《电讯技术》专题资料《毫米波雷达／战场侦察雷达系统与技术》题要（一）

轻小型无人机载SAR雷达现状及发展趋势（任培宏,何均）介绍了无人机载合成孔径雷达（SAR）的特点、国外典型轻小型无人机载SAR雷达研发现状、毫米波SAR雷达特点以及国内外几种主要无人机载8mmSAR雷达的研发现状,分析了高分辨率无人机载8mmSAR雷达成像的技术难点及解决措施。最后分析了无人机载SAR雷达的发展趋势。     

SAR动目标简介

介绍SAR动目标原理,以及AN／APG-76干涉法地面动目标成像、二通道STASAR／MTI实现系统和多卫星SAR／MTI。     

一种新的MIMOSAR/MTI空时等效重构方法

多输入多输出合成孔径雷达(MI MO SAR)是一种新体制的成像雷达。针对高空高速平台的SAR系统方位向口径(或方位向分辨率)和作用距离的设计矛盾,采用MI MO体制有效地解决了PRF设计的问题。并针对多通道MTI模式提出了一种新的MI MO SAR空时等效重构方法,使得系统有效地兼顾了SAR模式和MTI模式。与常规的SAR/MTI系统相比,MI MO SAR/MTI系统在SAR模式下可以实现远距离高分辨率宽观测带成像;在MTI模式下,可以实现远距离运动目标探测,且具有高的运动目标检测性能和定位精度。     

机载UWB数字阵列SAR系统技术研究

合成孔径雷达作为一种无线电装备,也必然遵循从模拟到数字再到软件化的发展道路。数字阵列SAR/MTI雷达可以克服常规SAR/MTI雷达的瓶颈问题,具有许多常规SAR/MTI系统所不具备的优势。首先介绍了常规数字阵列雷达的优势;然后从工作体制的选择、系统的组成和关键技术等方面对机载UWB数字阵列的系统设计进行了详细的阐述;最后给出了飞行试验和地面试验验证的结果。     

无人机载SAR任务电子系统的研究与应用

无人机载合成孔径雷达(SAR)具有机动灵活、战场生存能力较强的特点,它依靠SAR先进的雷达成像技术与无人机全天候、全天时侦察能力,是未来战争中监视与侦察的重要手段。由于SAR任务受无人机航线规划与飞行姿态的影响,各任务之间又存在差异性,调度易受制约而造成效率低下。任务电子系统的目的就在于为无人机载SAR的任务调度提供科学的决策依据。介绍了无人机载SAR任务电子系统的架构及任务调度方法,建立了任务调度的线性规划约束条件,通过飞行试验验证了系统的合理性与有效性。     

宽带DBF SAR/MTI雷达典型工作模式设计

合成孔径雷达作为一种无线电装备,也必然遵循从模拟到数字再到软件化这样的发展道路。数字阵列 SAR/MTI系统采用数字化、软件化处理取代硬件实现,具有许多常规 SAR/MTI系统所不具备的优势。回顾了数字波束形成技术（DBF）与合成孔径雷达（SAR）逐步结合的技术发展进程,讨论DBF在SAR系统的典型应用模式及性能与功能的提升。最后建议我国急需开展宽带 DBF体制 SAR/MTI系统技术研究,使DBF体制的 SAR侦察监视技术从跟踪走向创新,从而为下一代战场侦察监视雷达奠定技术基础,实现情报获取效率的有力提升。     

太赫兹合成孔径雷达的运动补偿

太赫兹波是电磁波由毫米波向更高频的自然延拓,该频段展现出诸多与传统频段微波迥异的物理特性,使得太赫兹雷达在成像分辨力、成像帧率等性能指标上有望取得突破性的进展。目前,太赫兹合成孔径雷达(SAR)的研究引起了国内外军事界和学术界的极大关注。经分析,太赫兹SAR与传统SAR在多方面存在不同,其中最为重要,也最为关键的区别是运动补偿的处理。虽然运动补偿是所有频段SAR需要谨慎处理的关键技术,但太赫兹SAR的运动补偿显得尤为关键——由于太赫兹波长极短,对常规微波频段SAR影响几乎可以忽略的雷达平台高频微小振动对太赫兹SAR的影响必须得到精细的处理。首先简要介绍常规SAR的运动补偿处理,然后分析不同类型的运动补偿误差对太赫兹SAR成像的影响,重点分析了高频振动误差的影响,并借鉴振动目标成像的思路,提出振动平台太赫兹SAR的运动补偿解决方案,最后通过数值实验验证了本文所提出的振动补偿方法。     

