频率步进相控阵雷达原理与实现方案的研究

宽带相控阵雷达是当前雷达技术的发展方向之一;瞬时宽带相控阵雷达的带宽受孔径渡越时间的限制,会造成雷达波束指向的变化。由于频率步进信号是一种瞬时窄带、合成宽带的雷达信号,可以通过脉间配相的改变解决孔径渡越时间、波束指向变化等问题。文中提出了频率步进宽带相控阵雷达的基本原理,并给出了几种频率步进相控阵雷达的实现方案。     

实现频率步进相控阵雷达宽带宽角扫描的一种方法

相控阵雷达天线在进行宽带宽角扫描时,天线波束会“色散”,使得到的距离像展宽,从而降低了系统分辨率。频率步进信号是常用的合成宽带信号,该信号在各脉冲周期内均是窄带的。因此,频率步进相控阵雷达可以通过脉间配相的方法,解决相控阵天线波束随频率“色散”的问题,使其能够在宽角扫描下合成宽带信号,获得高分辨的目标距离像。该方法具有设备变动小易于实现的优点。     

宽带数字阵列雷达孔径渡越和距离走动补偿技术

宽带数字阵列雷达波束控制灵活,分辨率高,是雷达的一个发展方向。但是宽带宽角扫描会引起孔径渡越效应,影响波束合成的质量。另外,分辨率的提高会导致脉冲间距离走动,严重影响脉间相参积累的效果。本文分析了孔径渡越的形成,提出针对线性调频信号的回波延时补偿方法。研究了Keystone方法进行距离走动校正。     

一种孔径渡越时间补偿方法研究

在频谱合成法的基础上建立了线性相控阵雷达中调频步进频信号的处理模型,分析了孔径渡越时间对调频步进频信号带宽的限制,提出了基于移频原理的解决方法,并给出了相应的仿真结果.理论分析及仿真结果表明,在调频步进子脉冲信号带宽小于孔径渡越时间倒数的条件下,合成信号带宽仍受孔径渡越时间限制;利用移频的方法可以有效补偿孔径渡越时间的...     

相控阵雷达受孔径渡越时间影响的研究

在线性调频信号的基础上分析了相控阵雷达工作时孔径渡越时间对其的影响。在时域和频域进行分析,结果表明孔径渡越时间会引起波束偏移和接收信号带内功率降低。根据对波束指向的要求,提出了孔径渡越时间对相对带宽的限制。通过对回波频谱的分析,提出孔径渡越时间会引起频带边缘功率衰减和脉冲压缩后主瓣展宽。根据对功率衰减的要求提出了对雷达带宽的具体约束条件。仿真结果表明,宽带相控阵雷达工作时需要更加严格的约束。     

宽带数字波束形成雷达的高精度延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得很高的距离分辨率,将广泛用于下一代多功能雷达系统中。传统窄带相控阵体制很难解决宽带相控阵雷达的空间色散和孔径渡越问题,尤其在宽带相控阵雷达做宽角扫描时,必须在阵元或子阵间使用精确的时延补偿。文中提出了一种实现高精度宽带相控阵延时补偿的新方法。该方法采用一种有效的可变分数延时滤波器新结构,即泰勒结构。该结构相对于传统的Farrow结构的主要优点是减少了乘法器和加法器的数量,降低了可变延时滤波器系数的计算难度。试验证明,新的方法能实现精确的宽带波束扫描,可应用于接收和发射数字波束形成的工程实现。     

宽带阵列雷达波束合成技术研究

在宽带相控阵雷达天线波束合成时,由于天线孔径渡越时间影响,会引起不同频率分量信号合成的天线波束指向相互偏离,造成信号能量损失。本文提出了一种对宽带信号不同频率分量分别进行补偿的算法,使宽带相控阵雷达在整个信号带宽内形成的天线波束最大增益指向保持不变,确保不同频率分量信号能量有效叠加,以提高宽带相控阵雷达目标探测距离和角度分辨力。     

基于微波光子收发共用真时延网络的相控阵波束合成

针对相控阵雷达宽带宽角波束扫描普遍存在的孔径渡越和波束倾斜的问题,提出了一种基于微波光子技术的相控阵波束形成网络系统,该系统采用收发共用的延时方式,在保证收发波束指向高度一致的同时也减少了系统的设备量。建立了16通道的收发共用的波束扫描系统进行实验验证,实现了X频段范围内的±30°的收发波束扫描,不存在波束倾斜现象,接收和发射波束指向高度一致,结合雷达系统分时收发工作的特点,可有效提升相控阵雷达系统的扫描探测能力。     

