基于非均匀子阵的双和/三差通道同时抑制主副瓣干扰

针对相控阵单脉冲雷达体制测角的情况,本文提出了一种降维双和/三差通道自适应同时抑制主、副瓣干扰的算法.该算法利用权值逼近的方法,在非均匀子阵上形成静态和、俯仰差、方位差、双差波束以及指向副瓣干扰方向的和波束,差波束、指向副瓣干扰的和波束作为静态和波束的辅助波束,双差波束作为差波束的辅助波束,根据维纳滤波原理通过对辅助波束的优化加权对消掉和波束中的主副瓣干扰信号及差波束中的主瓣干扰信号,设计出一种新的干扰抑制和测角跟踪算法.所提算法结构简单、测角精度高、能同时抑制主副瓣干扰且鉴角斜率无需修正.仿真实验和性能分析证明了所提算法的有效性和正确性.     

子阵级数字波束形成抗多主副瓣干扰及测角技术

对于大型的二维相扫雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成,以减少数字接收机的数量并降低成本。基于子阵级数字波束形成,文中提出了一种改进的自适应信号处理架构,在低成本的情况下,同时抑制多个主副瓣干扰,并保持对目标的单脉冲测角精度。首先,每个子阵内部形成非自适应的波束并转化为数字输出;再利用行和列波束的分维特性,在子阵级形成自适应波束,进行干扰抑制处理;最后,分别将各个行或列波束合成为全阵列的俯仰或方位和差波束,用于目标的单脉冲测角。与传统的四通道抗主瓣干扰相比,该方法在合成和差波束前,基于子阵级数字波束完成自适应干扰的抑制。因此,充分利用了有限的自由度,挖掘了子阵级数字阵列抗同时多个主副瓣干扰的能力。还结合相控阵雷达实例,给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。总的来说,所提出的阵列信号处理架构,在降低系统复杂度和成本的同时,大大提高了雷达系统的抗干扰能力。     

子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲方法

数字阵列雷达在每一个阵元后有一个接收通道,若采用全自适应处理,则计算复杂度高,难以满足实时性需求。因此,对于实际的系统往往要采用降维自适应阵列处理去解决以上问题。鉴于此,提出一种子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲算法。该方法基于子阵降维情况下,利用子阵合成的高增益差波束以及若干子阵合成的指向若干副瓣干扰(SLJ)方向的辅助波束来对消主副瓣干扰。理论分析和仿真结果均表明,该方法不仅在有效抑制主副瓣干扰的同时保证了高精度的单脉冲测角能力,并且进行子阵降维处理解决了相控阵体制雷达阵元数繁多所带来的问题,便于工程实现。     

自适应和差波束形成与单脉冲测角研究

和差单脉冲测角是雷达中常用的测角技术,但是当存在外界强副瓣干扰时需要采用自适应和、差波束形成抑制干扰,然后进行和差单脉冲测角.文中首先讨论了自适应和差波束的增益和抗干扰性能,指出自适应和差波束通过在方向图干扰方向置零来抑制干扰,和波束在波束指向上取得相干积累增益,而差波束在波束指向上的响应为零.然后对自适应和差波束的波束比进行分析,发现理想情况下自适应和差波束的波束比与静态和差波束的波束比近似相同,仿真实例验证了这一点.     

调零线性约束下的稳健自适应单脉冲合成

单脉冲测角是一种计算简单、稳健性好的高精度测角方法。当存在旁瓣干扰时,结合自适应波束合成的自适应单脉冲算法能很好地抑制干扰同时保持测角精度,但当干扰进入主瓣时,传统的单脉冲测角会出现单脉冲比失真的问题,从而导致测角误差较大。为了克服主瓣干扰条件下的单脉冲比失真问题,提出一种调零线性约束的差波束自适应合成方法,抑制主、旁瓣干扰同时保持单脉冲比曲线。仿真验证了算法的有效性,并与三点线性约束算法的性能进行比较。     

