自适应数字波束形成在大型面阵中的应用

ADBF技术使得雷达能根据干扰特性,自适应地在干扰方向形成零点,以对付强有源干扰.另外,大部分雷达还需要天线具有低或超低副瓣,以提高雷达在强杂波背景下检测目标的能力.随着相控阵雷达阵元数的增多,需要处理的数据量变大,在很短的时间内实现DBF面临很多问题.本文针对大型面阵,讨论了如何利用修正的采样矩阵求逆算法,在有限快拍数内根据干扰环境自适应地形成零点,同时实现天线超低副瓣性能的问题.仿真结果表明了方法的有效性.     

宽带低副瓣微带反射阵列天线

为了实现便携式雷达设备的轻小型化,系统采用微带反射阵列天线替代传统的抛物反射面天线.该天线设计的难点是如何实现雷达工作频带内的天线低副瓣特性.采用微带延迟线的移相方案,并提出微带贴片与延迟线满足线性相移关系的匹配原则,实现了反射阵列天线的宽带低副瓣特性.实测结果表明,在X频段3.2%的带宽内,天线副瓣电平低于-25 dB,并且天线效率不低于50%.     

幅相误差对有源相控阵天线副瓣的影响

对误差分布函数进行了理论分析,通过分析有源相控阵系统的组成,构建了其误差组成结构,并推导了误差计算公式.通过理论推导和仿真分析研究了幅相误差对有源相控阵天线副瓣电平的影响.结合误差计算公式和副瓣电平公式得到了实现所需副瓣电平的幅相误差分配方法.     

机载双基地极化敏感阵列多干扰抑制

为了破解雷达主瓣干扰尤其是多个主副瓣干扰同时抑制的难题,该文利用目标极化散射特性在不同入射角存在差异而干扰近似相同的特点,将极化信息应用到机载双基地雷达,通过构建机载双基地极化敏感阵列来实现主副瓣干扰抑制。该方法主要通过双基地-极化分级抑制来实现。首先重构协方差矩阵遮蔽主瓣干扰来分别抑制双基地主辅雷达副瓣干扰,然后将辅雷达接收数据时域对齐后送主雷达,最后修正主辅雷达主瓣干扰导向矢量,并利用极化对消实现主瓣干扰抑制。仿真结果表明:利用双基地-极化分级抑制方法可实现多个主副瓣干扰同时抑制,大幅提升雷达系统抗干扰能力。      

波导窄边缝隙天线的研究和设计

波导窄边缝隙天线具有宽垂直波束、窄水平波束以及低副瓣的特性.这种形式的天线特别适用于船用导航雷达.选择了一种波导窄边缝隙天线,首先分析其理论模型,并给出理想的设计参数,再利用Ansoft公司的HFSS软件的参数扫描及优化功能,通过局部调整设计参数就可以方便地得到缝隙的谐振结构.利用这种设计方法可以快速得出所需要的低副瓣波导窄边缝隙天线,再通过增加反射板和极化栅等方法实现了完全满足使用要求的天线,并给出了相应的理论仿真和测试结果.     

随机幅相误差对线阵方向图最高副瓣电平的影响研究

副瓣电平是天线的重要技术指标之一,较低的副瓣电平可以减弱杂波影响、提高雷达的抗干扰能力。但在实际设计天线的过程中,不可避免的会引入随机误差,使得阵列的口径分布发生变化,直接影响天线阵的性能。随机误差的引入最终都可以表现为阵列各个单元的幅度误差和相位误差,故需要分析随机幅相误差对阵列天线副瓣电平的影响。本文以此出发,应用统计学理论,得到计入随机幅相误差后阵列副瓣区副瓣电平的统计特性,并由此分析在整个副瓣区域内最高副瓣电平的统计特性。结合计算机仿真,证明分析计算结果的正确性。     

