相控阵炮位侦校雷达多目标跟踪能力的分析

具有笔形波束的相控阵雷达,以波束步进扫描方式实现空域监视.因此,搜索波束对空间弹丸目标的捕获概率是必需考虑的问题,对采用边搜索边跟踪的相控阵雷达,这个问题尤为重要.文章通过对雷达采用不同搜索扫描方式时,搜索波束在多个目标跟踪后的捕获概率的分析,综合出雷达在规定的监视范围内的发现能力和多目标跟踪能力.     

机载相控阵雷达TAS方式的实现

相控阵雷达具有灵活的波束指向、驻留时间、可控的空间功率及时间资源分配等特点,使相控阵雷达具有支持跟踪加搜索(TAS)的能力,即能同时完成搜索和对多个目标的精密跟踪。该文从任务调度机制和跟踪滤波两项关键技术论述了机载相控阵雷达TAS方式的算法。通过计算机仿真验证,表明这种方法能够使相控阵雷达具有很好的跟踪加搜索(TAS)能力。     

相控阵雷达抗饱和攻击波位时序动态编排算法

针对饱和攻击时相控阵雷达资源受限问题,提出一种在目指信息引导下基于目标探测概率计算的波位动态时序编排算法.该算法依据目指信息及边界约束条件对指示搜索区域进行划分,根据任务类型选择波位编排模型,对不同波位的目标发现概率进行计算.通过对雷达资源的预估计,以目标发现概率最大为准则确定各波位照射次数及时序,构造动态波位搜索时序模型.仿真结果表明,该算法有效降低了相控阵雷达资源需求,提高了饱和攻击情况下相控阵雷达的多目标检测跟踪能力.     

基于目标优先级的跟踪波束调度方法研究

针对协方差控制的策略不满足雷达跟踪目标的实时性要求,文中采用协方差和目标威胁度联合控制的方法来研究关于相控阵雷达波束调度的问题,建立相控阵雷达波束分配的最优化模型。该模型利用目标的运动状态信息,包括目标距离、目标径向速度、加速度和航向,利用层次分析法确定目标威胁度,然后与目标跟踪协方差相结合进一步确定目标优先级,实现目标动态的搜索加跟踪模式(TAS)的波束调度。将该算法与传统的顺序波束调度方法进行比较,仿真结果表明该算法具有较高的时间利用效率,同时也具有较好跟踪性能。     

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。     

舰载相控阵雷达的自适应波束扫描技术优化

为了提高舰载相控阵雷达的目标定位检测能力,提出一种基于二维波束域加权谱峰搜索的舰载相控阵雷达自适应波束扫描算法.采用均匀阵列构建舰载相控阵雷达相干分布源模型,以目标的方位及目标的扩展角为二维参量,建立点目标信号源的多亮点特征分布阵列,用点目标来模拟空间的分布式目标,采用自适应波束形成算法进行目标的方位、距离及DOA的联合参量估计,采用二维波束域加权谱峰搜索方法实现远场分布式目标的空间谱特征提取,根据谱峰的位置求出目标方位,实现对目标的自适应波束扫描,提高目标的定位检测能力.仿真结果表明,采用该方法进行舰载相控阵雷达的自适应波束扫描,对目标的定位准确率较高,检测性能较好,波束输出具有很好的旁瓣抑制能力,说明抗干扰能力较强.     

提高一维相控阵二次监视雷达高仰角目标测角精度的方法

一维相控阵天线波束指向随仰角变化会发生偏移,对高仰角目标的测角精度产生较大影响。本文提出了一种高仰角目标测角误差修正方法,该方法通过测量天线不同仰角真实的天线方向图,建立与仰角相关的天线波束指向数据,利用二次监视雷达C模式获得飞机相对雷达仰角,对高仰角目标的天线波束指向进行修正,提高了一维相控阵二次监视雷达高仰角目标的测角精度。     