宽带DBF SAR/MTI雷达典型工作模式设计

合成孔径雷达作为一种无线电装备,也必然遵循从模拟到数字再到软件化这样的发展道路。数字阵列SAR/MTI系统采用数字化、软件化处理取代硬件实现,具有许多常规SAR/MTI系统所不具备的优势。回顾了数字波束形成技术(DBF)与合成孔径雷达(SAR)逐步结合的技术发展进程,讨论DBF在SAR系统的典型应用模式及性能与功能的提升。最后建议我国急需开展宽带DBF体制SAR/MTI系统技术研究,使DBF体制的SAR侦察监视技术从跟踪走向创新,从而为下一代战场侦察监视雷达奠定技术基础,实现情报获取效率的有力提升。     

一种SAR成像区域规划方法及软件可视化界面实现

合成孔径雷达(SAR)对于某区域的成像分辨率、波束扫描方位俯仰角、成像结果的畸变率等参数在目前仍主要通过对目标区域取点计算得到,计算不够方便和直观。直接通过雷达的需求分辨率和目前雷达的位置、姿态、速度得到雷达的可成像区域在工程中仍具有实际应用意义。针对这一情况,实现无人机载SAR波束与姿态自动解算,计算在雷达沿特定轨迹飞行过程中的波束扫描范围和对应不同分辨率时的可成像区域,完成成像区域自动规划软件设计,并进行了仿真验证。     

一种新型无人机高分SAR 信号非均匀混合采样技术

无人机高分辨合成孔径雷达(SAR)系统具有较大的信号频率带宽,根据奈奎斯特采样定律,雷达接收机需要超高速采样的ADC芯片。由于超高速采样率的ADC芯片的采样量化位数较低、功耗较高、成本昂贵,直接采用超高速采样ADC芯片对无人机高分辨率SAR回波信号进行采样接收不是最优方法。文中提出一种新型的非均匀混合采样技术用于对无人机高分辨率SAR回波信号进行采样接收,通过优化无人机SAR系统的信号收发时序,利用325 Msps采样率的ADC芯片即可对频率带宽为2 GHz的雷达回波信号进行采样接收,保证雷达回波的相位扰动与旁瓣电平满足应用需求。仿真实验表明:2 GHz带宽的Ku-SAR系统的回波信号能被采样率为325 Msps的ADC芯片完好采样接收,成像分辨率优于0. 2 m,旁瓣电平控制在-13 dB以下。     

叶簇穿透雷达系统设计综述

叶簇穿透(FOPEN)雷达是一种用于发现和表征密集叶簇下人为目标及表征叶簇自身的技术手段。这种雷达已经在军事监视和民用地理空间成像方面得到应用。本次讲座分为三大部分:第一部分讲述FOPEN雷达的早期历史,主要讲述战场监视及叶簇穿透雷达的早期试验。其中,某些雷达技术的发展意义重大,支撑探测密集叶簇下面固定和移动目标的能力。这些技术中最重要的部分就是众所周知的相干雷达与数字处理技术。同样重要的是雷达穿透叶簇的量化及其散射损耗影响。第二部分重点讨论了几种军民用FOPEN合成孔径雷达系统及其研究成果。在对每种雷达系统概述过程中还通过举例说明SAR图像及其固定目标探测能力。这一部分还给出了量化极化分集在探测和表征人为和自然目标时的好处。在目标描述与降低虚警方面,极化技术的优势明显。最后讨论了超宽带和超宽角成像技术。第三部分讨论的是多模超宽带雷达最新研究及SAR和动目标显示(MTI)FOPEN系统的设计。重点是设计这些超宽带(UWB)系统的优势和困难,以及实际电磁环境下的工作情况。讲座最后两部分阐述了文献中出现的一些用于未来多模式工作的新技术:探测可辨别低速运动目标的需求;双基地SAR与固定GMTI照射波形的协同工作。     

