speckle cells will be intercepted by the aperture when the beam expander is employed and the laser speckle is expected to be the dominant noise source. The detection performance of airborne and space-based optical radar has been analyzed based on two critical parameters--the speckle number and the average photoelectron counts. The probability density function of photoelectrons and the detection probability are derived for a number of occasions.     

中频测风雷达的研制

介绍了中频测风雷达的工作原理,给出采用空间分布天线模式(SA)和全相关分析技术(FCA)求取大气水平风场的算法。提出的倒V型天线设计方案,在工程上易于实现;对每路8 kW的高功率输出,采用全固态发射技术,提高了系统稳定性和可靠性。结果表明,中频测风雷达能够测量中层大气的风速和风向,达到了预期效果。