分布式孔径相参雷达预警探测技术

分布式孔径相参雷达是指空间分置的多部雷达在统一的控制和调度下,实现对目标信号级相参探测,具有探测威力大、测量精度高等优势,可应用于防空反导、预警探测、精密跟踪和空间目标监视等领域。本文针对分布式孔径雷达相参探测在预警领域的应用开展技术研究,首先分别给出了一发多收和多发多收相参合成预警探测工作原理;然后从探测威力和检测概率两方面对相参合成预警探测性能进行了分析,结果表明,相参合成对探测威力和检测概率改善效果明显;在此基础上,构建了低频段一发两收相参合成预警探测试验系统,通过对飞机目标相参探测试验验证了分布式孔径雷达相参合成预警探测的性能优势。      

基于微波光子学的分布式相参孔径雷达

分布式相参孔径雷达(DCAR)是利用多个空间分离的天线孔径,向同一区域辐射信号,实现空间电磁波相参合成的雷达系统,具有系统灵活、探测分辨力高、威力大、成本低等优势。结合微波光子技术在宽带信号产生、传输、处理等多方面的优势,可以使DCAR的性能得以充分发挥。该文介绍了清华大学在基于微波光子原理的高分辨DCAR方面的成果,借助微波光子技术,在接收相参模式下,产生了8.5～11.5 GHz, 0.5 Gbps编码速率的宽带正交调相线性调频波,距离分辨率优于0.05 m、正交性接近30 dB。在全相参模式下,发射波形可灵活切换为宽带相参线性调频波,实现全相参合成。系统产生的波形能满足DCAR各个工作模式的波形需求。实验中,在两部雷达的参与下,通过全相参合成,获得了8.3 dB的信噪比增益。      

分布式相参雷达LFM宽带去斜参数估计方法

宽带分布式相参雷达技术能够有效提升目标测量精度和识别性能,具有重要的研究价值。针对现有雷达装备一般不具有同时对正负调频率宽带线性调频信号进行去斜处理的能力,即在接收相参合成阶段无法通过正负调频率宽带去斜方式获取宽带信号发射相参所需延时相位值的问题,该文利用单元雷达与目标之间存在延时差,将单元雷达发射的宽带线性调频信号等效为目标信号,对接收信号进行互相关处理获取发射相参合成所需的参数值,通过建模和仿真实现接收相参和发射相参合成处理,并对飞机目标进行1发2收相参探测试验,获得了理想的试验结果。该方法具有估计精度高、运算量小和时实性好的优势,可应用于分布式相参雷达工程实现。     

新体制雷达—分布式孔径相参合成雷达

本文对新体制雷达——分布式孔径相参合成雷达的基本概念、优越性、设计思想、工作过程和关键技术作了简要介绍,以期对深入了解该新体制雷达有所帮助。     

基于多输入多输出技术的无源雷达信号模型

借鉴正交信号多输入多输出(MIMO)雷达的思想,利用多个照射源信号进行目标探测与定位,可显著改善无源雷达的系统性能。以调频广播信号无源雷达为背景,研究了多照射源条件下的雷达信号模型及相参合成原理,分析了各信号间的相位关系和影响信号相参合成的各种因素。结果表明:只要能有效消除各信号间的差异相位项,实现多照射源信号相参合成、改善无源雷达检测信噪比是切实可行的。     

分布式阵列雷达

分布式阵列雷达是设想利用网间相参的小雷达来进行有效地监视和跟踪。这些小雷达形成长基线,稀布阵列并能够很精确地进行多目标定位。本文描述分布式阵列雷达的概念,分析和讨论了同非随机和随机分布式阵列雷达阵列双程有效增益方向图有关的因素;分析了影响信噪比的因素,并简要地概括了关键技术和性能。     

一种大基线分布雷达近场相参探测技术

大基线分布式孔径雷达探测近场目标时,由于各孔径对目标的观测角差异较大,雷达接收到的目标散射回波间的相参性差,难以对回波进行相参积累。本文首先研究了目标回波相参性与回波角度和雷达距离分辨率之间的关系;随后,在大基线分布式孔径雷达近场下,通过分辨单元精细刻画,将大散射点目标变为由若干个强散射点组成的“多目标”,进而分别对各强散射点回波进行相参积累;最后,进行仿真分析和试验。结果表明,目标散射回波在大观测角下的相参性得到有效改善,提高了检测信噪比得益,从而验证了本方法的正确性。     

