大气折射对雷达低仰角跟踪误差的影响分析

该文基于雷达测角原理和确定性电波传播模型,采用等效地球半径法考虑大气折射效应,建立仰角误差预测方法;计算不同大气折射环境下的仰角误差。研究结果证明:大气折射与多路径的综合效应中,折射环境的变化会对仰角误差造成很大影响,表明大气折射是低仰角跟踪时需要考虑的重要因素。     

射线跟踪技术用于分析波导环境下电波异常折射误差

海洋大气环境中电磁波传播受大气波导影响常呈现出复杂的折射特征,本文通过构建基于射线跟踪技术的电波传播轨迹微分计算方法,研究了电波受蒸发波导和表面波导环境影响所形成的电波折射误差(仰角和高度误差)的异常特性,并对雷达试验的实际测量数据的误差进行了分析验证。     

基于蒸发波导传播的雷达定位误差研究

大气参数满足一定条件(修正折射率梯度小于0)时会形成大气波导,利用大气波导可实现雷达的超视距探测。由于近海面易形成蒸发波导,利用蒸发波导实现雷达的超视距探测已成为目前舰船雷达最实用的方法之一。雷达电波射线在不均匀大气中传播时会产生折射误差,为提高舰船雷达的定位精度,必须研究雷达在蒸发波导中超视距探测时的大气折射误差。根据电波传播理论,利用电波射线描迹技术,建立了舰船雷达在蒸发波导中实现超视距探测时的大气折射误差模型。仿真实验表明,蒸发波导条件下雷达超视距探测目标时的大气折射误差较大,且计算时不能采用常规的折射误差计算方法。     

新信号处理技术下低角跟踪误差分析

多路径效应是近程反导武器系统中的跟踪雷达无法避免的问题。文中概述了多路径效应的数学模型和在多路径效应下传统雷达仰角角误差仿真算法，并分析了新信号处理技术下的雷达仰角角误差提取算法并在传统的数学模型基础上建立了新的数学模型。对两种角误差提取办法在理论上进行对比后，用MATLAB举例仿真了两种角误差提取办法对跟踪雷达低角跟踪仰角误差的影响，最后对仿真结果进行了分析比较，完善了雷达低角跟踪算术模型。     

表面波导对雷达低空探测误差影响的研究

电磁波在海洋大气环境中传播,受表面波导这种异常现象的影响常常呈现出复杂的折射特征,这对雷达定位的精确性具有重要影响,针对这一问题,文中建立了表面波导环境下电磁波传播真实轨迹的精确算法,利用仿真手段研究了表面波导对雷达低空探测(仰角<5°)误差的影响,仿真结果表明,表面波导环境下电磁波出现“陷获”传播时,射线的真实轨迹明显偏离视在轨迹,形成了雷达低空探测时极明显的异常高度误差和仰角误差。     

基于双向抛物方程模型的雷达低角跟踪误差分析

针对雷达跟踪低空目标受地理环境影响的仰角估计误差问题,提出了一种基于双向抛物方程(twoway parabolic equation, 2WPE)模型的低角跟踪误差分析方法.采用2WPE建立综合考虑复杂地理条件和雷达参数影响的多径效应模型,分析电波与环境的相互作用机理,计算获得环境传播因子,将其引入传统测角模型,使之具备复杂地理环境下的确定性仿真分析能力.仿真计算了平滑海面、起伏地形等典型环境下的低角跟踪误差,结果表明：雷达发射波束宽度、雷达信号频率及雷达站周围的地理环境都对仰角估计误差有着较大影响.本文提出的方法原理简单、易于实现,在雷达低角跟踪及其抗多径干扰领域具有广阔的应用前景.     

基于射线描迹法微分形式的大气折射误差修正方法研究

大气折射误差是影响各类无线电系统同步、跟踪、导航、定位精度的一个主要误差源。射线描迹法利用几何光学原理可以实现对该误差的精确修正。针对传统射线描迹法无法处理异常大气折射误差修正的问题,该文推导了射线描迹法的微分形式,并基于此提出适用于任意大气的折射误差修正方法。选取某地面测控站对目标的跟踪数据,验证了所提方法的可行性。此外,利用该方法对比分析了蒸发波导环境和标准大气环境对大气折射误差的影响。结果表明:完全陷获在蒸发波导内部的电波引入的大气折射误差是最显著的。所提方法为提高无线电系统在任意大气环境下的测量精度提供一种新的技术支持。     

俯视电波折射修正及其在俯视雷达信号接收中的应用

针对海洋上空大气折射环境影响下岸基俯视雷达信号的舰载机动接收有效方法进行了系统研究.根据实际需求,建立俯视雷达信号在海洋上空传播的物理模型,通过射线追踪法结合Hopfield折射率剖面模型,仿真计算获得了大气折射影响下的电波实际传播路径,并与Ray-VT射线追踪软件的计算结果进行比对,四种发射参数下的水平距离相对偏差分别为-0.002%、-0.041%、-0.029%、-0.007%,初步说明了电波传播路径仿真的准确性.经过仿真,发现海洋上空大气折射环境对岸基俯视雷达信号的舰载接收有很大影响,必须对接收位置和接收仰角加以修正.     

