宽波束双基地高频雷达海杂波谱特性研究

双基地角在杂波单元内的连续变化导致宽波束双基地高频雷达的海杂波谱不同于窄波束.为了揭示这种差异,在G ill和W alsh窄波束双基地海面雷达散射截面积(RCS)基础上,提出了宽波束双基地海面RCS模型;结合高频地波雷达方程,得到宽波束双基地海杂波功率谱密度模型,通过仿真计算得到海杂波谱的具体形态.理论分析和仿真结果表明,在发射机附近以及基线附近的雷达探测区域,宽波束海杂波谱具有明显的展宽效应.     

固定坐标系机载双基地雷达杂波建模与特性分析

机载双基地雷达体制下杂波的空时分布特性严重依赖双基雷达构型.针对机载双基地雷达体制,为解决载机间存在相对运动导致雷达配置场景处于时变状态的问题,论文首先构建了地面固定坐标系;然后利用坐标变换法,推导得到了双基距离和单元的解析表达式和杂波回波表达式,建立了一个时不变固定坐标系中的杂波数学模型;最后着重针对机载双基地雷达体制下杂波的空时分布特性和双基雷达构型对杂波分布的影响进行了理论分析和仿真研究,验证了该杂波模型的正确性.仿真结果表明:载机在航向一致、航向平行、航向垂直和航向相交四种不同飞行配置下,杂波分布差异较大;双基距离和越小,杂波的角度多普勒迹越分散,多普勒频率随距离变化越快,距离相关性越强;而随双基距离和增大,杂波的角度多普勒迹逐渐接近,杂波特性的距离依赖性相对减弱.固定坐标系机载双基地雷达杂波模型具有不依赖收发平台的特点,有效避免了平台运动引起的重复建模,扩展了杂波模型适用范围,为机载双基地雷达杂波抑制的研究奠定了基础.     

机载双基雷达杂波分析及其距离模糊杂波的抑制

分析了各种机载双基雷达构型的几何关系,采用以方位角和双基距离为变量的杂波建模方法,推导出了在任意双基构型下接收杂波多普勒频率的计算公式．为分析双基杂波特性,提供了有效工具．然后针对具有距离模糊的杂波,提出了对各次模糊距离的主杂波分别做角度多普勒补偿的空时自适应处理(STAP)方法,有效地解决了双基雷达各次距离模糊杂波的抑制问题．     

一种改进的机载双基雷达多普勒频移算法

机载双基雷达由于载机之间的相对运动,造成其杂波分布随距离变化而变化,直接导致杂波协方差矩阵估计不准确,进而使得空时自适应处理技术的杂波抑制和动目标检测性能下降.提出一种杂波非均匀补偿技术,该方法先采用多普勒频移预处理,使得主波束方向上的杂波谱重合,然后通过对多个空间角方向上的归一化多普勒频率进行补偿,使各距离单元的杂波谱保持一致.仿真结果表明该方法能有效改善机载双基雷达的杂波非均匀情况,性能明显优于原有算法.     

星载双基地雷达空时二维杂波建模和特性分析

建立了星载双基地雷达杂波模型,考虑了卫星椭圆轨道、地球表面弯曲、地球自转、距离模糊以及收发几何配置等因素对杂波的影响．基于该模型对星载双基地雷达杂波的空时二维特性及其对空时二维自适应处理(STAP)性能的影响进行了仿真分析,结果表明,星载双基地雷达的杂波分布具有空变性和时变性; 这些特性以及距离模糊都会导致系统抑制杂波性能的下降．另外,当接收阵列阵元都放置在一颗卫星上时,由于接收阵列的低空间分辨率导致难以检测低速目标,仿真结果表明,将接收阵列空间超稀疏分布(分布式小卫星)可以很好的解决这一问题．     

双基地制导雷达反隐身性能建模与仿真

为满足防空系统抗击隐身目标的需求,提出了一种计算双基地制导雷达RCS和导弹发射距离的方法.基于单双基地雷达的RCS特性,建立了双基地制导雷达探测距离随站间距离变化的数学模型.最后以正面抗击F-117A为例进行单双基地对比仿真,证明了双基地制导雷达反隐身的可行性.     