通道幅相误差对数字阵列天线性能影响及校准

为实现低副瓣数字阵列天线性能,需要对阵面通道幅相误差进行校准。针对此问题,定性分析了通道幅相误差、阵面通道数与数字阵列天线主要性能(副瓣电平、波束指向、增益)的相对关系,分析结果表明:通道间幅相误差越大,副瓣电平、波束指向、增益越差;通道数越多,副瓣电平、波束指向受通道误差影响越小,而增益受通道幅相误差的影响与阵面通道数无关。结合数字阵雷达实际使用中阵面通道幅相误差修调问题,重点研究了通道误差测量方法。给出了利用内监测法和中场测量法进行通道误差测量的原理、实现方法及适用条件,该2种通道误差测量方法可以作为互补手段使用。最后,给出了一种基于多次测量取平均值的数字阵列幅相误差校准方法,仿真结果表明:校准前后,通道幅相误差分别由2 d B和20°变为0.4 d B和2°,满足指标要求。     

一种雷达导引头天线罩误差数字补偿方法

针对天线罩引入的误差对视线角速率的影响,提出采用单脉冲跟踪测角方法测量雷达导引头天线罩误差特性。分析了天线罩误差特性和数字补偿方法,并通过建模仿真和试验验证了其补偿过程及结果。该方法有效降低了天线罩误差对雷达导引头输出视线角速率的影响,在其他工程研制中值得推广使用。     

副瓣对消技术在抑制雷达间电磁干扰中的应用

为了更好地抑制地面雷达之间的电磁干扰,通过与随队干扰的干扰样式进行对比,得出了雷达间电磁干扰信号主要通过天线副瓣耦合进入接收机的特点,并在此基础上将副瓣对消技术引入到抑制雷达间电磁干扰中,分析了副瓣对消的基本原理,并采用相关器和增益放大器来自动调整权系数.最后对副瓣对消技术的抗干扰效能进行了验证,实验结果表明:采用副瓣对消技术后的雷达抗干扰效能提高了20.1 dB,可以有效地抑制雷达间电磁干扰.     

基于FPGA的雷达目标模拟

目标模拟在雷达的研制和生产中,不仅能加快项目开发的进度,还可降低研制成本。文中研究了基于FPGA实现雷达目标模拟系统的方法,搭建了以Xilinx公司Virtex-6系列芯片为核心的硬件平台。该系统可实时模拟点目标回波,能适应复杂调制波形。此外,文中还结合基于线性调频信号的验证,通过脉冲压缩等方法对系统的性能进行了测试,分析了雷达回波的信息。仿真结果表明,在理论的距离为1 200 m,延迟时间8 μs的条件下距离误差仅为11 m,延迟时间误差0.07 μs,在本项目允许范围内。系统可较好地实现雷达目标模拟。     

雷达频域脉压处理中特殊旁瓣的抑制

现代雷达系统的线性调频、非线性调频和相位编码信号是应用最为广泛的几种脉冲压缩信号,当回波信号出现在某特定时刻时,采用传统频域方法来进行脉冲压缩处理会使脉冲压缩输出有一个较大的特殊旁瓣,此旁瓣将影响雷达信号检测。文中主要以线性调频信号为例分析了产生这种特殊旁瓣的原因,提出了两种抑制方法,并已应用于实际雷达系统中。     

基于空时导向约束的天基雷达离散旁瓣杂波判别方法

由于天基雷达覆盖范围广,大量强离散杂波(小型岛礁、陆地铁塔等)会从天线旁瓣进入雷达系统,其多普勒特征与目标相同,极易造成虚警。针对以上问题,该文提出基于空时导向约束的天基雷达离散旁瓣杂波判别方法,该方法首先选取空时自适应处理(STAP)杂波抑制后检测到的潜在“目标”(包含真实目标与离散旁瓣杂波)距离多普勒单元及其附近单元;然后根据杂波多普勒频率与空间角度的耦合关系获得各杂波单元对应的空时导向矢量;最后利用获得新的导向矢量构成的滤波器再次对“目标”距离多普勒单元及其附近单元进行滤波处理,此时真实目标信杂噪比会大幅度降低,而离散旁瓣杂波信杂噪比变化不大,从而实现离散旁瓣杂波的判别。理论分析及机载实测数据处理证明该方法具有良好的稳健性和可靠性。     

