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.     

米波雷达多径测高技术

米波天线的波长较长,在天线俯仰面孔径受限的场合,多波束测高等常规方法无法应用,不能实现高度测量。文章研究分析了利用海面多径信号测高的原理及算法,并经过仿真试验对探测空域进行了测高精度分析,最后给出了雷达测高概率和精度等高线分布。试验结果证明了该算法的有效性。     

米波宽带小型化相控阵天线单元研究

针对传统米波天线单元带宽窄、尺寸大的问题，设计一种新型全金属结构的Vivaldi天线单元形式，该天线单元结构紧凑、体积小巧；经仿真设计、参数优化、实物验证、组阵测试等过程，验证其性能满足工程应用。     

三子孔径算法在米波雷达仰角测量中的应用

为了解决米波雷达仰角估计中的地(海)面多径反射问题,阵列超分辨算法得到了广泛重视,特别是MLE(最大似然估计)算法能够很好地解决多径相干源的测角(波达方向估计)问题。三子孔径算法(3SA)就是在MLE算法的基础上提出的一种算法,该算法在减少运算量的同时保持了较高的测角精度。在三子孔径算法的基础上,利用米波雷达仰角测量模型中目标信号与地(海)面多径反射信号(又称镜像信号)的几何关系,提出了改进的三子孔径算法。同时通过计算机仿真验证了改进算法要优于原始算法。     

起伏地形条件下的低仰角测高方法研究

针对起伏地形条件下米波雷达低仰角测高问题,提出了一种基于地形扰动建模的低角测高方法。该方法利用垂直放置的天线阵列接收回波信号,基于地形扰动建模,提取起伏条件下的主特征分量,并对目标高度进行一维搜索,通过判定两个信号子空间是否相交来估计得到目标高度。通过计算机仿真和试验分析了方法的测高性能,并验证了该方法的有效性。     

探索机电联合仿真优化在米波雷达天线设计中的应用

米波雷达拥有反隐身、抵抗反辐射导弹的特长,其工作频率低,波长长,天线尺寸比较大。文中针对数字阵列米波八木天线的阵面稀疏庞大结构特点,探索机电联合仿真优化来解决米波雷达天线研制中的困难。通过天线参数优化、天线口径优化和天线精度优化等机电联合仿真优化,研究出新构型的八木天线,提高天线单元布置密度,降低雷达天线体积和质量,即能使雷达机动快速架设,又能确保天线的指向精度,满足雷达的性能指标。     

基于通信信号的相控阵天线单脉冲测角算法研究

为了保证移动平台间的定向通信,本文以相控阵天线为例研究了基于通信信号的单脉冲测角算法,设计了基于矩形面阵的和差波束形成方法和基于相位和差的单脉冲测角算法,最后通过仿真分析验证了该测角算法的有效性。     

阵列内插的波束域ML米波雷达测高方法

针对多径环境下低仰角目标角度估计的最大似然(ML)算法运算量大的问题,提出了一种能有效降低运算复杂度的米波雷达测高方法一基于阵列内插的波束域ML算法.首先对大间距的均匀线阵进行等间隔内插,对波束域变换存在的角度模糊问题实现了解模糊;通过无模糊的波束域变换将阵元接收的数据合成为少数几个波束域的数据;利用波束域的ML算法估计目标的仰角并计算其高度.该算法在获得与传统的ML算法相当的测角和测高精度的同时,运算量仅为传统ML的25%.计算机仿真和某米波雷达实测数据的处理结果验证了该算法的有效性和可行性.     

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。     

米波雷达测高多径模型研究

针对米波雷达测高中同源多径的分辨难题,对米波雷达回波信号中直射信号和反射信号进行分析,引入乘积因子的概念,建立了考虑地球曲率时乘积因子与角度(直射角和反射角)的简单函数关系,并据此提出了考虑乘积因子的米波雷达多径阵列信号综合模型.仿真实验及实测数据处理结果均表明了此模型在米波雷达测高应用时的有效性.     

The bi-polar planar near-field measurement technique, part II:near-field to far-field transformation and holographic imaging methods

A novel customized bi-polar planar near-field measurement technique is presented in a two-part paper. This bipolar technique offers a large scan plane size with minimal “real-estate” requirements and a simple mechanical implementation, requiring only rotational motions, resulting in a highly accurate and cost-effective antenna measurement and diagnostic system. Part I of this two-part paper introduced the bi-polar planar near-field measurement concept, discussed the implementation of this technique at the University of California, Los Angeles (UCLA), and provided a comparative survey of measured results. This paper examines the data processing algorithms that have been developed and customized to exploit the unique features of the bi-polar planar near-field measurement technique. Near-field to far-field transformation algorithms investigated include both interpolatory and non-interpolatory algorithms due to the a typical arrangement of the bi-polar near-field samples. The algorithms which have been tailored for the bi-polar configuration include the optimal sampling interpolation (OSI)/fast Fourier transform (FFT), Jacobi-Bessel transform, and Fourier-Bessel transform. Additionally, holographic imaging for determination of antenna aperture fields has been incorporated to facilitate antenna diagnostics. Results for a simulated measurement of an array of infinitesimal dipoles and a measured waveguide-fed slot array antenna are included. Appropriate guidelines with respect to the advantages and disadvantages of the various processing algorithms are provided     