相参捷变频雷达接收机及动目标处理技术

在现代雷达技术的发展中,相参捷变频雷达因其目标分辨能力和在电子对抗战中的优势而越来越多地被应用。文中介绍了三种相参捷变频雷达接收机的体制,并分析了各自的原理以及适用的应用场景。针对该体制在杂波抑制上的难题,提出一种基于最优输出信杂比的杂波滤波器的设计方法,对回波信号进行杂波抑制以实现动目标处理。展示了由原理样机进行的外场实验,通过对外场实验获取得真实数据进行分析,验证了系统的相参性和动目标处理的有效性。     

基于截获因子评价的双基前视SAR成像LPI设计

降低雷达辐射信号被截获概率,是保障机载平台战场生存与作战效能发挥的重要方面。本文结合双基雷达在低截获（LPI）方面的优势,提出了基于截获因子评价的移不变双基前视条带合成孔径雷达（SAR）成像LPI探测设计方法。考虑利用截获因子评价双基SAR成像的LPI性能,针对移不变双基前视条带SAR成像模式,简要分析了成像分辨率,推导了截获因子表达式,在保证成像性能前提下,以降低截获因子为目标设计了LPI探测方法,并进行了仿真验证。实验结果表明,本文提出的方法能明显改善机载火控雷达SAR模式的抗截获性能。     

220 GHz太赫兹合成孔径雷达

针对复杂战场环境实时侦察的需求,介绍了一种220 GHz太赫兹合成孔径雷达(SAR),重点研究了雷达系统设计、宽带信号补偿和SAR成像实验。雷达信号采用线性调频连续波模式,中心频率为216 GHz,带宽为4.8 GHz,采用去斜处理体制,完成了宽带一维距离像实验和SAR成像实验。实验结果表明雷达成像分辨力达到了3 cm。     

多平台合成孔径雷达成像算法综述

多平台合成孔径雷达(SAR)是合成孔径雷达极具发展潜力的研究方向之一,该文集中讨论了多平台SAR的成像算法,包括机载SAR、弹载SAR和星载SAR平台。该文首先简要阐述了SAR回波模型的建立,包括“斜距模型和成像模式”,然后综述了近年来机载SAR、弹载SAR和星载SAR成像算法的研究进展,并详细阐述了各平台固有的特性以及面临的挑战,最后对未来多平台SAR成像算法研究的发展趋势进行了展望。      

地面/舰载搜索雷达目标回波建模与仿真

针对地面/舰载两坐标/三坐标搜索雷达,提出一种雷达目标回波建模与仿真分析方法。根据设定的雷达波束扫描方式、雷达系统参数和目标参数,仿真生成雷达目标零中频IQ数据。对常规MTI/MTD模式和PD模式下一定信噪比/信杂比目标回波数据进行了仿真和分析。     

FM—CW SAR系统及其发展概况

FM-CW SAR是一种新近被提出来的成像雷达体制，它结合连续波与合成孔径成像技术，具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点。文章概述了FM-CW SAR系统及其信号处理特点，讨论了FM-CW SAR系统实现的难题所在；归纳了目前FM-CW SAR的几种应用背景及其主要参数；根据FM-CW SAR发展概况，讨论了FM-CW SAR进一步的发展趋势。     

毫米波合成孔径雷达的发展及其应用

分析了毫米波SAR高分辨成像的基本原理,阐述了毫米波SAR的优点,并结合目前国际上典型的毫米波SAR系统,综述了毫米波SAR技术与系统的发展状况,讨论了毫米波SAR的应用前景、存在的问题以及未来的发展趋势.