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。      

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。     

分布式孔径相参合成雷达技术试验验证与分析

实现收发全相参合成对运动目标稳定跟踪是分布式孔径相参合成雷达技术进步的重要标志,首先介绍分布式孔径相参合成雷达的基本理论,再从接收相参和收发相参2个阶段对飞机目标跟踪试验进行分析,分别给出了相参合成信噪比增益改善、相位差值变化和目标跟踪航迹等试验结果。试验结果表明目标跟踪稳定,信噪比增益改善接近理论值。在此基础上,给出2部X波段大型实装相控阵雷达卫星目标相参合成跟踪试验结果,实现收发全相参合成对卫星目标稳定跟踪。通过试验验证分布式孔径相参合成雷达具有技术可行性和工程可实现性。     

车载分布式雷达相参处理方法研究

城市道路环境中行人、路障等弱目标回波信噪比低,传统车载雷达对其探测能力有限.本文将分布式体制应用于车载雷达,通过对多雷达回波相参积累,以期提高目标信噪比,改善雷达探测能力.相参参数估计是实现车载分布式雷达相参积累的关键,本文针对车载分布式雷达脉间相位编码波形非理想正交,导致传统相参参数估计方法精度低的问题开展研究,提出...     

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。      

分布式全相参雷达系统时间与相位同步方案研究

分布式全相参雷达是一种新体制雷达,它解决了大口径雷达难以机动部署、造价昂贵等问题,是下一代雷达的发展方向,目前实现分布式全相参雷达所面临的关键技术问题是时间同步和相位同步。对此,该文分析了时间同步误差和相位同步误差的来源,建立了相应的数学模型,仿真了同步误差对相参性能的影响,给出了时间同步误差及相位同步误差的指标要求。并基于有线传输的非相关传输方式提出了时间同步方案,基于定标的方式提出了相位同步方案,以分别实现分布式全相参雷达的时间同步和相位同步。该文所提出的分布式全相参雷达同步方案,对于这一新体制雷达的实现具有一定的指导意义。      

基于dechirp处理的宽带相控阵雷达相参处理研究

研究了大型宽带相控阵雷达相参工作所遇到的2个技术难点:克服孔径渡越时间,使雷达在发射时波束在空间相参合成,在接收时所有阵元收到的信号能量相参迭加;以及在宽窄交替工作方式下,克服窄带引导宽带的参考延时随机抖动,实现脉间相参处理。文中针对对这2个问题进行了分析,综述了大阵面天线波束发射补偿和脉间相参处理的研究现状和各种可能的技术途径,并在此基础上进行了有益的探索。     

用于直升机跟踪的自混频信号积累性能分析

在单脉冲体制跟踪悬停直升机时,提出一种采用自混频方式来消除旋翼对信号调制的方法.推导全相参和部分相参2种信号的时域、频域表达式,对其频谱进行分析.对二者的积累效果进行分析,通过仿真可知部分相参信号当载频在某些特定值时积累效果和全相参信号是相同的,其他情况下相差很多.     

地基分布式相参雷达技术研究综述

地基分布式雷达是由多部单元雷达分置部署、协同工作实现目标探测的雷达系统,部署在地基平台,照射源除自身还可用合作、非合作跨平台照射源,各单元雷达间可信号级相参融合。传统集中式雷达在复杂场景中难以探测识别低可观测目标,分布式雷达有望解决上述瓶颈问题,并实现侦干探通一体化,因此分布式相参雷达体制是未来雷达形态发展的重要方向之一。分布式雷达体系复杂,涉及维度、要素多,须研究探索合理有效的工作范式。本文系统介绍了地基分布式相参雷达发展的新趋势和新技术,通过信号级融合处理,可形成大口径稀疏阵列,获得极窄的高增益波束,可采用更多更先进的信号处理算法探测和精确定位目标。本文介绍该领域最新的研究进展和代表性成果,围绕分布式相参增程探测、分布式相参成像、分布式相参抗干扰、分布式系统同步校准等四个方面的关键问题和技术难点展开论述,并对分布式雷达体制的前景进行了展望。      

基于微波光子学的超分辨双波段雷达

本文提出并验证了一种基于微波光子学的双波段雷达,并通过相参信号融合处理实现了超分辨一维距离像。相比于传统雷达,该微波光子雷达不仅可以同时产生和处理宽带的双波段信号,而且系统结构非常紧凑。同时,由于双波段信号共用了一套收发机,各波段信号的相位保持着很好的稳定性,因此通过对这两波段的信号进行相参融合处理得以实现超分辨成像。在实验中,雷达工作于S波段和X波段,两波段的带宽分别为1.5GHz和3GHz。对两金属板进行探测,通过对双波段的信号进行融合处理,该雷达的分辨率可高达1.6cm,远高于工作于单频段模式的雷达。该技术将大大提高目标识别和分辨的准确性。     

