一种米波相控阵雷达四代机目标检测算法

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效.该文以米波相控阵雷达为背景,利用米波段反隐身特性和相控阵天线波束控制灵活的优势,提出了一种四代机目标长时间相参积累检测算法.首先利用修正的Keystone变换校正距离徙动,然后把各个距离单元数据变换到时频平面内,利用Sandglass变换解除慢时间域信号双线性变换中的时延和慢时间的耦合,最后通过2维快速傅里叶变换进行长时间相参积累和目标检测,仿真实验验证了所提算法的有效性.同时,该算法不需要进行搜索,且可通过快速变换算法实现,因此具有运算效率高,便于工程实现的优点.     

复杂多径信号下基于空域变换的米波雷达稳健测高算法

针对米波(VHF)雷达的复杂多径信号中散射分量的非高斯性严重影响测高的稳定性,该文提出了稳健的空域符号变换最大似然测高算法。该算法先对多维阵列快拍矢量进行空域符号变换处理,以抑制散射分量野值点对阵列协方差矩阵及其测高算法的影响,再计算符号协方差矩阵(SCM),然后根据符号协方差矩阵的映射等效性和特征空间不变性,将符号协方差矩阵应用到最大似然(SCM-ML)测高算法中,实现了稳健的米波雷达低角测高。该算法有效抑制了多径信号中散射分量和波束打地形成的强杂波的非高斯性,提高了米波雷达低角测高的稳健性。仿真结果和实测数据验证了算法的稳健性与有效性。     

阵列米波雷达测高方法及性能分析

米波雷达在反隐身和抗反辐射导弹等方面有着独特的优势,在现代防空体系中,发挥着举足轻重的作用。但多径信号的存在,往往对米波雷达测高带来困难。该文紧密结合阵列米波雷达特点,在阵列多径信号模型基础上,总结和归纳了以传统最大似然(ML)算法为基础的3种米波雷达测高方法:基于时空级联ML算法的测高方法;基于改进的时空级联ML算法的测高方法;基于精确最大似然(RML)算法的测高方法。对这些方法进行了理论性能分析,梳理了3种方法之间的相互关系,并对理论分析结果进行了计算机仿真实验,最后给出一些有意义的结论。     

米波双基地雷达长时间相参积累算法

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动特性进行了分析;在此基础上,提出了基于Keystone变换的米波双基地雷达长时间相参积累算法。该算法在距离频域-方位时域利用Keystone变换补偿距离徙动,并利用FFT实现长时间相参积累。最后,Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。本文所提算法为四代机目标检测提供了新的技术途径。      

基于块正交匹配追踪预处理的米波多输入多输出雷达测高方法研究

米波雷达具有很好的反隐身性能。多输入多输出(MIMO)雷达的波形分集具有高自由度特点,使MIMO雷达在检测和参数估计等方面具有更多优势,故米波MIMO雷达受到广泛研究。而测高是米波MIMO雷达最重要的问题之一。针对米波MIMO雷达测高问题,最大似然和广义多重信号分类方法是米波MIMO阵列雷达测高方法行之有效的算法,但其计算量大,工程中难以接受。该文提出一种基于块正交匹配追踪(BOMP)预处理的方法来降低计算量。首先对MIMO阵列接收数据稀疏化处理,然后通过数学操作将其变形至适合于BOMP算法的信号模型,然后利用粗栅格得到角度粗估计。并以此为初始值中心,取MIMO雷达波束宽度作为搜索范围。仿真结果表明该算法能有效降低搜索类测高算法的计算量。      

平面阵列米波雷达超分辨测高技术研究

针对形状不规则的平面阵列米波雷达由于各行天线阵元数不同引起较大的测高误差,提出一种增加导向矢量系数的改进最大似然超分辨测高方法,进而推广到所有的平面阵列米波雷达。该方法首先对各行天线接收的目标回波信号进行行合成,然后基于各行不同的天线阵元数来构造各行天线的幅度归一化导向矢量系数,并重新构建阵列导向矢量,最后使用最大似然超分辨算法进行测高处理。并通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

一种适用于米波雷达低角测高环境的快速算法

本文针对米波雷达低角测高环境的特点,充分利用数据协方差矩阵中的信息,基于空间平滑和传播算子的思想,提出了一种适用于米波雷达低角测高环境的快速算法(SSPM算法,Spatial Smoothing and Propagator Method).该方法不需要去相干处理和复杂的特征分解,可直接应用于存在多径干扰的米波雷达低角测高环境.仿真实验及实测数据处理结果均表明了该方法的有效性.     