IRST牵引机载预警雷达的探测效能评估与仿真

为定量分析和评估机载红外搜索跟踪系统（IRST）牵引探测模式对雷达探测效能的影响,以雷达探测效能概率作为评估指标,模拟IRST牵引雷达探测的过程,建立基于多波位搜索的牵引成功概率模型,确定满足一定牵引成功概率下的雷达搜索范围,并根据特定的目标特性推导雷达探测效能概率表达式。仿真结果表明,该模式利用红外的高精度角度信息进行牵引,极大缩小了雷达的搜索区域和搜索时间,加快雷达对目标的截获过程,并利用波束驻留时间的增加提高了雷达的发现概率,提升了雷达的探测效能。     

相控阵雷达多目标跟踪原理及数据关联算法研究

介绍了目标跟踪原理,并以多功能相控阵雷达为背景,研究了多目标跟踪数据关联过程.针对数据关联过程中量测起源的不确定性问题及概率数据关联算法(PDA)和联合概率数据关联算法(JPDA)的不足,给出了一种改进的概率数据关联算法(MPDA),该算法既不像PDA算法那样不考虑公共测量值对航迹的影响,也不像JPDA算法对所用的关联解进行搜索,而是重点分析了跟踪门交叠区域中的公共测量值对航迹更新的影响.蒙特卡罗仿真结果表明,该算法具有较小计算量及较好的实时跟踪性能,适于相控阵雷达的数据处理.     

相控阵雷达动平台波束稳定建模与仿真分析

本文通过对动平台上相控阵雷达的波束指向进行建模,分析动平台航向角、横摇角及纵摇角改变的对雷达波束指向的影响。利用姿态转换矩阵进行坐标变换,提出动平台下相控阵雷达波束指向稳定算法。通过蒙特卡洛仿真分析,验证了本文所提出的算法的有效性,稳定后的误差小于0.3°,满足实际使用需求。     

基于混合变量规划的雷达最优搜索方法

针对预警机所提供引导信息下相控阵雷达进行快速搜索,以3倍均方差法为依据来划分初始搜索空域并对其进行波位编排,根据先验信息得到目标在各个波位的出现概率.考虑到雷达对各个波位的照射顺序,以最小化目标平均发现时间为目的,建立基于混合变量规划的相控阵雷达搜索资源最优分配模型.使用拉格朗日乘子法对模型进行求解,可同时得到最优搜索...     

远程相控阵雷达搜索参数优化设计

相控阵雷达波束无惯性捷变的优势使得雷达能同时实现多任务。但在雷达资源总量一定的情况下,跟踪等任务对资源的争夺必然导致搜索资源减少,搜索性能降低。根据远程相控阵雷达的搜索方式,提出了以捕获时间为目标函数的搜索性能优化模型,给出了AFP、ADP和AFPADP三种搜索参数优化设计策略。在保证捕获时间最小的情况下,通过独立或同时调整搜索帧周期和单次检测概率来适应搜索资源的减少,实现搜索性能的最大化。通过仿真比较了三种策略的搜索性能,结果表明AFPADP能提供最优的性能。     

数字相控阵雷达步进频合成宽带宽角扫描研究

数字相控阵雷达宽带宽角扫描存在波束指向偏差和孔径渡越问题,导致信噪比降低,脉压主瓣展宽,距离分辨率下降.频率步进信号在各脉冲周期内都是窄带信号,是常用的合成宽带信号,可以在获得距离高分辨率的同时降低对雷达瞬时带度的要求,从而降低了对雷达系统的要求.将步进频合成宽带技术应用到数字相控阵雷达,采用子脉冲移频移相方法可以消除波束指向偏差和孔径渡越影响,实现数字相控阵雷达宽带宽角扫描.并通过仿真计算,给出一些对工程实现有用的结论.     

