军用雷达技术在现代战争中的应用

军用雷达是用于军事目标的雷达,是一种利用电磁波探测目标的军事设备,它通过发射电磁信号并接收从目标反射回来的信号测量目标的位置参数、运动参数并提取目标的有关技术。随着雷达技术应用广泛性的提高,对雷达在军事上发挥作用的要求进一步提高,对雷达采取的抑制手段越来越复杂,可以预测将来的雷达除应满足一般要求外,还应进一步满足更多方面的需求和应用。     

通道不平衡和天线串扰对瞬态极化测量的影响

雷达目标的极化散射矩阵包含了目标的结构、材料和形状等特征信息,在目标识别、分类以及抗干扰等领域 可发挥重要作用。准确获取目标的极化回波信息是进一步利用极化特征进行目标识别分类的前提。本文依据瞬时极化 测量体制,针对实际的双通道瞬时极化雷达系统,推导了包含通道不平衡和天线串扰等系统误差的数学模型。通过仿 真分析,获得了通道不平衡和天线串扰对提取目标极化散射矩阵的影响,为瞬时极化雷达系统设计和系统校准工作提 供依据。     

点目标无源极化校准研究进展

极化校准是雷达目标极化散射特性正确获取的前提和基础。针对极化雷达系统,介绍了极化校准的概念及分类,概括了极化校准技术的发展史,对国内外研究机构在该领域主要的研究成果进行了归纳;分析了后向极化散射矩阵测量的误差模型,归纳了几种典型的点目标极化校准算法,分别介绍了各种极化校准算法所需的定标体和限制条件,列出各种典型算法的优缺点,通过仿真实验对比分析了几种典型点目标极化校准算法分别在低、中、高极化隔离度时极化校准的性能;指出了点目标极化校准技术今后的研究方向。点目标无源校准技术可以广泛应用于现有地基极化雷达装备和极化合成孔径雷达等的校准,对点目标无源校准技术的研究具有重要的理论和实际应用价值。     

基于全极化的相参雷达迁飞昆虫观测

昆虫雷达是迁飞昆虫监测的重要工具。传统昆虫雷达是非相参体制,距离分辨率低,采用旋转极化方式,测量效率低。本文介绍了一种基于全极化的相参雷达系统,该系统工作在Ku频段,采用同时全极化体制,可同时测量目标HH、HV、VH、VV极化回波,采用调频步进频波形,合成信号带宽800MHz,距离分辨率高达0.2m。雷达采用单目标校准技术,利用金属球和倾斜的金属丝作为定标体进行极化校准;采用基于散射矩阵的昆虫朝向提取方法,从昆虫主特征值向量中提取朝向;采用基于相位调制的振翅频率提取方法,通过对目标振翅回波的相位进行傅里叶分析提取昆虫振翅频率。通过外场实验,验证了雷达极化校准的有效性以及测量昆虫朝向和振翅频率的能力。      

应用时频分析进行高频雷达射频干扰抑制

射频干扰是困扰高频雷达工作的难题之一.本文基于雷达基带采样信号中射频干扰和有用目标信号的时频分布的差异,提出了一种新的射频干扰抑制方法.将该方法应用于高频地波雷达的回波信号处理中,能有效地抑制射频干扰却不损失目标信号,从而使回波距离-多普勒谱的质量得到改善,大大提高了系统的抗干扰能力.该方法也可视为自动实时选频系统的一种软实现.     

自注意双路径RNN用于汽车雷达干扰抑制

雷达是自动驾驶的重要组成部分,通过雷达的发射和接收信号我们可以估计目标距离和速度。随着雷达的广泛使用,不同车辆安装的雷达之间会产生相互干扰,导致本底噪声升高,严重影响目标的可检测性。近年来研究者们开始用深度学习方法来抑制雷达干扰,目前常用的方法大多是基于频域或时频域,但基于深度学习的语音分离方向的研究已证明基于时域的方法相对于其他方法的优越性。然而传统的循环神经网络（Recurrent Neural Network,RNN）对长序列信号建模十分困难,因此本文使用了自注意双路径循环神经网络(Dual-Path Recurrent Neural Network with Self Attention, DPRNN-SelfAttention),用于在深层结构中对长序列进行建模。DPRNN-SelfAttention将长序列输入拆分为更小的块,并迭代地应用块内和块间操作处理整个序列的信息,其中输入长度与每次操作中原始序列长度的平方根成正比。实验结果表明,本文方法可以抑制多个干扰,并能估计抑制干扰后的目标幅度和相位。     