基于均匀线阵的自适应单脉冲两目标分辨技术

自适应单脉冲是相控阵跟踪雷达存在副瓣干扰情况下常用的一种测角技术。在均匀线性阵列条件下,分析了自适应和差波束加权的基本方式,并证明了自适应单脉冲比为实数。雷达主瓣内存在两目标的情况下,基于自适应单脉冲比的实数性质,提出了一种基于双采样点的目标角度测量方法,并对单脉冲比的测量误差进行了分析。仿真结果表明,该方法可实现对两个不可分辨目标的角度估计,估计精度随两采样时刻相位差的不同产生变化。     

相控阵MIMO雷达最佳子阵划分

研究了相控阵多输入多输出（MIMO）雷达发射阵列采用满重叠划分方式时的波束形成,将收发波束方向图表示为单个子阵的发射波束方向图、波形分集方向图和接收波束方向图乘积的形式,并分析其最大探测距离、主瓣宽度、副瓣性能以及输出信号与干扰加噪声比性能。理论及仿真结果表明：与同等配置的相控阵雷达和MIMO雷达相比,相控阵MIMO雷达拥有更好的副瓣抑制性能以及抗干扰能力。并通过研究子阵数目对雷达性能的影响,得到了不同准则下的最佳子阵数目选取方案。     

一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法

针对主瓣干扰背景下,当共形阵采用常规自适应单脉冲方法测角时,其单脉冲比曲线严重失真,导致测角精度严重下降的问题,提出了一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法。该方法首先对阵列进行常规自适应和波束形成,得到阵列和波束输出;然后通过施加单脉冲比约束求取自适应差波束权矢量,从而形成阵列差波束输出;最后利用输出的和、差波束实现测角。仿真结果表明,和常规方法相比,该方法能在抑制主瓣干扰的同时,较好地保证共形阵对目标方位角、俯仰角的测角精度。     

一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法

针对主瓣干扰背景下,当共形阵采用常规自适应单脉冲方法测角时,其单脉冲比曲线严重失真,导致测角精度严重下降的问题,提出了一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法。该方法首先对阵列进行常规自适应和波束形成,得到阵列和波束输出;然后通过施加单脉冲比约束求取自适应差波束权矢量,从而形成阵列差波束输出;最后利用输出的和、差波束实现测角。仿真结果表明,和常规方法相比,该方法能在抑制主瓣干扰的同时,较好地保证共形阵对目标方位角、俯仰角的测角精度。     

一种改进的机载雷达抗副瓣干扰方法

某机载雷达采用和差波束空时自适应处理(ΣΔ-STAP)方法能较好地对抗一个主瓣干扰和ΔA波束非零点副瓣干扰,但当干扰从ΔA波束副瓣零点方向进入时,主瓣分裂,对抗效果差。结合雷达实际特点,提出一种改进的ΣΔ-STAP方法,利用和、差和保护3个通道进行二维自适应处理。仿真结果表明,该方法能够很好对抗副瓣零点干扰,性能较以前ΣΔ-STAP方法有10 dB的改善,并且受幅相误差的影响变弱。     

大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术

自适应数字波束形成技术是现代阵列天线系统必须采用的关键技术。为了对付强有源干扰,现代相控阵雷达都必须具有自适应的干扰抑制能力。除了对抗有源干扰外,大部分雷达还要求具有强杂波背景下检测目标的能力,这就需要雷达天线具有低或超低副瓣电平。本文针对大型线阵,结合数字波束形成,讨论了在保证自适应干扰置零的前提下,如何控制自适应波束的副瓣电平,从而实现阵列系统的超低副瓣性能。     

双站对消抗主瓣干扰技术研究

基于双站目标回波去相关、干扰信号相关条件给出了双站对消抗主瓣干扰的物理模型;结合自适应滤波提出了双站对消抗主瓣干扰算法,通过散射点模型对双站对消抗主瓣干扰算法的干扰抑制性能和信噪比损失性能进行了仿真和分析;并根据仿真条件构建了试验验证系统,进行了对应的试验验证。仿真和试验结果表明:在双站与目标夹角大于目标回波去相关角度的条件下,当干噪比大于30 dB 时,信干噪比改善大于25 dB。     

