瞬态极化雷达接收滤波器的优化设计

 针对瞬态极化雷达发射波形自相关和互相关特性相互制约的矛盾,本文对瞬态极化雷达的接收滤波器进行优化设计,以减小相同极化通道的距离旁瓣和不同极化通道之间的相互串扰,提高全极化雷达的检测和估计性能.建立了瞬态极化雷达回波信号模型,分析了目标极化散射矩阵估计的误差来源,根据估计误差函数建立优化模型,通过凸优化求解对不同极化通道的滤波器进行优化设计.分析了单个静止点目标、运动目标和多目标情况下滤波器的性能,并给出了仿真结果.最后,利用实测数据验证了本文方法的有效性.     

自适应极化滤波器的理论性能分析

为适应变化的电磁环境,自适应极化滤波器通常先采用极化估计器获得干扰场的极化状态,然后以最佳极化进行极化滤波.因此,自适应极化滤波器可用极化估计器、最佳极化计算器、极化滤波器这三者级联构成的开环模型来表示.在此模型基础上,针对基于正交极化双通道测量的信号极化矢量估计算法,研究了极化估计器的理论性能,证明了极化估计误差近似服从瑞利分布.通过研究极化估计误差在极化滤波器中的传播过程,导出了自适应极化滤波器理论性能的解析公式,清楚地揭示了滤波性能与信噪比等因素的统计关系.     

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.     

强干扰环境中SINR极化滤波器的性能分析

研究了最优极化滤波问题,针对已有工作对信号干扰噪声比(SINR)极化滤波器性能分析的不完备性,对强干扰环境中SINR极化滤波器的性能进行了全面分析.推导出强干扰环境中SINR极化滤波器最优解的解析表达式,构建电磁环境参数空间来综合考虑不同电磁环境参数对滤波性能的影响,详细讨论了滤波性能对信号极化度、干扰极化度及极化匹配系数等参数的复杂依赖关系,最后给出性能分析的相关结论.     

基于天线空域极化特性的虚拟极化接收技术

提出了一种基于天线空域极化特性的雷达虚拟极化接收方法,可使现有的单极化雷达具有一定的变极化能力.结合偏馈抛物面天线空域极化特性的计算结果,给出了修正的雷达观测方程,提出了虚拟极化接收的方法,对雷达虚拟极化接收的性能进行了分析,指出了等效噪声电平是接收极化的函数,并给出了具体的表达式,最后基于雷达虚拟极化接收提出了PIN最小化极化滤波方法,使干扰加噪声的能量最小,仿真结果表明:虚拟极化接收技术在INR较大时具有较好的抗干扰效果.     

运动估计误差对同时极化测量影响和分析

同时全极化雷达是面向空中运动目标动态散射矩阵测量的一种全极化雷达，针对同时全极化雷达系统特点，对同时全极化雷达系统中匹配滤波器引入的误差进行了分析，并仿照分时全极化雷达系统模型的发射和接收失真矩阵模型，给出了匹配滤波器引入的失真矩阵及各矩阵元素的物理意义。分析了目标运动估计对目标动态散射矩阵测量的影响机理，提出了运动估计误差矩阵，利用该矩阵对同时全极化雷达测量影响进行了定量仿真分析，从而为同时全极化雷达系统运动估计方法的性能要求提供理论依据。     

单脉冲雷达的干扰对消和极化抑制技术

建立了单脉冲跟踪雷达的和、差波束接收通道对目标和干扰信号的接收信号模型,考虑到旁瓣对消目标效应对测角误差的影响,指出利用和、差波束方向图特性的差异可以抑制目标效应,讨论了抑制和通道干扰的方法.基于和、差波束极化方向图的差异,提出了一种空域虚拟极化估计和极化滤波算法,给出了完整的解析表达式,结果表明该技术可对差通道干扰信号具有显著的极化抑制效果,提高信干比,可进一步提高干扰背景下的测角性能.     

增强雷达目标信号的接收虚拟变极化仿真和工程化方法

利用正交天线双通道接收雷达回波,然后进行虚拟变极化处理来增强信号是改善目标信噪比的有效方法.本文介绍了虚拟接收变极化的原理,并通过对淹没在噪声中信号的仿真,得到直观的信噪比增强效果.最后,给出了虚拟变极化的工程实现方法和仿真实验结果.     

雷达导引头斜投影抗质心干扰性能分析

箔条、角反射器等质心干扰诱使雷达导引头目标指示角偏离目标,导致导弹脱靶.为了解决这一问题,该文利用目标与干扰极化状态的差异性,通过目标、干扰极化相位描述子构造出斜投影算子,然后采用斜投影处理来抑制雷达导引头质心干扰.鉴于实际中目标、干扰极化状态难以准确估计,重点分析了目标、干扰极化相位描述子估计误差对斜投影输出目标、干扰信号的影响,推导得到了斜投影输出目标、干扰信号误差解析表达式;在此基础上,进一步推导得到了斜投影输出干信比、单脉冲比误差与目标、干扰极化相位描述子估计误差之间的关系式.理论分析与仿真结果表明,斜投影处理后的雷达导引头测角误差与目标极化相位描述子估计误差无关,与干扰极化相位描述子估计误差有关;干扰极化相位描述子估计误差在-10度到10度范围内时,斜投影仍具有一定的干扰抑制能力,有助于提高导引头的测角精度.     

