一种弹载相控阵雷达及其极化滤波方法

提出了一种弹载极化相控阵制导雷达及其极化滤波方法.该雷达发射单极化线性调频脉冲压缩信号,以提高其低截获概率性能;采用正交极化通道同时接收回波信号,获取雷达回波的全极化信息;对脉冲压缩后的高距离分辨信号,利用瞬态极化估值、极化变换和极化矢量滤波运算级联的方法,实现对干扰的有效抑制.该方法的优点在于它可以抑制与目标处于同一个距离单元和角度单元的干扰信号,解决对单脉冲雷达角欺骗干扰的抑制难题.理论分析和仿真结果表明了该极化滤波抗干扰方法的有效性,研究结果对实际雷达系统的研制具有指导意义.     

复合编码同时极化测量方法研究

全极化测量雷达是雷达发展的一种趋势,然而现有极化测量方法的性能已不能满足要求.本文提出了一种采用复合编码信号的同时极化测量方法,该方法分别用内层码和外层码实现良好的自相关特性和互相关特性,在多目标、多发射极化的情况下具有明显优势,为极化信息处理特别是极化抗干扰技术的发展解决了极化测量方面的技术瓶颈.     

W波段数字变极化目标特性测量雷达

提出一种新型的W波段数字变极化目标特性测量雷达.该雷达由两子阵变极化天馈、两通道TR模块与数字处理单元构成, 采用空间波束合成任意极化发射、数字方式实现任意极化接收.通过目标实验结果表明, 该雷达能在多种极化体制下准确提取目标极化散射矩阵, 具备测量目标全极化RCS能力以及可用于目标极化特性分析与研究.     

W波段数字变极化目标特性测量雷达（英文）

提出一种新型的W波段数字变极化目标特性测量雷达.该雷达由两子阵变极化天馈、两通道TR模块与数字处理单元构成,采用空间波束合成任意极化发射、数字方式实现任意极化接收.通过目标实验结果表明,该雷达能在多种极化体制下准确提取目标极化散射矩阵,具备测量目标全极化RCS能力以及可用于目标极化特性分析与研究.     

一种共形阵星地通信地面接收波束形成器设计

为了满足卫星和地面实现通信的需求,设计了一种共形阵的星地通信面接收波束形成器。采用球面阵圆极化天线的形式,在FPGA平台上完成信号处理。系统可以完成对信号的接收、下变频和数字波束形成等功能。系统内置整套卫星定位和数字波束形成算法,可根据上位机给出的星历平根数据,自主完成实时计算卫星位置、波束指向角度和权系数,可同时完成6个波束的形成。实现了方位范围全覆盖,俯仰覆盖75°范围的空间大范围波束扫描。天线拥有左旋右旋双通道,可以根据发射信号的极化方式选择其中一种通道进行数字波束形成,增强了抗干扰性能。实验结果表明,接收站性能良好,在暗场测试环境下,理论性能最差的角度上的G/T值可达到-13.2 dB/K,可满足星地通信的需求。     

一个基于软件无线电的智能天线接收系统

智能天线技术是第三代移动通信中的核心技术之一,最初主要应用于雷达和军用抗干扰通信。随着软件无线电技术的发展,采用全数字处理,在基带通过对接收和发送信号的波束赋形,可以极大提高无线通信系统的容量和抗干扰能力。文中在讨论智能天线的基本原理和设计思路的基础上,提出并实现了一个适于扩频通信的智能天线接收系统。系统硬件平台的搭建以及固定波束形成的实现,为以后的软件算法的性能评估打下了基础。     

极化通道编码数字阵列雷达系统设计

文中设计了一种利用通道编码进行全极化信息获取的雷达系统。该系统突破了传统极化雷达不同极化信号需通过各自对应的数字接收通道进行模数变换的思路,使用通道编码技术将来自不同天线单元的不同极化信号进行编码调制,使之能够使用单一数字通道采样,并在数字域对不同极化信号进行高保真恢复,从而合成任意极化、任意指向的雷达接收波束。分析结果表明：该系统解决了多极化雷达数字接收通道数量多、设计制造成本高的问题,促进了极化信息在雷达中的普遍应用,在不增加成本和系统规模的基础上,提升了雷达在极化域的灵活性,具有广泛的应用前景。     

斜投影极化滤波器

极化滤波是高频雷达等系统抗干扰的主要手段.在斜投影技术基础上,本文通过分别建立目标信号和干扰的极化子空间,提出一种斜投影极化滤波器.该滤波器在抑制干扰的同时不会对目标信号产生影响,是传统极化滤波器的推广和完善.文中给出了斜投影极化滤波算子的构造方法,分析了极化参数估计偏差对滤波器性能的影响,并对其抗干扰效果进行了仿真.仿真结果表明斜投影极化滤波器是一种有效的极化滤波技术.     