电子对抗环境下ADBF相控阵雷达的阵列结构优化

ADBF相控阵雷达通常采用子阵结构。子阵结构对系统性能具有显著影响,对相控阵进行最优子阵划分具有重要的理论与应用意义。该文利用多目标进化算法(MOEA)进行子阵结构优化,使系统在主瓣干扰下具有尽可能好的抗干扰及和、差波束旁瓣抑制性能。将和波束自适应方向图的旁瓣电平、系统输出SINR及差波束的旁瓣电平作为优化目标,构造了5种目标函数。给出了MOEA子阵结构的编码方法。基于Pareto秩排序的MOEA将3032的平面阵划分为64个子阵的仿真结果表明,系统的多种性能得到了提高。     

Adaptive arrays with main beam constraints

Initial applications of adaptive array theory to the radar sidelobe jamming problem ignored the problem of incidental cancellation of the desired signal returns. In more recent applications, longer transmitted waveforms have combined with returns from extended clutter and/or strong targets to create a more serious signal cancellation problem. There are several ways in which the adaptive processor can be constrained from responding to desired main lobe target returns while maintaining good cancellation of interference in the sidelobes. This paper examines the major techniques for constraining the response of the adaptive processor, including methods of controlling the response of the array in the absence of external interference. Time domain and frequency domain techniques are discussed. The majority of the discussion is devoted to angle domain techniques such as pilot signals, preadaption spacial filtering, and control loop spatial filtering. Analysis is presented showing the relationship between these techniques. Finally, examples are given showing the effects of these constraints as well as control of the quiescent array pattern.     

基于CLEAN算法的自适应旁瓣对消技术

自适应旁瓣对消技术能够很好地抑制旁瓣干扰,但在应用中发现, 自适应旁瓣对消对跟踪的高信噪比目标带来的信噪比损失较大,导致单脉冲和差测角精度下降。本文提出了一种基于CLEAN算法的自适应旁瓣对消方法,首先通过观测目标的先验信息构建目标回波模型,再利用该回波模型剔除对消通道中的目标信息,然后基于剔除目标信息后的对消通道数据,重新计算最优加权值进行主通道的干扰对消,最后仿真和实测结果验证了该方法不仅可以减少主通道中目标对消后的信噪比损失,同时也降低了对消后对目标测角精度的影响。     

Fast ICA应用于雷达抗主瓣干扰算法研究

压制干扰信号从主瓣进入雷达天线,会严重影响雷达的性能。通常的副瓣抗干扰技术难以奏效。本文首先给出了盲源分离应用于雷达主瓣抗干扰的信号模型,在此基础上提出了均匀噪声环境中,基于负熵最大化的快速固定点独立成分分析(Fast ICA)盲源分离算法,并用其分离接收到的干扰混合信号,最后脉压找出目标信号。仿真验证了算法用于主瓣抗干扰的有效性,并对其抗干扰性能进行了评价。仿真结果表明了算法良好的抗干扰性能,以及在分离效率上较明显的优势      

集中式相参MIMO雷达抗有源干扰能力研究

针对集中式相参MIMO雷达的抗干扰能力进行了研究。分析了MIMO雷达的抗侦察截获、抗信号分选以及抗副瓣干扰能力,同时对比了传统相控阵雷达的抗干扰能力。基于雷达截获方程,对比了MIMO雷达与传统相控阵雷达主瓣/副瓣的抗侦察截获能力。分析了MIMO雷达发射正交波形合成信号的时空伪随机特性。对比了不同阵列构型的MIMO雷达对抗不同类型的副瓣干扰的能力。利用理论公式推导和仿真试验,验证了上述结论的正确性。