宽带信号发射波形数字延迟方法研究

瞬时大宽带信号用移相法进行波束形成时可能会引起波束指偏和孔径渡越导致的脉压畸形,一般需用时间延迟线来解决这个问题,但高精度的射频延迟线工程实现代价很大。本文根据数字阵列雷达和宽带线性调频信号特点,提出了一种基于数字延迟的发射波束形成方法。首先分析了宽带线性调频信号稳定波束指向的约束条件,在此基础上提出了一种DDS采样时钟延迟+同调频斜率扩展波形的延迟的方法。仿真结果表明,该方法对宽带数字阵列雷达的线性调频信号发射波束指偏能够有效纠正和大大减小孔径渡越,不增加系统设备量和运算量,易于工程实现。     

实时数字延迟控制精度对相控阵雷达瞬时信号带宽的限制

提出了实时数字延迟方法,阐述了宽带宽角扫描相控阵雷达对天线瞬时信号带宽的限制及其孔径渡越时间问题和利用实时数字延迟方法来解决该问题的技术途径。     

宽带相控阵雷达Stretch处理孔径渡越时间数字补偿技术

本文分析了宽带相控阵雷达采用线性调频(LFM)信号时孔径渡越时间对波束指向的影响,给出了经典的时间延时单元(TDU)补偿方法,针对用线性调频信号Stretch处理特点,提出了采用全数字方法实现孔径渡越时间补偿的方法,实验与模拟结果表明本文提出的方法是有效的.     

宽带相控阵测向技术研究

相控阵天线要实现宽带处理一直是一个难题,带宽宽天线波束指向会发生偏移,由于孔径渡越会引起信号发生畸变。通过对带宽影响的机理分析和无源测向机理的分析,提出了一种宽带有源相控阵测向实现方法。利用该方法可以在一定工程可实现的边界约束条件下完成宽带相控阵测向。     

宽带宽角数字阵列雷达发射波束形成技术

在大扫描角的情况下,大孔径相控阵采用移相方法发射不出去宽带高分辨波形。宽带相控阵波束形成通常采用模拟时延单元,但它的量化误差及硬件的高代价阻碍了进一步应用。在基于子阵划分和发射为线性调频信号的前提下,提出了宽带数字阵列雷达发射波束形成方法,同时给出了几种实现框图并对性能进行分析。最后,计算机仿真结果证实了给出的几种宽带数字阵列雷达发射波束形成方法具有易于实现和良好的性能。     

一种恒定束宽的宽带自适应波束形成算法

宽带波束形成是相控阵雷达数字信号处理的难点。针对目前宽带波束形成只能满足单一恒定束宽或自适应情况,为兼具两种优势使雷达工作状态更佳,文中基于最小二乘算法提出了一种自适应波束形成方法,该方法通过获得自适应参考波束图,确定波束图恒定范围根据最小二乘算法求取其他频点权值,并进行宽带波束形成。该方法不仅能保证恒定束宽,而且可实现自适应零陷控制。仿真实验证明了算法的有效性。     

二次下变频实现宽带数字波束形成

宽带相控阵宽角扫描波束形成中,常用模拟延时线技术解决复包络偏移问题,但硬件的高代价阻碍其实际应用。本文在基于跟踪状态及发射线性调频信号的假设下,提出一种二次下变频方法实现宽带数字波束形成,本方法首先对阵元级接收数据进行模拟混频实现去斜,数字域再进行二次下变频,相位补偿后实现波束形成,最终通过傅氏变换获得散射点信息。     

Template matching algorithm of radar beam scan type recognition

Phased array radar has been applied broadly because of its sound performance. But signal of phased array radar is of a wide variety of types. Therefore, recognition of phased array radar is the most puzzling aspect of the whole emitter identification domain. To solve the problem, the article proposes the method that identifies phased array radar by pulse amplitude information, and studies the phased array radar, models transnfit signal of them, and receiving signal by radar countermeasure reconnaissance receiver. From constructing template of pulse train＇s amplitude vector of mechanical scanning radar, computing distance of samples and standard template, finding threshold of the tem- plate matching arithmetic, the article puts forward the template matching algorithm of radar beam scan type recognition to identify phased array radar automatically.