基于变脉宽波形的高速目标积累检测研究

针对米波低重频雷达在低信噪比下对高速运动目标的相参积累检测问题,提出了发射变脉宽信号的新方法。首先用宽脉冲回波估计目标运动参数,再对窄脉冲回波进行包络移位和相位补偿,实现相参积累,保证雷达的距离分辨率要求。该方法有效地解决了高速、匀加速径向运动目标跨速度、距离分辨单元的相参积累问题。仿真验证了新方法的有效性。     

一种基于接收相参的鸟类目标探测雷达

针对鸟类目标探测技术能有效预防飞鸟对飞机起降带来的危害问题,提出了一种基于接收相参的鸟类目标探测雷达方案。通过对鸟类目标探测雷达系统及鸟类目标实际飞行姿态的分析,研究系统构架及技术途径。并通过工程实践研究接收相参技术在鸟类目标探测雷达中的应用。以试验数据验证了该方案的可行性,对下一步的工程应用具有参考价值。     

天基分布式雷达相位估计与同步方法

分布式全相参雷达是一种新体制、颠覆性雷达技术,可将若干单元雷达进行信号处理级合成处理,实现N3信噪比增益,可突破雷达功率孔径积的限制.由于星载平台雷达系统各单元间距较远,星间无线相位估计与同步则成为核心问题之一.本文建立分布式相位同步理论模型,通过对相位误差分析,提出一种循环往返式相位同步方式.相比于主-从相位同步方式...     

分布式相参雷达两种相参参数估计算法的性能比较

针对分布式相参雷达信号级融合的可行性问题,介绍相参融合原理,并以两节点分布式相参雷达为模型,仿真分析时延差与相位差的估计误差对SNR合成增益的影响,得到了相参性能良好条件下的参数估计精度要求。以此为依据,研究基于正交四相编码信号和OFDM-LFM信号的多种相参参数估计算法,仿真结果表明,在低目标回波信噪比下,峰值提取法优于互相关处理算法,多脉冲积累算法优于同算法下一维参数提取法,且各算法均受系统采样频率(时间测量精度)的影响,从而为多雷达间协同探测的模式选择提供了有利参考。     

对相参体制雷达的干扰有效利用系数分析

全相参雷达通过复杂的信号处理获得相当高的信噪比增益而提高抗干扰能力，是影响干扰功率到达雷达系统（终端）端内的主要障碍。文章建立了干扰有效利用模型，分析推导了对相参体制雷达干扰的干扰功率有效利用系数，从而给干扰全相参雷达干扰效果在功率因素上给出了一种新的度量方法。在讨论了干扰信号损失的基础上，对模型进行了修正。通过仿真分析了干扰功率有效利用系数与模型中主要参数的关系，并给出了结论。     

基于FPGA的数字稳定校正单元的实现

为了实现对非相干雷达的接收相参处理,基于数字稳定校正(DSU)的原理,采用ALTERA公司的StratixⅡ系列芯片和VHDL编程语言,设计了一种基于FPGA的DSU硬件实现方法。实验结果表明基于FPGA的DSU方法可以提高程序的执行效率和系统的实时性,可实现非相参雷达的相参化功能。     

一种毫米波非相参频率捷变跟踪本振的设计

非相参捷变频雷达在设计过程中通常面临捷变频发射后如何接收的问题,而采用数字频率测量的方法不但可以解 决该问题,而且能够得到较高的频率跟踪精度。本文介绍了这种频率跟踪方法的设计原理和设计内容。此种频率跟踪本 振采用数字频率跟踪方法,跟踪发射信号的频率,主要由毫米波频率变换电路、测频单元和控制单元等部分组成。采用 此种设计方法实现了毫米波非相参频率捷变跟踪本振产品的研制,并投入生产。此种技术还能广泛应用于其他频段的捷 变频雷达、电子对抗等领域。     

EAGLE高精度35GHz跟踪雷达

本文介绍了EAGLE(“鹰”)跟踪雷达系列和瑞典埃里克森雷达电子设备公司的研制思路。 EAGLE雷达是一种工作于35GH_2波段的全相参跟踪雷达。该雷达工作方式独特,在埃里克森公司取得专利的发射方案中,它将脉间频率捷变和MTI滤波相互结合起来。 EAGLE雷达以相参行波管发射机、用采样锁相回路(SPLL)产生频率和可编程信号处理等最新技术为基础。本文在粗略比较各种不同雷达波段后,介绍了EAGLE雷达及其特性和技术,还介绍了现场试验得到的测试结果。最后叙述了采用EAGLE雷达以高距离分辨率模式来进行NCTR(非协同目标识别)的可能性。     

基于随机变 T 的抗复合相干干扰方法的目标检测性能

现代干扰机能通过侦察识别雷达发射信号参数,并调制转发以实现对相参雷达的干扰。为有效对抗敌方侦察,针对上述方式,提出了随机变 T+2脉冲 MTI 再级联滑窗(非相参)检测的抗干扰方法。该方法较全相参工作时性能略有下降,但提升了雷达在复合相关干扰背景下的工作性能,仿真结果证明了该方法的有效性。