可折叠宽带米波双极化相控阵天线设计北大核心CSCD

米波雷达,尤其是高机动米波双极化雷达,在地面防空系统中担任着重要角色。由于工作频率低、波长长,致使米波雷达天线阵列结构尺寸庞大笨重。兼顾实现良好的多功能电性能以及轻便、高机动性的阵列结构致使天线设计面临很大困难和挑战。为了解决天线阵面大工作口径与小运输口径需求之间的矛盾,文中以实现高机动天线阵列为目标,针对天线选型和可折叠结构设计展开了具体论述,提出并设计一种新型可折叠结构的宽带米波双极化相控阵天线单元,该设计方案切实可行,经过实物验证,具备良好电扫性能和高机动性结构特性,为大口径高机动米波双极化雷达的工程化设计奠定了技术基础。     

岸基米波雷达对海上舰船目标探测性能分析

目前工程设计中雷达低空性能分析使用的VCCALC软件建立的模型假设目标是点目标,没有考虑"过渡距离效应",并不适合岸基米波雷达对海低空性能的探测。本文结合实际建立计算模型,分析米波雷达对低空舰船目标探测能力与雷达架高、目标高度等参数之间的关系,并对在不同架设高度下岸基雷达系统对典型海上舰船目标探测能力进行了仿真。     

探索机电联合仿真优化在米波雷达天线设计中的应用

米波雷达拥有反隐身、抵抗反辐射导弹的特长,其工作频率低,波长长,天线尺寸比较大。文中针对数字阵列米波八木天线的阵面稀疏庞大结构特点,探索机电联合仿真优化来解决米波雷达天线研制中的困难。通过天线参数优化、天线口径优化和天线精度优化等机电联合仿真优化,研究出新构型的八木天线,提高天线单元布置密度,降低雷达天线体积和质量,即能使雷达机动快速架设,又能确保天线的指向精度,满足雷达的性能指标。     

基于波瓣分裂的米波雷达低仰角测高方法及其应用

针对米波雷达的波束较宽、由于地面反射引起波瓣分裂,通常只能估高而不能测高这一难题,提出一种基于分裂波瓣的米波雷达低仰角测高方法——比相比幅法.该方法采用多个不同高度的测高天线,由于不同高度天线的分裂波瓣有一定的相位关系,利用该相位关系确定目标所在仰角区间;利用不同天线接收信号幅度进行比幅处理提取归一化误差信号;再查表得到目标的高度.分析地面起伏对测高精度的影响;推导不同阵地情况下的比幅误差曲线.将该方法应用于某型雷达,在我国首次成功地进行了米波雷达测高.试验结果表明该方法是行之有效的.     

舰载微波超视距雷达天线架设高度研究

针对X波段舰载微波超视距雷达,研究了蒸发波导条件下雷达天线架设高度对其探测距离的影响.利用抛物方程模型建立了评估模型,通过仿真分析了天线架高对电磁波传播损耗及雷达作用距离的影响,研究结果表明,不同的层结条件下,虽然天线架高对电磁波传播损耗的影响不相同,但对雷达探测距离的影响却具有一般规律,即波导高度较低时,雷达作用距离随天线架高的增加而增大;当波导高度较高时,雷达探测距离随大线架高的增加先增大后减小.最后针对X波段海上雷达系统天线的架设高度给出了建议.     

收发多通道的频率分集米波雷达测高技术

测高是米波雷达的难题。文章提出采用三种独立收发通道，不同频率，不同天线架高的频率分集技术，用同一频率因地面反射产生波瓣分裂照射目标后的回波之间比相。不同频率回波之间比幅，查表得出目标的高度。采用该技术后雷达测高精度、抗干扰、消除盲区效果将会更好。     

基于实数遗传算法的米波雷达方位超分辨研究

超分辨谱估计技术可以在不增大天线口径的情况下提高米波雷达的方位角分辨力.利用实数遗传算法实现了波达方向(DOA)估计的参数模型拟合类超分辨方法,并利用计算机仿真和米波雷达的实测数据进行了算法性能分析,分析结果表明利用实数遗传算法的全局寻优能力可以改进米波雷达方位超分辨方法的性能.     

