极化相控阵雷达技术研究综述

具有极化测量能力的相控阵雷达是世界强国用于导弹防御、空间监视等战略领域的尖端精密雷达,是军用雷达技术竞争的战略制高点.近年来,在精确制导、微波遥感和气象观测等领域也越来越多地出现了极化相控阵雷达,部分雷达系统已成为行业标杆.该文梳理了极化相控阵雷达在各领域的发展历程和系统研制情况,综述了极化测量误差校正、天线方向图重构...     

极化切换相控阵雷达主瓣抗干扰优化方法

文中介绍一种应用于极化切换相控阵雷达的抗主瓣干扰优化方法。极化切换雷达可以通过极化对消技术实现主瓣抗干扰能力。相较于传统双极化雷达,极化切换雷达电路系统设计更简单,成本更低。文中讨论了具有正交极化切换雷达的主瓣抗干扰优化方法,比如垂直极化和水平极化切换。根据干扰信号的极化特征,调整阵面不同极化区域比例,实现最佳的极化抗干扰能力。文中对三种不同比例的极化切换方法进行讨论,并对比了优缺点。均分方法最简单,成本较低,但抗干扰性能最差;最优化方法成本可控,但需要对干扰信号极化进行测量;部分双极化方法成本较高。     

全极化相控阵雷达波束扫描对目标观测极化散射矩阵的影响

全极化相控阵雷达天线的极化特性随着波束扫描角度的变化而改变,将给目标极化散射矩阵测量带来两方面的问题:一方面,天线的极化基定义在垂直电磁波传播方向的横截面内,使不同波束指向角度下的雷达观测极化基各不相同,从而导致不同波束指向下对固定姿态目标观测得到的极化散射矩阵不同;另一方面,天线的交叉极化会随着波束扫描角度增大而增大,导致相控阵雷达观测的目标极化散射矩阵元素之间会相互串扰。该文重点分析上述两个方面对目标观测极化散射矩阵的影响,以建立更精确的观测方程,为相控阵雷达极化精密测量提供数学依据。      

一种弹载相控阵雷达及其极化滤波方法

提出了一种弹载极化相控阵制导雷达及其极化滤波方法.该雷达发射单极化线性调频脉冲压缩信号,以提高其低截获概率性能;采用正交极化通道同时接收回波信号,获取雷达回波的全极化信息;对脉冲压缩后的高距离分辨信号,利用瞬态极化估值、极化变换和极化矢量滤波运算级联的方法,实现对干扰的有效抑制.该方法的优点在于它可以抑制与目标处于同一个距离单元和角度单元的干扰信号,解决对单脉冲雷达角欺骗干扰的抑制难题.理论分析和仿真结果表明了该极化滤波抗干扰方法的有效性,研究结果对实际雷达系统的研制具有指导意义.     

极化信息在雷达目标检测中的得益分析

极化是电磁波的基本属性之一,目标在反射电磁波的同时会改变电磁波的极化状态,其变极化效应蕴含了目标的特征信息,充分利用极化信息可以有效提高雷达系统的反杂波、反隐身、目标识别和抗干扰性能。文中针对雷达单极化、双极化和全极化测量体制,从目标的散射结构出发分析了极化信息对雷达目标检测信噪比的改善程度,为雷达极化方式和极化测量体制的选择、极化检测算法的优化设计等应用提供了有益参考和理论指导。     

MIMO雷达与相控阵雷达的多脉冲检测性能比较

MIMO雷达是近几年发展起来的一种新体制雷达,由于同时采用了空间分集与信号分集技术,它表现出了许多不同于传统雷达的特性。该文着重研究了MIMO雷达与传统相控阵雷达多脉冲条件下的检测性能,建立了两种体制雷达多脉冲条件下的目标检测模型,理论给出了两种体制雷达对时间上服从快、慢起伏目标的检测门限和检测概率表达式,同时通过对两种目标模型下MIMO雷达和相控阵雷达的多脉冲理论检测性能的对比分析。     