一种基于WiFi信号的运动目标无源雷达成像方法

近些年无线局域网快速发展,覆盖范围增加,该文研究基于WiFi (Wireless Fidelity)信号的运动目标成像,扩展无源雷达的应用。首先探讨分析WiFi信号模糊函数特性,结果表明其具有良好的距离分辨率,可以用作无源雷达的外辐射源。然后采用分布式孔径,借助广义似然比估计理论进行成像,重建运动目标在2维空间的分布与速度,并分析了成像分辨率。仿真结果验证了给出的基于WiFi信号的无源雷达运动目标成像方法的有效性。      

弹道目标极化相关性分析

弹道目标的极化特性在弹道目标识别中呈现出极大的应用潜力。针对弹道目标的极化特性,着重分析弹道目标的极化相关性。基于一种弹道目标动态全极化回波仿真方法得到典型战情下的雷达回波,然后重点分析四类弹头目标的极化相关特性,得到了一组对雷达工程实践有意义的结论,对于弹道目标识别中分时极化测量雷达的数据率设置具有一定的工程参考价值。     

极化域空域联合匹配波束形成技术研究

针对普通相控阵雷达可能因存在天线极化失配而导致对接收信号的损失问题,提出采用极化阵列天线体制的办法。研究了完全极化情况下极化阵列雷达的波束形成技术。提出了极化域-空域联合匹配滤波方法,推导了极化阵列波束形成的具体解析表达式,并与普通相控阵雷达进行比较,得到了极化阵列雷达具备更强的稳健性:极化阵列雷达不仅能控制波束的指向,而且,还能调整极化与接收信号在极化域空域上联合匹配,增强目标信号,提高信噪比。例分析和仿真结果验证了理论模型正确性。     

基于极化起伏度的微弱信号检测

本文研究了窄带极化雷达的微弱目标检测问题。首先给出了随机极化波的瞬态极化投影序列(IPPS)相对于任一期望信号的极化起伏度的概念,导出了极化起伏度的统计特性。在此基础上,利用目标散射信号和接收机噪声的IPPS 特性之问的差异,基于极化积累的思想提出了一种基于极化起伏度的微弱目标检测算法,通过合理选择脉冲宽度和接收带宽等参数,可以极大地改善雷达系统的检测性能。对于反隐身、预警和空间探测等应用领域有着重要的指导意义。     

雷达目标极化散射特征提取的研究进展

极化雷达可以直接测量出雷达目标的2×2散射矩阵信息，与传统雷达相比，极化雷达的突出优点在于测量数据包含的信息量远大于传统雷达，因而在很多领域都获得了重要应用.本文将对目标极化散射特征提取的发展概况进行综述，包括基于矩阵分解的目标特征参数提取以及直接提取目标极化散射特征的方法等，并对其中存在的问题进行评论，对未来的发展进行展望.     

微机程控通用雷达目标模拟器

雷达目标模拟器是一种用来产生模拟的目标回波信号的装置,在雷达设备的研究、维护和使用等领域广泛的用途。本文介绍一种通用雷达目标模拟器,这种目标模拟器由微机进行控制,可以用程序设定信号的特性,从而可以产生具有复杂特性的目标回波信号,例如具有多个运动目标、有一定的杂波背景等等。而且,这种目标模拟器可以与不同型号雷达的方位和定时脉冲实现同步, 生相应的雷达回波信号,因而具有广泛的用途。     

Faraday效应对空间目标探测雷达的影响

分析了电离层Faraday旋转效应对空间目标探测雷达的影响。从磁离子理论出发,结合电离层模型和地球磁场模型,使用了一种快速的Faraday旋转角计算模型,并与传统使用的经验计算方法进行了比较,表明该方法普适性强,更适用于中国地区。针对当前国际上典型的空间目标探测雷达工作频段,选取我国海口（低纬地区）和长春（中纬地区）为代表,分别计算了太阳活动极大年和极小年间的Faraday旋转角,给出了仿真结果并进行分析,表明Faraday旋转效应给线极化方式雷达带来明显的回波能量损失。在进行雷达设计时,需要将该效应与雷达系统性能综合考虑,采用合适的天线极化方式。     

Ultrawideband radars: Features and capabilities

Features of ultrawideband (UWB) radars, which radiate signals whose spatial duration is substantially smaller than the antenna dimensions and/or the longitudinal dimension of the illuminated target, are analyzed. It is shown that, during the radar observation of the target, this signal changes its shape several times and enters the radar receiver as an unknown signal. In many cases, this circumstance prohibits application of the traditional theory for the design of UWB radars. Methods for calculating the characteristics of UWB radars on the basis of the energy approach are proposed. Examples of engineering and circuit designs of several UWB radars are presented. Possible lines of development of the technology and technique of such radars are considered.     