多径效应对米波天线方向图影响分析

米波雷达在对抗现代隐身技术和ARM威胁等方面有其特有的优势,但多径效应使米波天线方向图发生畸变,严重影响其探测性能.针对多径效应对米波天线方向图性能影响进行了详细分析,给出了计算模型及仿真实例.最后,提出了改善多径影响的一些方法和途径.     

米波雷达天线场强分布测量与故障检测

介绍了一种适合于阵列式米波雷达天线及其馈线网络的故障检测方法.利用雷达近场场强测量技术和计算机故障分析软件对各种米波雷达天线实施不解体、无损伤、快速故障探测.检测仪通过测量各有源振子处的磁场场强获得整个雷达口径面近场电抗区场强分布,根据场强分布的特点,测量参数相对于标准参数的变化率和各测量点参数之间随天线的路、场特性产生的相互关联性判别故障.     

如何提高米波雷达的方位精度

分析了米波波段背靠背双天线雷达实测原始点迹数据,列出了不同情况下目标点迹参数的分布,对比了中心法、峰值法、幅度加权法三种方法获得的目标方位数据的分布与特性。比较表明：对米波雷达而言,采用幅度加权方法获取目标方位,其精度较高。     

基于虚拟平面的米波组网雷达测高算法

随着反隐身技术的发展,米波雷达凭借其反隐身、反辐射导弹方面的天然优势,再度进入科学界的视野。但米波雷达在探测低仰角目标过程中受多路径效应影响严重,导致测高结果易出现较大偏差,无法满足实际需要。而组网雷达数据融合技术的发展为此问题找到了一个解决办法。该文采用组网雷达数据融合技术,仅利用米波雷达测得的距离和方位信息实现了目标的3维定位,从而解决米波雷达测高困难的问题。考虑地球曲率的影响。该文所提出的米波组网雷达测高算法利用大地坐标变换、坐标系变换和数据变换,把各雷达数据统一到一个合理的工作平台,即虚拟平面上,在该平面上对目标进行测高计算。对极小误差法加以改进,采用分辨率不高,但数据稳定性好的方位角信息确定算法的搜索范围;应用分辨率较高的目标距离信息来获取最终的目标经度、纬度、海拔高度估值。由于地面强反射的原因,目标的距离估值有些时候是不准确的,该文设立了置信度判决准则以验证定位的有效性。通过仿真验证,该算法具有较好的测高精度,可作为组网雷达行之有效的测高方法。     

基于稀疏阵列的米波TR MIMO雷达低空目标测高方法

基于时间反转（Time Reversal, TR）技术的米波多输入多输出（Multiple Input Multiple Output, MIMO）雷达能够有效利用反射波能量,较大地提升信噪比,但由于多径效应的存在,其采用均匀线阵信号模型时仍面临超低空目标测高精度下降以及测高误差随俯仰角变化起伏剧烈的问题。本文以降低多径效应的影响为目的,从阵列结构和算法实现两个方面出发,将稀疏阵列应用于米波TR MIMO雷达的低空目标测高。首先,本文建立了基于稀疏阵列的单基地米波TR MIMO雷达镜面反射信号模型,然后结合广义多重信号分类算法和最大似然算法,提出了适用于该模型的低空目标测高方法。最后,仿真实验表明,本文所提出的基于稀疏阵列的米波TR MIMO雷达低空目标测高方法具有更显著的结构优越性和更优的低空目标测高性能。     

超分辨测高的试验研究

多径信号的存在,使得米波雷达在低仰角的测高成为难题。随着空间谱估计技术的发展,人们尝试采用阵列超分辨方法实现米波雷达的仰角维方向估计。简要介绍了常规测高法的局限性和角度超分辨实现测高的基本原理,以及在米波雷达中开展的测高试验情况,给出了若干淡水反射面条件下的外场试验数据。对多批目标的试验统计结果表明:在快拍数只有一个、单个阵元平均信噪比达到8dB以上时,采用空间平滑+最大似然超分辨处理法即可有效分离相干信号源、减小米波雷达在低仰角的测高误差。     