利用CNSP算法提高米波雷达方位角分辨率

利用常规波束形成构造噪声子空间投影(CNSP)可以提高子空间类DOA估计算法的分辨率。文中对算法的性能进行了进一步的分析,讨论了利用CNSP算法提高米波雷达方位角分辨率的方法,并利用米波雷达的实验数据进行了验证,分析结果表明CNSP算法可以提高米波雷达的方位角分辨率。     

基于实测地形的米波雷达测高方法

基于二次雷达高度信息对地形参数进行优化的合成导向矢量算法对米波雷达测高具有较高的精度,但在没有二次雷达信息的情况下,测高精度较低。鉴于此,本文提出了一种基于实测地形的测高方法,首先对目标方位的地形起伏进行遍历,通过球面模型计算得到对应的反射点距离,将其与真实反射点距离差值最小的位置作为真实的反射点位置,然后将其距离和地形高度用于合成导向矢量算法测高,文中并给出了减小运算时间的优化算法流程,实测数据验证了该方法的有效性。     

一种提高组网雷达目标定位精度的算法

组网雷达中通过协方差交叉进行目标定位可以提高目标定位精度,首先从理论上对多雷达数据融合定位精度进行了误差分析,提出了一种可应用于工程实践的提高目标定位精度的算法。该算法利用多部雷达协方差交叉缩小目标定位误差,使目标定位精度得以提高。仿真数据及工程实践验证了它的正确性及合理性,在雷达组网工程中也得到良好的应用。     

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。     

米波谐振雷达反隐身技术研究

随着隐身技术的不断发展,对空中机动目标的探测变得越来越困难。米波谐振雷达具备超低空探测目标和低仰角测高的能力,利用目标谐振区的特性,可使目标RCS比通常情况提高10～20dB,同时又具有探测距离远、不易被反辐射导弹攻击的优点。在分析常见隐身技术的基础上,利用时域有限差分法（FDTD）计算了金属球体的RCS,从理论上得出了利用谐振效应可以使目标RCS显著增加的结论,并结合主要隐身手段,分析了米波谐振雷达的特点及反隐身的原理,最后对其关键技术进行了初步研究。     

一种基于线性预处理的米波雷达低仰角处理算法

由于多径效应的存在,使得米波雷达在低仰角时接收到的回波是两组相干信号,即直达信号和反射信号的矢量叠加.本文提出了一种米波雷达在低仰角情况下DOA(波达方向估计)的新方法,先对实测数据进行线性变换,然后对线性变换后的数据和实测数据的差分结果应用角度超分辨算法,实现米波雷达低仰角的波达方向估计.算法对信号所处环境不敏感,可以有效地克服多径效应.理论分析和计算机仿真都表明新算法的优越性.     

超分辨测高的试验研究

多径信号的存在,使得米波雷达在低仰角的测高成为难题。随着空间谱估计技术的发展,人们尝试采用阵列超分辨方法实现米波雷达的仰角维方向估计。简要介绍了常规测高法的局限性和角度超分辨实现测高的基本原理,以及在米波雷达中开展的测高试验情况,给出了若干淡水反射面条件下的外场试验数据。对多批目标的试验统计结果表明:在快拍数只有一个、单个阵元平均信噪比达到8dB以上时,采用空间平滑+最大似然超分辨处理法即可有效分离相干信号源、减小米波雷达在低仰角的测高误差。     

多雷达距离测量空间定位方法及精度分析

针对影响雷达目标定位误差主要是测向系统误差,提出了一种基于多雷达距离测量空间定位方法,并对其定位的精度进行了分析。该方法基于ECEF坐标系,采用多部雷达对目标探测距离交汇的方法,直接计算目标的空间位置,只需要确定各雷达站的大地坐标,就可以给出目标的大地坐标,可以有效解决地球曲率所带来的坐标转换问题,并且不涉及高次方程组和多值解判断,也不涉及迭代初值计算。该定位系统不仅能得到很高的定位精度,同时,作用距离可以很远,能较好地解决多雷达距离测量交汇定位问题。     

基于改进迭代扩展卡尔曼滤波的3星时频差测向融合动目标跟踪方法

针对传统3星时频差定位系统在未知高程情况下,对运动辐射源会产生由目标速度引发的定位误差的问题,该文提出一种利用主星的干涉仪测向信息的改进迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF),结合3星时差、频差信息的无源融合动目标跟踪新方法。首先,在坐标系转换的基础上建立了定位模型,并在此基础上利用改进的迭代扩展卡尔曼滤波算法对未知高程的运动目标进行跟踪。仿真结果表明,该方法无需获知目标的高程信息即可实现对运动辐射源的定位、跟踪和测速,且对目标的位置、速度估计性能有较大的提高。     

网络雷达抗隐身性能分析

网络雷达作为雷达与电子战一体化的新型综合电子信息系统,可实现雷达与电子战的技术一体、功能一体和资源共享。从网络雷达基本概念与基本特征出发,从工作模式、频域、空域、信号处理方式以及数据融合等方面详细分析了网络雷达良好的抗隐身性能。     

舰载一维相控阵的测量定位雷达组网研究

舰载测量定位雷达采用二次雷达原理实现舰艇编队成员间舷角及距离的精确测量, 舰艇编队测量定位雷达的基础是雷达组网。本文针对舰载一维相控阵的测量定位雷达组网提出一种新的组网流程及关键技术,以实现舰艇编队成员间测量定位雷达的组网及精确测量。     

米波雷达最大似然超分辨测高技术研究

米波雷达垂直面波束比较宽,直达波与多径相干叠加导致垂直面波瓣分裂,波束比幅或DBF(数字波束形成)搜索的方法无法进行测高。介绍了最大似然算法原理,分析了米波雷达反射场的几何模型,提出了与阵列几何模型匹配的最大似然阵列超分辨测高方法,给出了算法的具体实现步骤,有效解决了米波雷达低仰角测高问题。针对试验米波雷达系统采集的实际回波,给出了DBF搜索、传统最大似然及该文算法的处理结果,试验结果也表明了该方法的优良测高性能。