极化域空域联合匹配波束形成技术研究

针对普通相控阵雷达可能因存在天线极化失配而导致对接收信号的损失问题,提出采用极化阵列天线体制的办法。研究了完全极化情况下极化阵列雷达的波束形成技术。提出了极化域-空域联合匹配滤波方法,推导了极化阵列波束形成的具体解析表达式,并与普通相控阵雷达进行比较,得到了极化阵列雷达具备更强的稳健性:极化阵列雷达不仅能控制波束的指向,而且,还能调整极化与接收信号在极化域空域上联合匹配,增强目标信号,提高信噪比。例分析和仿真结果验证了理论模型正确性。     

一种子阵级波束形成抗干扰方法

自适应波束形成技术是相控阵雷达抗干扰的一种重要手段,目前提出的许多有效方法都是基于阵元级线阵自适应波束形成方法,而实际的相控阵雷达系统多采用阵面结构.结合线性约束最小方差(LCMV)算法,研究了一种子阵级波束合成抗干扰方法.在目标方位接收功率不变的条件下,最大限度抑制干扰方向信号接收.     

数字阵列雷达抗多个主副瓣干扰方法的性能比较

当今电子战中,常使用组合干扰战术,同时抗多个主副瓣干扰成为雷达系统面临的巨大挑战。矩形相控阵可以合成四个通道波束,并利用差波束对消和波束内的一个主瓣干扰,保持对目标的探测性能和测角精度。全数字化的相控阵可采用行列自适应波束合成,充分利用数字阵的自由度,同时抑制多个主副瓣干扰,提升了雷达同时抗干扰的能力。为进一步提高雷达的抗干扰和目标探测性能,文中提出一种新的两级架构,首先采用高增益的辅助窄波束消除主瓣干扰;然后,自适应合成和差波束并做单脉冲测角。该方法将干扰对目标探测性能的影响降到了最小。     

防空导弹的信号波束输出连通性测试技术优化

为了提高防空导弹转级中的连通性测试能力,需要对导弹的雷达探测信号进行准确的检测和参量估计,提出一种基于自适应波束形成的防空导弹雷达信号波束输出连通性测试方法.构建防空导弹的雷达目标探测信号模型,在强电磁辐射干扰下采用IIR滤波器进行导弹对敌探测目标信号滤波处理,对滤波输出的高分辨雷达回波信号采用小波变换进行频谱特征分离,设计信号波束形成算法实现对导弹的回波探测信号的连通性测试.在算法设计的基础上进行测试系统的硬件设计,基于VXI总线技术进行导弹信号输出的连通性测试系统的总线开发和硬件集成设计.测试结果表明,采用该方法进行导弹的信号波束输出测试的准确性较好,信号的波束形成能力较强,提高了导弹的检测效能.     

基于子带化的宽带数字波束形成延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得高的距离分辨率,但也面临挑战:宽带数字波束合成和自适应抗干扰。典型的宽带自适应数字波束合成架构中,首先,在基带采用分数延时滤波器实现多通道的延时补偿;然后,将宽带信号分解为许多子带,在每个子带内做传统的窄带自适应数字波束合成;最后,合成为宽带波束输出。该信号处理方法,在宽带条件下,通过宽带延时补偿实现了精确的波束指向,取得了较好的抗干扰性能。文中基于子带化方法,提出了一种新的架构,将延时补偿合并到窄带波束合成中,即用窄带的附加相移,代替了原有的多通道延时补偿单元。结果是该架构中不再需要分数延时滤波器,大大降低了计算量节约硬件资源。同时,仍然保证了宽带阵列雷达波束的精确指向。结合相控阵雷达阵列实例,文中分别采用传统架构及所提出的新架构完成宽带波束合成,给出仿真结果以供对比,证明了新架构的有效性。     

