基于射线追踪的米波雷达低角测高

由于实际地形条件很复杂,难以准确建立雷达信号多径传播模型,从而影响了米波雷达低角测高的性能。文中提出采用射线追踪法来改进雷达反射信号多径模型,使其更接近于电波真实传播路径,以期达到提高超分辨测高算法地形适应性的目的。仿真和不同地形条件下的试验结果表明：基于改进后的多径反射模型的超分辨算法在解决地形适应性问题上卓有成效。     

海洋背景下雷达测高优化的一种方法

雷达辐射波在传播过程中受海面对流层波导效应以及回波多径影响,波导效应导致雷达波束偏离真实位置;多径效应导致雷达阵面端回波幅度、相位矢量叠加,限制了雷达的测高精确度。针对岸基雷达海面方位测高精确度误差大,提出通过反演大气修正参数的方法提高雷达测高精确度。基于目标一次航迹信息、二次雷达高度信息,通过雷达测高公式拟合大气修正参数,将拟合后的大气修正参数代替雷达数据处理测高公式中的原k系数。通过Matlab软件统计海面方位大气参数修正前后雷达测高精确度的变化,实验结果表明,大气参数修正后雷达测高精确度提高了50.8%。     

地形对基于波瓣分裂的米波雷达测高方法的影响

针对基于波瓣分裂的米波雷达“比相比幅”测高方法,研究地形对米波雷达测高的影响。说明不同介质的平坦地面反射系数,分析影响粗糙地面反射系数的各种因素,讨论不同地面反射系数对高度测量精度的影响。阐述地面几何反射点的计算方法,解释地面有效反射区的范围及其在测高中的应用,探讨漫反射信号产生原因及其对基于波瓣分裂测高方法的影响。     

米波雷达低仰角测高的地形补偿方法

由于多径效应,米波雷达低仰角测高一般通过空间平滑去相干,或者由反射模型建立合成导向矢量,进而采用多信号分类、最大似然等仰角匹配算法来实现。但固定系数反射模型通常只能适用于平坦地形,在起伏地形条件下建立准确的变系数反射模型极困难。文中分析了目标位置变化过程中地面反射系数的变化情况,提出了一种通过检飞数据直接估算合成导向矢量的方法,以提高起伏地形条件下米波雷达低仰角测高算法的稳健性和精度。实验结果表明了所提方法的有效性,特别在目标距离较远时,使用所提方法得到的仰角精度明显优于传统方法。     

植保无人机毫米波雷达测高原理分析及仿真

植保无人机平台测高技术有着广泛的需求,而调频连续波(FMCW)毫米波雷达设备在自动驾驶领域已经逐渐普及,因此,把FMCW毫米波雷达测高技术推广到植保无人机测高领域具有重要意义。基于植保无人机平台分析FMCW毫米波雷达测高原理和系统设计,证明了FMCW毫米波雷达可以用于植保无人机。提出基于地表建模的测高雷达回波仿真方法,可用于进行不同地形情况下的FMCW毫米波测高雷达性能分析和算法研究,实验分析了模拟回波的高度信息,证明该方法能满足植保无人机测高需求。     

基于斜距多普勒分析的雷达前视测高方法

针对基于正下视天线几何构型的传统雷达高度计不适用于天线前向安装的弹载雷达导引头系统的问题,提出一种基于回波斜距多普勒分析的适用于前下视几何构型的雷达测高方法。该方法利用平台与目标间相对高度、速度、斜距及多普勒之间的几何关系实现高度测量,并采用方位谱相关法实现由前视几何引起的非均匀方位谱分布条件下的多普勒中心估计。首先对回波进行距离匹配滤波和方位去斜处理,实现距离方位二维聚焦。然后在距离向进行子段划分处理提高测高精度及稳定性。在每一距离子段中,通过波门和采样点推算斜距,采用方位谱相关法估计多普勒中心,并根据测高几何关系估计高度值。最后对各子段测高值进行能量筛选和平均后输出最终测高结果。仿真和实测数据处理结果均表明本文所提方法应用于弹载雷达导引头前视测高有很好的测高精度。     

基于高斯插值提高雷达测距精度的研究

本文结合脉冲法雷达测距原理,分析了距离量化误差产生的原因.针对LFM信号加入高斯白噪声作脉冲压缩得到的脉压波形,结合先验信息,将脉压结果主瓣内的波形近似为高斯分布,利用脉压结果中采样最大值点和次大值点的位置信息和幅度信息作高斯插值处理,预估脉压波形真实峰值时间.仿真结果表明,通过高斯插值处理,距离量化误差显著减小,雷达...     