一种高概率信号检测方法

针对传统的单波束独立进行信号检测,目标回波能量不能充分利用的问题,应用雷达信号检测理论,以多波束电扫体制为例,并提出了相邻波束联合检测和相邻波位联合检测的方法。理论分析和工程应用表明,该方法在虚警概率不变的前提下可以有效地提高目标的发现概率,并可应用于所有相控阵和同时多波束雷达系统。     

基于Rao-Blackwellised粒子滤波的相控阵导引头指向误差斜率在线估计

针对相控阵导引头指向误差斜率对导弹制导系统带来的寄生回路振荡问题,该文提出一种指向误差斜率在线估计的算法,并能同步估计出目标状态。基于Rao-Blackwellised粒子滤波(RBPF),将指向误差斜率和目标状态同步估计问题分解为两个问题：一个是指向误差斜率的后验估计问题,另一个是以指向误差斜率估计为条件的目标状态估计问题。该文给出了算法的推导过程,并进行了数字仿真验证。仿真结果表明,该文所提算法对于相控阵导引头指向误差斜率的估计性能优良;并能同时准确估计出目标状态信息。采用此信息形成导引指令,可以消除指向误差斜率对制导系统的不利影响,提高系统的稳定性和制导精度。     

宽带相控阵天线延迟线分析

采用频率无关移相器的相控阵天线的波束指向会随频率发生变化,实时延迟线是提高宽带相控阵天线波束指向精度的重要方法。分析了子阵级采用延迟线,单元级使用移相器的宽带相控阵天线副辫特性,发现当工作频率改变时,由于阵列存在周期相位误差导致天线副瓣电平抬高。针对此问题,提出单元级精细延迟线方案,消除周期相位误差对天线副瓣的影响。仿真结果表明,这种方法在扩展相控阵天线带宽的同时,明显改善了天线的副瓣特性。     

端射阵机载雷达距离模糊非平稳杂波补偿方法

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲.由于端射阵通常呈前视放置,因而与传统前视侧射阵机载雷达一样,不可避免地要面临杂波的距离非平稳问题.本文基于端射阵机载雷达杂波谱特性,提出了一种距离模糊下端射阵近程杂波补偿新方法.该方法以最远可检测距离单元为参考单元并增加了动目标约束保护条件,克服了存在距离模糊时基于杂波谱配准（Registration-Based Compensation,RBC）原理的传统补偿方法存在的目标相消以及计算量大的问题;同时针对可能存在的目标约束失配问题,进一步提出了基于虚拟波束的扩展补偿方法.计算机仿真结果验证了本文方法的有效性.     

一维液晶全息编码相控阵天线设计与实现

针对小型极化相控阵雷达精确信号目标探测应用背景,为降低传统T/R相控阵天馈系统设计及调试复杂度,满足低功耗、低损耗、低成本制造、轻薄等应用需求,提出了一种液晶全息编码相控阵天线.主体采用小型化全息辐射单元、慢波结构、平行板波导馈电系统构成的一维全息电控扫描相控阵天线,利用成熟液晶面板制造工艺,通过控制全息辐射单元下方液晶分子的偏转状态调节天线谐振频点,组成全息编码相控阵天线.天线结构通过仿真优化确定,并在实物加工和测量基础上通过全息优化算法及电压灰度控制降低由耦合作用引入的副瓣性能恶化度,用梯度递减的搜索算法结合适当的目标函数优化算法实现方向图的最优控制.实测结果表明,该天线的波束扫描角度达到±49°,经过算法优化后,波束指向角准确度改善3°,旁瓣抑制电平改善1.7 dB.     

超分辨测角在海用相控阵雷达低角测量中的应用

低空目标的直达回波与多径反射回波相互耦合,使雷达测角误差显著增大,严重影响海用雷达对低空目标的探测性能。数字相控阵雷达可同时生成多个接收波束,利用超分辨测角技术提高测角精度。文中给出了超分辨测角技术在海用数字相控阵雷达中的一种工程应用方法,并将多信号分类、最大似然法两类超分辨测角技术与传统的高低波束测角技术进行了分析比较。仿真结果表明:超分辨类算法对海面低角目标的测角性能相比传统方法有很大提升,并且受阵面幅相误差影响不大,在海用数字相控阵雷达中有较好的工程应用前景。因此,本研究对工程实际中海用数字相控阵的低空目标探测技术有较大的参考价值。