基于块正交匹配追踪预处理的米波多输入多输出雷达测高方法研究

米波雷达具有很好的反隐身性能。多输入多输出(MIMO)雷达的波形分集具有高自由度特点,使MIMO雷达在检测和参数估计等方面具有更多优势,故米波MIMO雷达受到广泛研究。而测高是米波MIMO雷达最重要的问题之一。针对米波MIMO雷达测高问题,最大似然和广义多重信号分类方法是米波MIMO阵列雷达测高方法行之有效的算法,但其计算量大,工程中难以接受。该文提出一种基于块正交匹配追踪(BOMP)预处理的方法来降低计算量。首先对MIMO阵列接收数据稀疏化处理,然后通过数学操作将其变形至适合于BOMP算法的信号模型,然后利用粗栅格得到角度粗估计。并以此为初始值中心,取MIMO雷达波束宽度作为搜索范围。仿真结果表明该算法能有效降低搜索类测高算法的计算量。      

米波雷达最大似然超分辨测高技术研究

米波雷达垂直面波束比较宽,直达波与多径相干叠加导致垂直面波瓣分裂,波束比幅或DBF(数字波束形成)搜索的方法无法进行测高。介绍了最大似然算法原理,分析了米波雷达反射场的几何模型,提出了与阵列几何模型匹配的最大似然阵列超分辨测高方法,给出了算法的具体实现步骤,有效解决了米波雷达低仰角测高问题。针对试验米波雷达系统采集的实际回波,给出了DBF搜索、传统最大似然及该文算法的处理结果,试验结果也表明了该方法的优良测高性能。     

米波雷达抗通信干扰分析与实现

米波雷达在其工作带宽内,存在大量的通信干扰,如何有效地抑制这些干扰,使雷达在复杂电磁环境下正常检测目标,是设计米波雷达时需要考虑的一项重要内容。文中分析了通信干扰的特性,介绍了基于频域和空域抗干扰的方法,并给出了仿真分析,仿真结果表明该方法是有效、可行的。     

米波雷达对海面目标探测性能分析及验证

一般认为,岸基米波雷达由于受到海面多径反射的影响,波束上翘,难以进行海面目标的探测,关于米波雷达对海面目标探测性能的分析和论述较少。通过对电磁波在传播中经海面反射和沿海面绕射情况的分析,同时在海面反射和绕射之间进行合适的插值运算,给出了岸基米波雷达对海面目标的探测性能的分析和估算,并在某装备的研制中,进行了舰船目标的实际航行试验验证,试验结果与分析基本一致。对米波雷达的论证设计等具有借鉴意义。     

米波谐振雷达反隐身技术研究

随着隐身技术的不断发展,对空中机动目标的探测变得越来越困难。米波谐振雷达具备超低空探测目标和低仰角测高的能力,利用目标谐振区的特性,可使目标RCS比通常情况提高10～20dB,同时又具有探测距离远、不易被反辐射导弹攻击的优点。在分析常见隐身技术的基础上,利用时域有限差分法（FDTD）计算了金属球体的RCS,从理论上得出了利用谐振效应可以使目标RCS显著增加的结论,并结合主要隐身手段,分析了米波谐振雷达的特点及反隐身的原理,最后对其关键技术进行了初步研究。     

新型米波三坐标雷达自适应波束形成性能分析

稀布阵综合脉冲孔径雷达（SIAR）是一种新型米波分布阵体制雷达,采用稀布阵列天线,通过各个阵元全向发射正交编码频率信号以使各向同性照射,在接收端通过DBF和发射脉冲综合形成接收和发射波束。本文采用正交化自适应波束形成算法对米波三坐标雷达的抗干扰性能做了仿真,取得了良好的干扰抑制效果,有着较小的运算量,具有工程实用价值。     

基于RELAX预处理的米波雷达低角测高

米波雷达低角测高受到地面或海面多径反射的影响,测量精度很低。由于目标镜向反射波与直达波的多普勒频差很小,而其他非镜像多径反射波与直达波频差较大,因此可以利用RELAX算法逐一剔除多径反射波,而保留了对测高有利的镜像反射波。文中提出了基于RELAX算法消除多径反射波的匹配阵波束形成米波雷达测高新方法。对实测数据的测高结果表明,该方法的测量误差低于5%。