基于虚拟平面的米波组网雷达测高算法

随着反隐身技术的发展,米波雷达凭借其反隐身、反辐射导弹方面的天然优势,再度进入科学界的视野。但米波雷达在探测低仰角目标过程中受多路径效应影响严重,导致测高结果易出现较大偏差,无法满足实际需要。而组网雷达数据融合技术的发展为此问题找到了一个解决办法。该文采用组网雷达数据融合技术,仅利用米波雷达测得的距离和方位信息实现了目标的3维定位,从而解决米波雷达测高困难的问题。考虑地球曲率的影响。该文所提出的米波组网雷达测高算法利用大地坐标变换、坐标系变换和数据变换,把各雷达数据统一到一个合理的工作平台,即虚拟平面上,在该平面上对目标进行测高计算。对极小误差法加以改进,采用分辨率不高,但数据稳定性好的方位角信息确定算法的搜索范围;应用分辨率较高的目标距离信息来获取最终的目标经度、纬度、海拔高度估值。由于地面强反射的原因,目标的距离估值有些时候是不准确的,该文设立了置信度判决准则以验证定位的有效性。通过仿真验证,该算法具有较好的测高精度,可作为组网雷达行之有效的测高方法。     

高距离分辨率雷达的低空目标高度估计方法

雷达在跟踪海面（地面）低空目标时,由于受到多路径反射效应的影响,由目标反射的直接回波和经由海面（地面）反射的反射回波同存在于一个接收天线波束宽度内,从而产生“角闪烁”效应。该文利用直接回波和反射回波之间的多路径时间差与目标高度之间的关系,提出了一种基于目标高分辨一维距离像的测高方法,即通过对高分辨一维距离像进行自相关获得多路径时延差进而估计低空目标的高度。为了提高时域分辨率,避免“栅栏效应”,文中又采用逆Chirp—z变换方法,通过对频域接收信号进行密集采样插值,提高时域目标高分辨一维距离像的分辨能力并改善雷达测高性能。仿真结果验证了本方法的有效性。     

两坐标雷达测高方法研究

两坐标雷达能提供空中目标的距离和方位信息,不具备测高能力.基于两坐标雷达的工作特点,针对等高度飞行、高信噪比的目标,阐述了利用目标幅度和距离变化信息进行测高的原理,对波束形状和录取数据数量等因素的影响进行了仿真分析,并给出了工程应用的方法.该方法不增加额外硬件,仅需软件调整便能够扩展两坐标雷达的作战效能,因此具有较高的实用价值.     

高山阵地米波雷达测高方法研究

合成导向矢量最大似然算法对平坦阵地的米波雷达测高具有较高的精度,但在高山阵地下,会出现仰角空间谱模糊的现象,测高精度较低.鉴于此,本文提出了一种基于合成导向矢量最大似然算法的雷达变频测高方法,依据不同频点空间谱模糊的周期不同的特点,通过变频计算得到真实的目标仰角,仿真数据验证了该方法的有效性.     

Altitude Measurement Based on Terrain Matching in VHF Array Radar

The multipath signal and direct signal lying within a beamwidth of a receiving antenna are highly correlated, which degrades the performance of DOA in a VHF array radar. Especially on rough terrain, the reflection centers of elements are not at the same horizontal plane; thus the variation of indirect wave path difference from each element with respect to the target’s depression angle is not linear. In this paper, we assume the two-path-component data model, with one direct component and one indirect component related to the ground reflection. This paper builds a highly deterministic multipath signal model which takes the curvature of the signal path and the terrain parameters of the reflection region into account based on the sphere model, gives calculation methods of the reflection coefficient and lengths of the direct path and indirect path, and proposes a synthetic steering vector super-resolution algorithm. The results for both simulated and measured data show that this method provides excellent performance in resolving the DOA problem in a multipath environment compared to the data model that only considers the flat-earth model.     