数字阵列雷达述评

数字阵列雷达是一种接收和发射波束都采用数字波束形成技术的全数字阵列扫描雷达。由于收发波束形成均以数字方式实现，因而它有较好的数字处理灵活性，拥有许多传统相控阵雷达所没有的优良性能。本文对数字阵列雷达进行了综述，主要介绍数字阵列雷达的基本概念、关键技术、研究进展、潜在的应用以及未来的发展趋势。     

同时数字多波束对改善相控阵雷达搜索和测角精度的分析

文中基于数字波束合成体制的相控阵雷达,研究改善传统单脉冲体制雷达性能的方法。提出了一种基于一组同时数字多波束处理的新方法。文中证明该方法可以将单脉冲测角方法和极大似然估计测角算法进行性能的平衡。该方法利用了基于同时数字多波束形成技术以及多种处理算法。计算机仿真试验证明该方法可以在提升雷达目标检测和测角性能的同时有效的改善波束形状损失。     

基于分数时延的宽带数字阵列波束形成

对于宽带数字阵列雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束扫描不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形成实现结构。仿真结果表明了该方法的有效性,与传统波束形成方法相比,其性能与理想延时更接近。     

雷达动态多目标模拟系统的设计

雷达动态多目标模拟系统旨在解决如何检测相控阵测量雷达的多目标跟踪性能这一技术难题.系统采用程控延时技术、数字控制技术及中断处理技术,可模拟10个以上运动目标,目标距离不受雷达重复频率的限制;采用数字存贮技术对地物杂波信号进行模拟,杂波分布可随场地和天线波束指向变化;对多台雷达同时工作时的同频干扰信号进行了模拟.系统可选择高频和视频两种接口将目标信号输入雷达,以适应各种检测要求.该系统可以有效检测相控阵雷达多目标跟踪性能,同时为雷达操作人员提供了实用的模拟训练器材.     

自适应数字波束形成在MIMO雷达中的应用

MIMO雷达是近几年来发展起来的一种新体制雷达,由于采用空间分集与信号分集技术,相对于传统相控阵雷达在目标检测及参数估计性能都有很大提高。文中主要研究MIMO雷达的系统的自适应数字波束形成算法,介绍了基于MIMO雷达的SMI自适应DBF算法,该算法有较好的性能,易于实现。针对于空间中的有源干扰,从自由度的角度讨论分析了MIMO雷达处理系统中自适应模块的位置问题。     

数字波束形成雷达研究

对采用T/R组件的数字波束形成(DBF)雷达进行了研究。实现数字波束形成有三种很重要的技术,即相位检波技术,多波束形成技术和自适应波束形成技术。为验证这些关键技术我们研制了一DBF阵列测试设备,文中就这几种技术及测试设备的数据进行了介绍。 要实现高的数字波束形成性能,必须以很高的精度将天线单元信号变换为数字信号。为解决这一问题,我们将中频直接采样相位检波同特制大规模集成电路结合使用。 多波束形成技术应用于雷达需采用超高速电路,我们具体采用的是Systolic阵方法。在Systolic阵中,通过控制各个波束的复数加权值就可形成任意和独立控制的多波束。 数字波束形成中易于应用自适应技术,具体使用的是采用了G-S变换方法的Systolic阵,该自适应电路已研制且在室外场地进行了测试。施放干扰信号,然后测量自适应处理前后的天线方向图,文中也给出了所测数据。     

大孔径宽带数字阵列时域波束形成方法

对线性调频信号进行拉伸处理已成功应用于宽带数字阵列雷达接收波束形成,但在大阵列孔径条件下,实现任意宽带雷达信号的收发数字波束形成目前仍是难点。文中根据宽带数字阵列雷达的特点和当今数字信号处理器件的发展,通过分析阵列处理误差,综合考虑工程实现复杂度和方法性能,给出了两种基于数字移相与数字延时的时域宽带数字波束形成方法。上述两种方法具有较好的工程可行性,且能够有效克服孔径效应实现任意宽带脉冲信号的收发数字波束形成。通过计算机仿真验证了方法的有效性,并讨论了对方法性能有重要影响的一些因素。