一种新的多假目标干扰技战术研究

现代雷达的超低旁瓣、旁瓣对消等空间滤波技术使得旁瓣干扰收效甚微,脉冲压缩和脉冲多普勒等相参雷达体制使得传统非相参干扰的功率损失严重。鉴于此,通过多部干扰机组网形成多方位饱和干扰,利用数字射频存储技术,采用时延和移频调制产生相干假目标,从而对采取旁瓣对消技术的线性调频脉冲压缩雷达产生多方位多批次假目标干扰。分析了多方位饱和干扰和相参多假目标干扰的效果。计算机仿真表明,产生的多方位多批次假目标干扰能够取得较好的干扰效果。     

平板裂缝天线的精密制造

平板裂缝天线具有高增益、低副瓣、体积小、质量轻的优点,在机载雷达领域得到广泛的应用.针对某机载雷达天线面阵的研制而提出.根据该天线单面阵结构特点,分析了天线的馈电腔和辐射板的制造工艺要点.并重点从精确定位方式、精密加工装夹设计、误差分配和补偿方法、高速加工工艺设计以及仿真分析等几个方面入手,提出相应解决方案.该方案经实践证明切实可行,对类似的天线研制具有一定借鉴意义.     

压制干扰机载预警雷达的兵力需求辅助决策

针对压制干扰采用脉冲多普勒体制且有副瓣对消技术的机载预警雷达,分别给出了干扰站线性配置时干扰信号从雷达主瓣、副瓣进入的兵力需求计算方法,推导了一定战术要求下兵力需求的辅助决策计算公式.     

机载脉冲多普勒预警雷达海地杂波功率计算

随着电子战仿真技术应用的不断深入，用户对电子战仿真环境的要求也越来越高。机载脉冲多普勒预警雷达海地杂波功率计算是电子战仿真研究的一个热点和难点问题。文章分析了机载脉冲多普勒预警雷达的杂波特性，给出了机载脉冲多普勒预警雷达主瓣杂波、旁瓣杂波以及高度杂波功率的数学模型。并进一步探讨了不同条件下机载脉冲多普勒预警雷达总杂波功率的计算方法。     

对PD雷达干扰的计算机仿真与分析

针对脉冲多普勒雷达采用脉冲压缩技术,相参积累等相参技术,并采用相干旁瓣对消和旁瓣匿影抗干扰技术,因此具有很强的抗干扰能力。首先介绍了基于噪声卷积和间歇采样两种灵巧噪声干扰方法的基本原理,为了证明灵巧噪声干扰的有效性,采用低重频下PD雷达为干扰对象进行干扰仿真试验。为了能够提高干扰效果,提出了改进方法,并进行计算机仿真。仿真结果表明,灵巧噪声干扰能很好地干扰相参体制雷达。     

基于自适应遗传算法的稀布阵天线优化

稀布阵能够以较少的天线单元,通过稀布的方式和先进的处理算法获得与传统等间距阵相当的孔径效能,降低了系统的硬件成本,具有灵活布置的优点、重要的研究意义和应用价值。稀布阵与同口径满布阵相比副瓣电平较高。文中提出了一种基于自适应遗传算法的稀布阵列综合优化方法。该算法采用实值编码方式,引入自适应遗传算子,有效提高了优化效率,避免陷入个体早熟及局部收敛,得到了更低的副瓣电平。给出了具体实现步骤以及仿真实例,结果表明,采用自适应遗传算法,得到了更低的稀布阵天线副瓣电平。     

分布式阵列方向图综合方法研究

针对分布式阵列孔径栅瓣或旁瓣抑制问题,结合分布式阵列结构与方向图乘积定理, 提出了一种分布式阵列双程方向图设计方法。首先,通过综合适当的阵列因子和子阵方向图函数来最大限度地消除栅瓣并降低旁瓣级;其次,采用 Minimax 准则进行发射方向图权值设计来进一步抑制存在的栅瓣;最终,采用独立的发射和接收天线阵列,基于方向图相乘可以获得无栅瓣影响的大孔径分布式阵列。仿真分析结果表明,该方法能够有效抑制分布式阵列的栅瓣和旁瓣,获得期望的阵列方向图性能,有助于提高雷达探测能力。