《信号处理》分布式及双多基地雷达专刊征稿启事

近年来,由于空间目标监视、隐身目标探测等需求的牵引,分布式雷达和双多基地雷达技术成为研究热点。分布式雷达通过信号处理技术将多个分立的雷达天线的功率和孔径资源进行综合,提高了雷达的机动性和角精度;双多基地雷达通过雷达收发天线分置于不同地点,从而提高反隐身和抗干扰能力。     

《信号处理》分布式及双多基地雷达专刊征稿启事

近年来,由于空间目标监视、隐身目标探测等需求的牵引,分布式雷达和双多基地雷达技术成为研究热点。分布式雷达通过信号处理技术将多个分立的雷达天线的功率和孔径资源进行综合,提高了雷达的机动性和角精度;双多基地雷达通过雷达收发天线分置于不同地点,从而提高反隐身     

《信号处理》分布式及双多基地雷达专刊征稿启事

近年来,由于空间目标监视、隐身目标探测等需求的牵引,分布式雷达和双多基地雷达技术成为研究热点。分布式雷达通过信号处理技术将多个分立的雷达天线的功率和孔径资源进行综合,提高了雷达的机动性和角精度;双多基地雷达通过雷达收发天线分置于不同地点,从而提高反隐身     

两种TBD算法在HPRF-PD雷达应用中的比较

在低信噪比环境中检测和跟踪运动目标是目标跟踪的重要内容,TBD是弱小目标检测与跟踪的有效方法,不同的TBD方法在检测跟踪性能及运算量上有不同的特点.针对HPRF-PD雷达的应用,建立了目标的动态模型和观测模型,给出了动态规划和粒子滤波TBD算法的原理及实现流程,并对各步骤的实现进行了详细说明,通过仿真实验比较了两种算法的检测、跟踪性能和运算量.仿真结果表明,动态规划TBD运算量较小,更易于实现,而粒子滤波TBD具有更好的跟踪性能,且在低信噪比下有较高的检测能力.     

低分辨机载雷达空地运动目标的分类识别算法

分类识别技术是雷达当今和未来发展的重要需求,也是雷达的关键技术之一。目前研究较多的是基于宽带信号的目标识别,对雷达系统和目标信噪比具有较高的要求,且对角度非常敏感。针对低分辨机载雷达工作在下视模式下,慢速飞行目标和地面运动目标由于具有相似的多普勒速度和雷达散射截面(RCS),使得其对机载雷达慢速飞行目标检测、跟踪和识别形成干扰,该文提出了一种基于窄带分形和相位调制特征的机载雷达空地运动目标分类识别算法。文中以实测试飞数据进行分析验证,以支持向量机(SVM)为分类器,试验结果表明,该方法能对机载雷达直升机、汽车运动目标进行有效分类识别,当SNR 15 dB 时,平均分类识别率在89%以上。      

基于MUSIC法的宽带分布式全相参雷达相参参数估计方法

宽带分布式全相参雷达具有高距离分辨力和高角度分辨力,可在实现对目标探测的同时获得更为精细的信息。其中,准确的相参参数是实现宽带全相参的关键。在远距离探测场景下,目标回波SNR较低,导致单部雷达无法探测到目标。如何在此情况下准确地估计相参参数,完成多部雷达相参合成,是分布式全相参雷达实现远距离探测的核心问题。本文首先建立了针对高速运动复杂目标的宽带Chirp去斜回波模型,并建立了相参参数的数学模型。然后,提出了基于MUSIC法的宽带分布式全相参雷达相参参数估计方法,通过估计观测目标的散射点个数、极点以及复幅度,重建宽带回波信号,并基于该无噪声重建信号估计相参参数。最后,利用仿真分析验证了本文提出方法在低SNR下的有效性。      

对SAR的虚假动目标干扰技术研究

提出了一种合成孔径雷达干扰的新方法一虚假动目标干扰,它可以获得动目标成像雷达二维压缩增益,实现对雷达的欺骗动目标干扰效果;对于常规SAR可获得距离向增益和部分方位向增益,实现对雷达较好的压制干扰效果。该技术大大降低了干扰机输出功率的要求,提高了干扰效率。通过控制干扰机对接收到的每个方位信号延迟规律,可以实现按照不同方式运动的虚假欺骗动目标,从而保护己方重要动目标;仿真分析结果验证了该方法的有效性和可行性。     