维纳滤波最优权修正导向矢量的SAR-GMTI动目标径向速度估计方法

针对通道幅相误差和图像配准误差等非理想因素导致动目标径向速度估计性能下降问题,本文提出利用维纳滤波最优权修正导向矢量的动目标径向速度估计方法.该方法利用抑制杂波的维纳滤波最优权矢量对动目标理想导向矢量加权处理获得修正导向矢量,并采用匹配滤波算法估计动目标径向速度.仿真数据和某机载多通道SAR-GMTI实测数据处理表明,所提方法对通道幅相误差和图像配准误差稳健,在图像相邻像素存在较大相关性时仍可获得较高的动目标径向速度估计精度.     

基于稀疏阵列的米波TR MIMO雷达低空目标测高方法

基于时间反转（Time Reversal, TR）技术的米波多输入多输出（Multiple Input Multiple Output, MIMO）雷达能够有效利用反射波能量,较大地提升信噪比,但由于多径效应的存在,其采用均匀线阵信号模型时仍面临超低空目标测高精度下降以及测高误差随俯仰角变化起伏剧烈的问题。本文以降低多径效应的影响为目的,从阵列结构和算法实现两个方面出发,将稀疏阵列应用于米波TR MIMO雷达的低空目标测高。首先,本文建立了基于稀疏阵列的单基地米波TR MIMO雷达镜面反射信号模型,然后结合广义多重信号分类算法和最大似然算法,提出了适用于该模型的低空目标测高方法。最后,仿真实验表明,本文所提出的基于稀疏阵列的米波TR MIMO雷达低空目标测高方法具有更显著的结构优越性和更优的低空目标测高性能。     

基于辅助阵元的近场源幅相误差校正算法

针对近场源的定位及阵列幅相误差校正问题,该文提出一种基于均匀对称阵列利用辅助阵元矢量重构解耦合的幅相误差校正方法。通过重构虚拟阵列实现距离参数的分离,再通过对虚拟阵列导向矢量的变换实现方位和幅相误差之间的解耦合;最后通过对实阵列导向矢量的变换,实现距离与幅相误差的解耦合,从而实现对近场源的方位角、距离以及阵列的幅相误差系数的级联估计。仿真结果表明所提算法相比现有算法运算量小,方位及距离参数估计精确,幅相误差校正精度高。     

一种新的雷达与红外传感器异平台数据融合方法

针对现有雷达与红外传感器异平台数据融合算法定位精度不高的现状,直接采用由雷达位置与雷达量测的目标距离确定的圆和由红外位置与红外量测的目标方位确定的直线相交,对目标进行定位,提出了一种新的雷达和红外传感器位于异平台情况下的数据融合算法,减小了雷达角度测量误差对定位结果的影响。仿真分析证明新的融合算法与现有融合算法相比有效地提高了目标定位精度。     

航向角辅助的模糊数据关联算法

为了在不增加运算复杂度的条件下有效提高多目标跟踪的跟踪精度和关联正确率,本文提出了一种采用航向角进行辅助的多目标模糊数据关联新方法。算法首先分析航向和距离信息是区分不同航路的有效参数,然后介绍了航向角的定义及求解方法,即利用当前时刻的雷达测量和前一时刻的滤波状态向量计算目标的测量航向角,并通过容积卡尔曼滤波器（Cubature Kalman Filter, CKF）对包括目标航向在内的状态向量进行更新,利用模糊逻辑推理进行多目标数据关联。实验结果表明,提出算法与传统的最近邻方法（Nearest Neighbor, NN）相比具有较高的关联正确率,与联合概率数据关联方法（Joint Probability Data Association, JPDA）相比,在保证关联正确率的前提下跟踪精度和运算效率均得到了较大提高,更适合工程应用。      

基于点云数据分类的机载雷达地形坡度勘测

为提高变电站的三维设计效果,需勘测变电站地形坡度。提出基于点云数据分类的机载雷达地形坡度勘测方法。采用机载雷达回波扫描技术采集地形坡度勘测数据。结合像素点跟踪识别法,重构地形坡度勘测过程中三维图像。采用三维光学检测技术采样机载雷达地形坡度勘测点云数据,结合中值滤波法和平均值滤波方法,增强地形坡度点云信息分类结果,获取地形信息中的高程信息,在地理信息系统中形成等高线图,实现变电站三维地形坡度勘测和优化设计。仿真实验结果表明,所提地形坡度勘测方法的勘测准确性较高,有效提高了变电站三维空间规划能力。