舰船雷达超视距探测中的定位方法研究

蒸发波导是海洋大气环境中出现概率最高的一种大气波导,当舰船雷达工作在蒸发波导环境下时,在一定的条件下雷达电波被陷获在蒸发波导内传播,如果采用雷达常用的定位方法就会产生很大的定位误差。根据电波传播理论和蒸发波导特征,基于射线追踪技术,提出了蒸发波导环境中舰船雷达电波传播路径的计算方法和雷达对目标的精确定位方法。仿真结果表明,满足蒸发波导传播条件情况下,舰船雷达采用常用方法对目标定位时在水平方向的误差较小,在垂直方向上的误差很大。采用蒸发波导环境下的舰船雷达定位方法可以实现在蒸发波导条件下对目标精确定位,从而提高舰船雷达的作用效果和精度。     

大气波导的形成及其对雷达探测的影响

电磁波在海洋大气条件下传播时可产生大气波导现象。文章分析大气波导的形成以及对电磁波传播的影响,分析大气折射的存在条件,电磁波在大气波导中传播所受到的制约,总结出大气波导对雷达探测的影响。     

低空镜像角闪烁的雷达极化效应分析

雷达探测低空目标时,镜像“目标”严重影响雷达检测与仰角测量性能。镜像“目标”对雷达仰角测量的影响一般用两点源角闪烁模型来描述,国内外已有很多文献对低空镜像角闪烁问题展开了研究,但未对雷达极化的重要影响给予足够关注。本文着重围绕雷达天线极化和目标极化散射矩阵对低空镜像角闪烁的影响效应,开展了理论推导与仿真分析,相关模型可为雷达低空镜像角闪烁抑制技术提供参考和依据。     

非高斯噪声下的滤波算法跟踪低空目标

雷达跟踪低空目标 ,由于多径效应的影响 ,在俯仰角测量上会近似周期地出现方差很大的尖峰误差 ,这时应用卡尔曼滤波算法会导致较大的跟踪误差。文中近似地建立了多径条件下观测噪声的非高斯模型 ,并应用非高斯噪声下的滤波算法跟踪低空目标 ,通过计算机仿真得到了满意的结果     

C^2算法在雷达低空目标俯仰角测量中的应用

由于多径信号的干扰，单脉冲比幅测角体制的雷达在对低空目标俯仰角测量时，会带来很大的误差。将传统的多目标分辨算法（C^2算法）应用于某相控阵雷达系统低空目标偏轴跟踪中俯仰角的测量，文中给出某次实际飞行试验中的测量结果，并对测量结果进行修正，表明该算法具有比较优良的抗多径干扰性能，验证了该算法在低空多径环境下目标俯仰角测量的有效性和可实施性。     

精测雷达低仰角测角误差规律的研究

对精测雷达低仰角测角误差规律进行研究,分析了精测雷达回波测量原理,并计算其天线差波束波瓣能量分布情况;研究雷达直射地物回波及地面遮挡对雷达跟踪目标的影响,并与传统多路径效应模型进行对比,得出传统多路径效应模型对雷达低仰角误差的影响并不是主要的;最后结合精测雷达对地物回波的实测数据得出雷达低仰角测角误差的真实变化规律。     

基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法

利用海上蒸发波导可以使舰载微波超视距雷达实现远距离低空目标探测,然而大气波导内的超折射和多径传播效应会产生不利于目标检测的雷达盲区。该文提出一种基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法,针对形成蒸发波导的海-气界面稳定层结、中性层结和不稳定层结3种情况,利用电波传播数值算法和雷达评估模型仿真分析了蒸发波导内特定区域不同目标函数时的雷达目标检测性能,给出了雷达天线高度优化结果。该文方法可以为微波超视距雷达系统设计、探测性能分析和大气环境自适应技术提供参考。     

基于加权直接数据域处理的米波雷达低空目标测高算法

首先分析了米波雷达的信号传播环境和回波数据模型。接着,提出了基于WD^3（加权直接数据域）处理的测角算法。同传统的极大似然和子空间类算法相比,本文的算法充分利用了次要数据进行预白化处理,提高了色噪声环境下参数估计的精度和算法的稳健性,另外,该算法只涉及实矩阵计算,很大程度地降低了计算复杂度。计算机仿真表明,本文的方法用于米波雷达测高时有较好的估计性能,计算量较低,特别是在低纬度目标和低信噪比情况下也适用。     

大气折射误差的残差模型

本文从定义出发,推导出目标在球面分层低层大气或电离层内仰角折射误差、距离左和相位应单脉冲雷达与三站雷达的距离变化率折射误差的残差模型。