Bistatic Linear Antenna Array SAR for Moving Target Detection, Location, and Imaging With Two Passive Airborne Radars

In this paper, we propose a bistatic linear array synthetic aperture radar (BLA-SAR) system for moving target detection, location, and imaging. In the BLA-SAR system, a geostationary satellite is used as a transmitter, and two airborne linear array radars are used as passive receivers, where the transmitted waveforms from the geostationary satellite may have two different carrier frequencies, two linear array antennas on two different airplanes may be equipped with different spacings, or two airplanes may fly with two different velocities. It is shown that, using the BLA-SAR, not only the stationary clutter can be suppressed but also locations of both slow and fast moving targets can be accurately estimated. Furthermore, an effective BLA-SAR algorithm of moving target imaging is also proposed. Lastly, some numerical experiments are given to demonstrate the effectiveness of the BLA-SAR     

动平台分布式雷达系统协同跟踪路径优化算法

本文针对动平台分布式雷达系统协同跟踪目标的路径优化问题,提出了一种新颖的基于费歇尔信息矩阵的动平台分布式雷达系统协同跟踪路径优化算法。首先,本文建立了动平台分布式雷达系统协同跟踪目标模型,进而基于贝叶斯理论导出了闭合形式的费歇尔信息矩阵,然后采用D最优准则建立了动平台分布式雷达系统路径优化代价函数,最后提出了一种基于最速下降的方法来解决该优化问题。另外,本文还研究了有约束的动平台分布式雷达系统路径优化问题,利用惩罚函数来修正代价函数来规避障碍,并应用物理约束来限制动平台的转弯角。数值仿真结果验证了所推导的闭式代价函数的精确性和有效性,且所提出的动平台分布式雷达系统路径优化方法可以快速实时的以较为平滑的路径跟踪静止和移动目标;此外,相比于栅格搜索法,所提方法在计算复杂度上具有明显优势。      

一种基于机载广域监视系统的目标跟踪方法

广域动目标监视模式是借助天线在方位向上快速扫描来实现大范围动目标监视的一种雷达工作模式,这使得雷达系统可以对同一个动目标在不同时刻进行多次观测并跟踪其轨迹。该文提出了一种基于机载广域监视雷达系统的地面目标动目标跟踪方法。首先,根据动目标检测得到的信息估计运动目标的位置;然后对每个目标设置关联门限,并对进入门限的目标计算加权的关联度;最后通过全局最优得到关联的结果。该文还比较分析并确定了算法对误差大小的适用范围。通过仿真并与另外两种算法进行比较,验证了该算法的有效性,实际数据的处理结果也说明了算法的可行性。     

机载视频合成孔径雷达成像技术研究

机载视频合成孔径雷达(ViSAR)工作在太赫兹波段,具有5 Hz以上的无孔径交叠成像帧率。其采用一发四收系统架构,具备合成孔径雷达(SAR)成像、地面动目标检测(GMTI)和干涉合成孔径雷达(InSAR)测高等功能,兼具光学传感器成像速度快以及微波雷达环境与气候适应性好等优势。论文介绍了机载视频合成孔径雷达研究进展,实验表明,其成像分辨率优于0.2 m,合成孔径时间可缩短至0.2 s。利用阴影信息可以对运动目标(如卡车等)进行检测,结合传统的GMTI与InSAR技术,实现对复杂运动目标的成像、跟踪和定位。     

一种对 SAR-GM TI 的密集假目标干扰技术

针对合成孔径雷达地面运动目标指示（SAR‐GMTI）的快速发展,有效的干扰措施将是对抗SAR‐GMTI的关键。虚假运动目标干扰能够产生逼真的虚假目标,但产生的虚假目标数量有限;噪声卷积干扰能够获得雷达匹配的处理增益,并且能够产生压制式的干扰效果。结合2种干扰特性,提出一种对SAR‐GMTI的噪声卷积密集假目标干扰技术,该干扰技术能够产生大量的虚假运动目标,并且兼具欺骗式和压制式干扰效果。计算机仿真表明了该技术的有效性。