基于角速度补偿的捷联天线稳定系统设计

研究了半捷联末制导系统中捷联天线稳定系统的设计原理和控制算法。首先分析了捷联稳定和陀螺稳定的本质区别与联系;然后基于弹体、导引头、天线的三维运动关系,提出了一种新型捷联天线稳定系统控制方案。使用框架角测量和惯导信息重构天线的绝对空间运动信息,并采用角速度补偿方法和数学稳定平台实现导引头天线的间接稳定,能够解决导引头在纯稳定和目标跟踪两种工作模式下的天线控制问题。最后通过数学仿真验证了所提方法的有效性。     

超宽带天线极化特性对相位干涉仪测角精度的影响

在超宽带相位干涉仪体制测角系统的使用过程中发现,该体制对天线极化特性敏感,严重影响测角精度,尤其在低频段表现明显.文章对一种超宽带Vivaldi天线的极化特性进行了建模,从理论上分析了天线极化特性对来波信号极化测量的影响,其导致相位干涉仪测角系统精度降低.最后,试验测试证明了天线交叉极化特性对相位干涉仪测角精度的负面影响,并提出一种通过修正接收天线极化特性提高测角精度的途径,试验结果表明其可以显著提高测角精度.     

舰载塔康天线波束空域扫描的耦合效应分析

针对舰载塔康(TACAN)天线安装架设位置特殊性需求,为解决天线阵列受到电扫描和机械扫描同时作用影响系统测角问题,建立了天线阵列接收信号的数学模型,分析了电扫描和机械扫描对天线阵列波束空域扫描的耦合效应,研究了耦合效应对舰载塔康系统测角性能的影响。理论推导和计算机仿真结果表明,天线接收信号受到阵元馈电频率、天线机械扫描速率以及阵列结构的共同影响,接收信号的周期性不再是馈电信号的频率,且其频谱发生了扩展。通过对机载天线接收信号进行有效滤波处理,可确保舰载塔康系统测角正常工作。     

相位和差单脉冲相控阵天线方向图仿真与性能分析

以相位和差相控阵为例对和差方向图仿真进行研究,给出了相位和差单脉冲相控阵天线方向图仿真模型。以幅度加权为例,给出了和差方向图的数值仿真结果,并分析了方向图波瓣分布特点。对相位和差相控阵单脉冲测角原理、测角性能曲线和测角误差原因进行了分析。天线方向图计算机数值仿真方法可以为天线系统设计和天线参数测试提供参考。实践证明该仿真方法是非常有效的,并在实际天线测试和性能分析中得到应用。     

双极化单脉冲雷达两点源干扰目标角度测量方法

干扰和目标回波同时位于雷达主瓣时,能够改变天线口面的相位波前,严重干扰雷达角度测量.为解决这个难题,提出了基于极化信息的单脉冲处理方法,将雷达改进为双极化接收,并增加相应的和差网络,得到六路带极化信息的和差信号,带入本文设计的解析公式进行解算,可以避免角度估计中因为干扰产生的耦合误差,确保准确的雷达测角及跟踪.仿真结果证明,该方法能够在干扰条件下得到正确的角度估计,使对抗拖曳式诱饵干扰的工程实现更加简洁高效,对于提升雷达的抗干扰能力具有重要意义.     

Robust antenna array calibration and accurate angle estimation based on least trimmed squares

A robust antenna array calibration and single target angle estimation algorithm is proposed. The proposed algorithm is based on the least trimmed squares algorithm and operates in two steps. First, the conventional least squares algorithm is used to estimate the intermediate phases (or angle) and the residual values at each element are calculated. In the second step, it excludes large residual elements and uses only the smallest of them, which prevents large errors during the angle estimation. The least trimmed-based phase difference approximation algorithm is simple to implement and is a practical way of mitigating errors at the antenna elements that are due to hardware and imperfect calibration. The results demonstrate that our proposed algorithm is robust and outperforms other algorithms in three scenarios.     

频扫天线波瓣指向角的温度修正方法分析

介绍了几种常用的温度影响频扫天线测角误差的消除方法，由于实验设备、条件的限制以及制作频扫天线等效慢波线的材料、形状有别，这些方法在工程应用中都难以采用。本文提出了一种工程上较易实现的慢波线膨胀系数测量修正法，该方法简单实用，且能满足雷达测角精度的要求。     

卡塞格伦天线系统中波束指向角度和天线座机械角度关系的研究与分析

文中介绍的卡塞格伦天线系统中,波束指向角度和天线座机械角度有着复杂的数学关系.采用球面三角法推导了这些关系,作为雷达伺服系统测量和控制波束指向角度的基础.     

Distance-measurement error associated with antenna phase-center displacement in time-reference radio positioning systems

This paper presents a tutorial discussion of the effects of antenna phase-center displacement on distance determination in time-correlation radio positioning systems. A technique to determine the antenna phase-center displacement as a function of observation angle is reviewed. A simple method to determine the distance error versus observation angle, derived from the antenna phase-center displacement, is then presented. Numerical distance-error predictions, determined directly from antenna phase-center displacement, are presented for a Yagi and a log-periodic antenna used in a commercial UHF radio distance-measurement system. Finally, the measured distance error versus observation angle for these antennas as determined in several field trials is presented, validating the numerical predictions.