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。     

基于差分预处理的米波雷达低仰角处理算法

由于多径信号的存在,使得米波雷达难以对低仰角目标进行高度测量,为此该文提出一种适用于多径情况下的波达方向估计方法。该方法通过差分处理,补偿了多径信号回波延迟的相位,使得接收回波中仅包含直达波信号,对差分后数据进行常规数字波束形成即可得到目标俯仰角。Monte-Carlo试验结果表明在进行低仰角测高过程中,该方法性能优于空间平滑和线性预测等方法。某米波雷达的实测数据验证了该方法的可行性与有效性。     

复杂阵地米波雷达低仰角测高算法研究

针对复杂阵地下的米波雷达低仰角测高问题,建立多径信号服从高斯分布源的阵列信号模型,提出一种基于多维交替投影的合成导向矢量最大似然算法。该方法将回波信号的相关矩阵,在各个模型参数中交替投影,该方法可以同时对直达波角度和多径信号分布源参数进行精确的估计,并可以有效地对低仰角低空目标进行高度测量。与现有的测高算法相比,该方法在复杂阵地下能有效进行目标高度估计。计算机仿真结果和实测数据处理结果证实了该算法的可行性。     

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.     

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。     

米波雷达低仰角测高的地形补偿方法

由于多径效应,米波雷达低仰角测高一般通过空间平滑去相干,或者由反射模型建立合成导向矢量,进而采用多信号分类、最大似然等仰角匹配算法来实现。但固定系数反射模型通常只能适用于平坦地形,在起伏地形条件下建立准确的变系数反射模型极困难。文中分析了目标位置变化过程中地面反射系数的变化情况,提出了一种通过检飞数据直接估算合成导向矢量的方法,以提高起伏地形条件下米波雷达低仰角测高算法的稳健性和精度。实验结果表明了所提方法的有效性,特别在目标距离较远时,使用所提方法得到的仰角精度明显优于传统方法。     

利用改进的Toeplitz化技术实现米波雷达低仰角测高

由于多径效应的存在,米波雷达低仰角测高时除了收到目标的直达波外,还会收到与直达波相干的地(海)面反射的多径信号。该文提出了两种利用改进的Toeplitz化技术实现米波雷达低仰角测高方法。第1种改进方法不但利用阵列接收数据协方差矩阵的每一行元素构造Toeplitz矩阵,还利用了与其对应每一列元素构造Toeplitz矩阵,然后对这两个矩阵求平均得到一个新的协方差矩阵,这一过程相当于前后向空间平滑的过程,提高了参数估计的精度。第2种改进算法是在第1种算法基础之上,重新构造一个Toeplitz矩阵,使其在信噪比最大约束条件下逼近平滑后协方差矩阵的信号子空间,这样可以最小程度的减小噪声的影响,提高了算法的稳健性。理论分析和计算机仿真都表明了新算法的优越性。     

米波雷达低仰角目标多径模型及其反演方法研究

现有的低仰角测高方法多采用镜面反射模型,将直达波与多径简化为两远场点源;然而实际中不规则反射面使多径回波波前畸变,远场点源模型难以完全描述多径信号。针对此模型失配问题,该文重点研究低仰角目标多径模型,首先分析经典多径模型,对反射系数和反射面高度进行参数反演;然后提出一种扰动多径模型,将反射面对多径回波的影响建模为扰动反射系数,并利用最大似然算法反演扰动反射系数。计算机仿真结果验证了参数反演方法的有效性;实测数据验证了复杂情形下所建模型的合理性和反演方法的有效性,提高了低仰角测高算法在实际阵地的适用性。     

雷达低仰角下复杂地形反射特性研究

影响雷达测高的一个关键因素便是仰角精度,因此,要提高低仰角雷达测角精度,就需要考虑由于地、海表面反射而产生的多径效应的影响。需要弄清产生多径效应的环境和条件,其中雷达参数和地面参数是很重要的条件。本文对不同频段的反射系数进行了仿真,研究了不同频段起伏度情况,以及在球面模型下,对目标高度和距离对反射系数的影响做了探索。     