自适应极化滤波抗欺骗干扰性能研究

针对连续波雷达或高重频脉冲雷达遭受高逼真欺骗干扰的情况,研究了自适应极化滤波(APF)的抗干扰性能。首先建立了雷达遭受欺骗干扰时回波信号的理论分析模型,然后利用卡尔曼滤波技术实时估计干扰的极化参数,最后利用经典的极化滤波方法滤除其中的干扰信号,保留真实目标信号。当干扰与信号叠加在一起时,理论分析和仿真结果均表明自适应极化滤波效果将受制于干扰与信号的功率比。强干扰情况下,自适应极化滤波可提高信干比,最大约50 dB;弱干扰甚至无干扰环境下,自适应极化滤波会恶化信干比,因此自适应极化滤波的实施需要由具体的电磁环境决定。     

三维极化滤波及其参数估计

以高频地波雷达为背景,提出了三维极化向量滤波方法,此法能够滤除二维极化滤波不以滤除的干扰,综合提高极化域和空域的抗干扰能力。文中详细讨论了三维极化滤波参数的估计方法,并给出了扰极化度化度较高时参数的简化估计式。     

全极化干扰与极化滤波的对抗研究

介绍了现有极化滤波方法的特点及适用条件,针对其应用限制条件,提出了全极化干扰的概念,分析了全极化干扰这样一种针对极化滤波的新电子对抗措施。理论分析和计算机仿真结果均证明全极化干扰可有效对抗极化滤波技术,雷达电子对抗的领域进一步扩展至极化域。     

空域虚拟极化滤波原理及实验结果

极化滤波利用干扰信号和目标信号的极化状态差异,能够有效对抗多种有源干扰样式.然而,大多数现役雷达还不具备极化测量能力,为此,利用天线固有的"空域极化特性",研究了对抗有源压制干扰的"空域虚拟极化滤波"算法.建立了有源压制干扰及目标回波的接收信号模型,给出了算法的详细处理流程,进行了计算机仿真实验和雷达外场测量实验.实验...     

阵列互耦对极化敏感阵列滤波性能的影响

在阵列互耦条件下,给出了极化敏感阵列接收信号模型;并在形式上把互耦误差分解为正交阵元接收因子误差和阵列接收因子误差,分别代表了阵列接收信号极化信息误差和空间信息误差.给出互耦条件下,信号、干扰空间匹配系数、极化匹配系数和最大SINR的数学表达式.在单干扰源情况下,分析了阵列互耦对极化敏感阵列滤波性能的影响.     

抑制雷达主波束内GSM干扰的极化滤波方法研究

针对雷达在实际中受到的GSM通信基站干扰问题,该文采用极化滤波抗干扰的方法,在现有自适应极化对消(APC)算法基础上提出了一种基于部分极化波最优接收的滤波算法,先估计GSM信号的部分极化Stokes矢量,后依据干扰功率最小原则计算最优接收极化。通过开展极化抗干扰外场试验,证明了极化滤波方法对于基站干扰抑制的有效性。与传统算法的比较说明了该方法在保证滤波效果的基础上,用于权值收敛的时间更短,性能更稳定。     

单雷达直线航迹线目标状态分量合成估计方法

通过分析传统卡尔曼滤波方法在复杂数据环境应用中遇到的问题,提出了基于单雷达加权直线航迹线参数估计模型的目标运动状态分量合成估计方法。该方法基于复杂数据环境,无须获取系统噪声和观测噪声等先验知识,充分利用目标处于匀速直线运动状态这一特点,分别对当前有限测量点的X、Y 分量进行相对于的测量时刻的垂直距离加权迭代估计,确定目标状态估计参数。通过对比试验,验证了文中所提的方法比传统卡尔曼方法具有更优的目标状态估计效果、测量误差平滑和野值抑制能力,能有效提高观测样本较少时目标状态参数估计的准确性。     

基于极化二元阵雷达的空域虚拟极化滤波算法

极化滤波利用干扰信号和目标信号的极化状态差异,可有效抑制有源压制干扰,然而,现有极化雷达需要两路发射通道和接收通道,存在系统复杂、实现代价高等诸多困难。该文提出了一种新体制极化雷达模型极化二元阵雷达,该系统仅需一路发射通道和接收通道即可实现极化测量。基于极化二元阵天线的空域极化特性,建立了有源压制干扰、目标回波的接收信号模型,研究了抑制有源压制干扰的空域虚拟极化滤波算法,仿真实验结果表明:对于窄带噪声调频干扰,信干比(SIR)改善因子能达到20 dB以上。