基于双极化融合的外辐射源雷达实验分析

雷达极化学揭示了电磁波与目标相互作用的变极化效应,充分挖掘和利用目标极化信息,对提高雷达探测性能具有重要意义。文中对在外辐射源雷达(PBR)探测中利用双极化特征提高探测性能进行了研究。首先,对目标和城区杂波的PBR双极化特性分别进行了仿真计算与实测分析,得到了其交叉极化分量与共极化分量之间的大小关系,为PBR中双极化技术应用提供了基础;然后,根据无源相干定位技术推导了PBR 探测公式,揭示了其与目标双站距离、极化散射特性、多普勒频率之间的关系;最后,根据实验结果具体分析了双极化技术对PBR探测性能改善情况。研究表明,由于双极化探测更充分、有效地利用了目标自身极化散射特性,并用交叉极化方式有效抑制了杂波,所以采用双极化融合技术能有效提高PBR 探测性能。     

双极化单脉冲雷达两点源干扰目标角度测量方法

干扰和目标回波同时位于雷达主瓣时,能够改变天线口面的相位波前,严重干扰雷达角度测量.为解决这个难题,提出了基于极化信息的单脉冲处理方法,将雷达改进为双极化接收,并增加相应的和差网络,得到六路带极化信息的和差信号,带入本文设计的解析公式进行解算,可以避免角度估计中因为干扰产生的耦合误差,确保准确的雷达测角及跟踪.仿真结果证明,该方法能够在干扰条件下得到正确的角度估计,使对抗拖曳式诱饵干扰的工程实现更加简洁高效,对于提升雷达的抗干扰能力具有重要意义.     

新一代数字储频中两种新技术的应用

数字储频设备是一种射频信号转发装置,接收雷达辐射信号,通过对信号的多普勒调制和距离延迟,产生相对于雷达站的目标回波信号,作为雷达标定和性能测试所需的目标信号。本文研究了自适应门限和多目标生成两项关键技术,对提高数字储频设备的工程实用性具有重大意义。     

机载双基地极化敏感阵列多干扰抑制

为了破解雷达主瓣干扰尤其是多个主副瓣干扰同时抑制的难题,该文利用目标极化散射特性在不同入射角存在差异而干扰近似相同的特点,将极化信息应用到机载双基地雷达,通过构建机载双基地极化敏感阵列来实现主副瓣干扰抑制。该方法主要通过双基地-极化分级抑制来实现。首先重构协方差矩阵遮蔽主瓣干扰来分别抑制双基地主辅雷达副瓣干扰,然后将辅雷达接收数据时域对齐后送主雷达,最后修正主辅雷达主瓣干扰导向矢量,并利用极化对消实现主瓣干扰抑制。仿真结果表明:利用双基地-极化分级抑制方法可实现多个主副瓣干扰同时抑制,大幅提升雷达系统抗干扰能力。      

斜投影极化滤波器

极化滤波是高频雷达等系统抗干扰的主要手段.在斜投影技术基础上,本文通过分别建立目标信号和干扰的极化子空间,提出一种斜投影极化滤波器.该滤波器在抑制干扰的同时不会对目标信号产生影响,是传统极化滤波器的推广和完善.文中给出了斜投影极化滤波算子的构造方法,分析了极化参数估计偏差对滤波器性能的影响,并对其抗干扰效果进行了仿真.仿真结果表明斜投影极化滤波器是一种有效的极化滤波技术.     

Radar cross section measurements

The progress in radar cross section measurements is strongly related to the progress in radar technology. The recent acceleration in radar technology and processing techniques has generated a corresponding acceleration in interest for radar cross section measurements. Historically, early radar cross section measurements were performed to determine the detection range of radar systems, a fundamental objective that still exists. Later measurements, coupled with analytic techniques and computer codes, were performed to extend our understanding of the radar scattering process. At the present time, the availability of broad-band electronics, signal processing techniques, and digital technology results in radar cross section measurement programs which are directed toward exploring the performance of operational waveforms and processing, target discrimination, target detectability in clutter, and radar scattering control. The fundamentals of radar cross section measurements are reviewed. Measurement facilities, including the present research activities on compact range techniques, are then described. Instrumentation radars have benefited from both wide-bandwidth electronics and digital processing capabilities; Fourier transform techniques, in particular, provide both additional information on target scattering, and increase measurement accuracy by isolating the target from radar returns from the measurement facility. The frequency coverage has also extended to include millimeter-wave frequencies. Achievable accuracy is important in any measurement program, and those factors that limit the accuracy of radar cross section measurements are discussed.