雷达低角跟踪

由于多路径效应,雷达对处于低仰角范围内的目标不能稳定跟踪。分析了多路径带来的角误差,并对常用的几种减小多路径效应的方法进行了解析。     

一种基于空域滤波的米波雷达测高新方法

针对米波雷达波束宽、易受阵地反射多径影响的问题,提出一种基于空域滤波的米波雷达低仰角测高新方法。首先该方法形成指向偏离搜索仰角的空域滤波器,并在搜索仰角及对应的多径反射角处形成两个零陷以对消目标直达回波和多径反射回波。然后,对阵列信号进行滤波,通过滤波后信号能量最小值的角度信息估计目标仰角和高度。与传统的高分辨算法相比,该方法对平坦及粗糙反射面均具有适应性,具有低运算复杂度和高测量精度。最后,计算机仿真和实测数据的处理结果验证了该算法可行有效。     

米波雷达的低角测高分析

雷达在测高过程中受多径效应的影响,而在低仰角情况下测高精度受其影响更大。对这些问题进行了研究,建立了地面反射模型,分析了米波三坐标雷达的测高性能,对其改进测高精度的方法做了一些有益的探索。     

飞行高度对雷达对海性能影响性分析评估

回顾了点目标和面杂波的经典雷达方程和接收机噪声基本原理,介绍了三种经典海杂波单位面积反向散射率经验模型。使用经验模型分析了不同飞行高度、特定海情条件海杂波分布特性。使用实际试飞数据印证了实录机载海杂波与经验模型的趋势一致性。结合海杂波背景中目标检测的特点,提出了一种快速评估飞行高度对海杂波背景下目标检测的影响性分析评估方法。最终给出了机载海面监视雷达使用高度的选择建议。     

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%。     

双频雷达测高技术研究

该文针对双频雷达的测高问题,研究了基于相位干涉原理的双频雷达测高方法。文中给出了相位干涉测角的基本原理,并针对该方法在双频雷达测高应用中存在的相位模糊问题进行了分析,在此基础上,给出了基于中国余数定理的双波段相位差解模糊处理方法,解决了双频雷达相位干涉测高法的相位模糊问题。最后对双频雷达相位干涉测高法的测高精度进行了分析。仿真分析,验证了算法的可行性。     

平面阵列米波雷达超分辨测高技术研究

针对形状不规则的平面阵列米波雷达由于各行天线阵元数不同引起较大的测高误差,提出一种增加导向矢量系数的改进最大似然超分辨测高方法,进而推广到所有的平面阵列米波雷达。该方法首先对各行天线接收的目标回波信号进行行合成,然后基于各行不同的天线阵元数来构造各行天线的幅度归一化导向矢量系数,并重新构建阵列导向矢量,最后使用最大似然超分辨算法进行测高处理。并通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

基于射线追踪的米波雷达低角测高

由于实际地形条件很复杂,难以准确建立雷达信号多径传播模型,从而影响了米波雷达低角测高的性能。文中提出采用射线追踪法来改进雷达反射信号多径模型,使其更接近于电波真实传播路径,以期达到提高超分辨测高算法地形适应性的目的。仿真和不同地形条件下的试验结果表明：基于改进后的多径反射模型的超分辨算法在解决地形适应性问题上卓有成效。     

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。     

波束域最大似然测高方法

针对雷达在低仰角搜索和跟踪目标时波束打地、受阵地反射多径影响严重的问题,提出了波束域最大似然雷达低仰角测高方法。该方法首先形成俯仰多波束覆盖目标,然后使用最大似然算法对多波束的目标数据进行处理,通过空间谱能量最大化的角度信息估计目标仰角和高度。与传统的和差波束及多波束比幅测角方法相比,该方法受多径影响小,具有较高的角度分辨率和高测量精度。计算机仿真和实测数据的处理结果验证了该算法可行有效。