相控阵雷达述评

本文就相控阵雷达的功能、体制、频段以及技术发展等关联问题进行评述。作者结合30多年相控阵雷达的发展历史分几个专题进行讨论。举出一些实际例子只是为了说明问题,而不是简单地罗列产品。     

基于极化阵列雷达的信号模型及目标检测性能分析

极化阵列雷达可以对电磁波的极化信息进行提取和利用,从而提高目标检测、目标识别等能力。基于多种不同类型的极化阵列雷达系统,针对目标检测性能进行了分析。首先,建立了极化阵列雷达的统一信号模型。然后,对比了单一极化相控阵雷达、全极化阵列雷达和子阵交叉极化雷达的回波信号,并分析了各种阵列在不同信噪比下的目标检测性能;最后,结合仿真试验,总结了不同类型极化阵列雷达的特点。     

极化阵列雷达单脉冲测角方法研究

极化阵列雷达兼具阵列雷达的优势和极化信息处理能力,是当前先进体制雷达研究的热点。研究了极化阵列雷达单脉冲测角的问题。在明确雷达采用的天线结构的基础上,建立了极化阵列雷达接收信号模型,提出了基于极化并联的单脉冲测角方法,分析了该方法测角性能,给出了测角性能与SNR及回波极化角的关系。通过仿真验证了方法的有效性,研究表明:极化阵列雷达单脉冲测角性能优于任意单(同)极化阵列雷达,且测角性能与回波极化状态无关。     

基于TLS的相控阵雷达目标角度截获方法

本文提出了一种在相控阵雷达中利用总体最小二乘(TLS)估计进行目标角度截获,提取目标角度信息的方法.该方法不仅考虑了线性模型中观测向量的噪声扰动,而且考虑了数据矩阵中的噪声扰动,采用TLS估计的角度截获方法可以使包括观测向量误差和数据矩阵误差在内的误差矩阵达到Frobenius范数的最小值.     

雷达极化信息处理的启发式研讨教学案例研究

雷达极化信息处理和应用涉及了电磁波辐射、传播、散射、接收与处理等与雷达探测相关的全过程,以及目标散射、目标检测、目标识别等多个领域。为便于学生深刻理解知识点的物理内涵并掌握当前最新研究进展,我们开展了启发式研讨教学案例的探索与实践。启发式研讨教学案例主要包括基础知识讲解、研究进展研讨和实测数据处理三个层面。采用启发式研讨教学方式,能够充分调动学生学习热情,提升动手实践能力,并最终增强对课程内容的理解掌握和融会贯通。     

全极化共形相控阵技术的发展和挑战

全极化共形相控阵雷达新技术融合了雷达极化技术和共形阵列技术的优势,不仅能够显著提高雷达获取信息的维度和精度,扩大空域覆盖范围,还能够有效增加口径面积、解决载体本身气/ 隐身一体化外形设计的难题,是未来多功能相控阵雷达测量信息精细化、智能化不可或缺的技术手段。文中明确了全极化共形相控阵的概念、优势和应用前景,指出了亟需发展的三个关键技术,提出了全极化共形相控阵目前尚存的技术难点,值得引起雷达设计和研发部门的重视。     

距离扩展目标极化检测的比较研究

针对非起伏目标和瑞利起伏目标的单脉冲检测问题,建立了距离扩展目标的极化检测模型,导出了相应的极化检测器及其检测性能的解析表达式。在此基础上研究了雷达带宽、目标回波极化和目标径向尺度估计误差对检测性能的影响,并将本文的检测算法与二进制积累极化检测算法进行了比较研究。主要结论有:在特定的信噪比条件下,存在最佳带宽使得瑞利目标检测概率最大;窄带条件下确定极化和随机极化目标的检测性能差异较为显著,大带宽条件下二者检测性能相差约13dB;相对于过高估计目标径向尺度的情况,瑞利目标检测性能对目标径向尺度的过低估计更为敏感;二进制积累检测性能一般不及径向积累检测,但其性能差异较小。