双基机载雷达的杂波谱补偿方法

双基机载雷达结构中杂波多普勒频率是随距离和双基结构发生变化的,使杂波谱在距离上呈现严重的非平稳性,导致杂波协方差矩阵估计困难．针对此问题提出一种基于最小二乘的空域导向矢量拟合的杂波谱补偿方法,先将训练单元上的空域导向矢量向待检单元的空域导向矢量投影得到一个变换矩阵,用这个矩阵对训练单元上的数据进行预处理,消除杂波谱的非平稳性,得到足够的统计数据,从而构造新的杂波协方差矩阵,最后利用空时自适应算法对补偿后的数据进行杂波抑制．仿真结果表明该方法能够有效地抑制地杂波的非平稳性,提高雷达杂波抑制的性能．     

双基地高频地波雷达海杂波抑制

由于地貌、双基角和洋流等因素的影响,双基地海杂波形成的目标检测盲区会导致杂波被当作目标来检测和跟踪,形成大量的虚假目标.针对这一问题,提出一种快速抑制杂波方法:利用双基地海杂波频率特征的先验知识,结合海面的平稳特性,在距离多普勒(RD)谱上获取海杂波抑制的频率范围;应用Clean算法,先对通道时域数据进行海杂波抑制,之后进行数字波束形成,得到能够正常进行目标检测的谱数据.实际处理结果表明,该方法快速有效,能够实时进行数据处理.     

电离层杂波背景下Constrained-MUISC算法在高频地波雷达中的应用

高频地波雷达能够探测到视距以外的低空飞机和舰船等目标,但其检测性能受到电离层杂波的严重影响。为了能够在有电离层杂波干扰的情况下检测出目标信号,首先利用MUSIC(multiple signal classification)算法对电离层杂波的方向特性进行分析,分析表明大部分电离层杂波呈现很强的方向性,并且通常相邻分辨单元的电离层杂波具有一致性的方向性。对于有方向性的电离层杂波可以将其方向作为已知信息,利用Constrained-MUSIC算法在含有电离层杂波的距离-多普勒分辨单元中对目标进行方位检测,在空域将目标与电离层杂波分开。通过对实测数据的分析,证明该方法可以有效地对有方向性的电离层杂波进行抑制,从而提高高频地波雷达的检测性能。     

双基地机载预警雷达杂波抑制方法性能分析

在简要分析双基地机载预警雷达杂波特性的基础上,研究了两种典型空时二维自适应处理方法,即三路多普勒通道联合自适应处理(3C)法与空时二维Capon法运用于双基地机载预警雷达时的杂波抑制性能,并对不同脉冲重复频率下3C法与Capon法对杂波的抑制能力作了比较研究。     

Clutter pre-filtered method applied in bistatic airborne radar

In order to solving the problem of ineffective clutter suppression and target detection of space-time adaptive processing(STAP) in bistatic airborne radar, a clutter pre-filtering method applied in the bistatic airborne radar that takes advantage of radar operating parameters, platform velocity and so on is proposed. The velocity error of the airborne platform is also considered. Most of the clutter can be filtered so that the residual clutter can be completely suppressed by the well-developed STAP algorithm. Computer simulation results show that this method is effectively workable to several classical geometric configurations of bistatic airborne radar. The moving target detectability of the following STAP algorithm is also enhanced after this pre-filter.     

具有垂直基线的双基机载雷达杂波谱距离依赖性分析

在实际中,双基机载雷达接收发射载机经常不会在同一个高度,会导致在两载机之间产生垂直基线．首先对双基雷达的一般构型进行分析,然后从双基平飞正侧机载雷达的回波多普勒数学表达式上分析了当两载机高度之间存在垂直基线的情况下对杂波多普勒频率的影响．接着对四种典型构型的双基机载雷达进行了计算机仿真建模,分析了垂直基线对双基机载雷达回波的具体影响,发现了适当的垂直基线能够缓解双基机载雷达的杂波距离依赖性,能够提高双基雷达地面动目标检测性能．     

基于数字高程模型数据的机载认知雷达地杂波建模方法研究

针对机载认知雷达信号处理的特点,设计了一种基于数字高程模型数据的地杂波建模方法。该方法首先从数字高程模型数据中提取对杂波功率谱有影响的地形因子,然后结合地理地貌学理论和地形因子对数字高程模型提供的真实地貌类型进行量化分类;设计动态数据库来存储量化后的地貌信息,以提高杂波建模过程的实时性;最后基于地貌信息和后向散射系数模型构建地杂波。仿真结果表明,采用该方法构建的地杂波模型符合机载雷达所处的地貌实际情形,用作机载认知雷达的先验信息时具有真实、稳定和可靠的优势,可有效地辅助机载认知雷达提高工作性能和生存力。     

波形综合机载雷达地杂波模拟方法性能分析

根据机载雷达地杂波的形成原理及其特点,提出了一种基于波形综合的机载雷达地杂波建模方法。该方法产生的地杂波可以控制杂波的时域幅度起伏和功率谱,在时域和频域同时具有与实际雷达地杂波相近的分布特性,从而可为机载雷达系统的测试提供可靠的数据来源。