新信号处理技术下低角跟踪误差分析

多路径效应是近程反导武器系统中的跟踪雷达无法避免的问题。文中概述了多路径效应的数学模型和在多路径效应下传统雷达仰角角误差仿真算法，并分析了新信号处理技术下的雷达仰角角误差提取算法并在传统的数学模型基础上建立了新的数学模型。对两种角误差提取办法在理论上进行对比后，用MATLAB举例仿真了两种角误差提取办法对跟踪雷达低角跟踪仰角误差的影响，最后对仿真结果进行了分析比较，完善了雷达低角跟踪算术模型。     

基于C2算法海杂波抑制在低仰角跟踪时的应用

由于多径反射信号的干扰,雷达低仰角测量一直是一个难点。结合脉冲测量雷达技术特点,阐述了测量雷达常用的低仰角跟踪技术,通过分析多径误差机理,提出了利用C2算法、海杂波抑制处理技术,实现复杂背景环境条件下对低空目标的跟踪策略,给出了理论分析与验证成果。     

雷达低仰角跟踪中的多径误差估算模型

为了提高雷达跟踪目标的精度，必须考虑多径效应对雷达的影响。给出了在雷达低抑角跟踪测量中由于多径效应影响而引起的雷达仰角，方位角，速度，距离误差的估算模型。     

雷达跟踪海上低空目标仰角误差计算方法研究

针对雷达跟踪低空目标受传播环境影响的仰角误差问题, 基于电磁波传播的抛物方程方法, 提出一种能计算多路径和大气折射等造成低仰角误差的新方法.正常大气折射条件下, 与射线方法结果的对比显示了该方法的正确性.利用所提方法, 仿真分析了粗糙海面、大气波导等不同环境条件下的雷达测角误差, 并仿真了采用窄角和偏轴跟踪方式减轻多路径效应后的改善效果.计算过程和仿真结果表明, 所提方法可同时考虑大气波导和多路径等复杂传播环境的综合影响, 以及雷达参数和工作方式等因素的共同影响.     

雷达低仰角测量算法仿真系统设计

设计了一套功能完备的雷达低仰角测量算法仿真系统,能够产生不同波段、不同体制雷达在各种海情条件下的海杂波,能够模拟各种多径反射环境下雷达回波视频信号,完成对多种低仰角测量算法的仿真计算,分析并比较算法性能,为雷达系统论证设计过程中低仰角测量算法的选择提供依据。     

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。     

基于相控阵雷达的多波束低角跟踪方法

以相控阵雷达对低空/超低空目标跟踪为背景,研究相控阵雷达低角跟踪方法。首先介绍了低空多径效应的机理、雷达跟踪低空目标时的难点和常用的低角跟踪技术,基于相控阵雷达的波束位置、发射频率对低角跟踪的影响,提出了一种基于相控阵雷达的多波束低角跟踪方法,通过对典型低空目标跟踪的仿真对比,证明此方法能够有效提高雷达低角跟踪精度。     

基于多径分布源模型的米波雷达测高算法

针对复杂环境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,提出一种广义约束多重信号分类(MUSIC)算法。该算法将多径信号作为约束,通过限制信号子空间包含多径导向矢量,来提高直达波的估计精确度。算法性能不受信号相干和地面反射系数的影响。与传统的测高算法相比,该方法在复杂反射地形下能有效进行目标高度估计。计算机仿真结果验证了该算法的可行性。     

基于零陷展宽的米波雷达低仰角测高方法

针对米波雷达在复杂阵地环境下低仰角测高服从高斯分布的多径分布源模型,提出一种基于零陷展宽的低仰角测高方法。该方法首先将直达波与多径反射波视为干扰信号并构造干扰导向矢量协方差矩阵,然后再利用投影变换和对角加载技术保留预设干扰区域扩展后的协方差矩阵,最后采用指向偏离搜索仰角的空域滤波器对阵列接收回波数据进行滤波处理,滤波后输出信号功率最小时对应的正角度即为目标仰角的估计值。相较于传统的超分辨算法,本文算法在复杂阵地条件下具有更高的测角和测高性能,并且可适用于低信噪比和少快拍数条件下的低仰角目标角度估计。计算机仿真结果验证了所提算法的有效性。     

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。     

基于抛物方程法的主动雷达探测威力评估方法

基于适用于大区域复杂环境中的电波传播求解的抛物方程算法,结合了雷达方程模型和Swerling目标闪烁模型,提出了一种主动雷达对海探测威力评估算法。采用美海军的AREPS对其进行正确性验证,结果表明误差<3 dB。该算法能够用于主动雷达的探测威力评估。     

基于加权直接数据域处理的米波雷达低空目标测高算法

首先分析了米波雷达的信号传播环境和回波数据模型。接着,提出了基于WD^3（加权直接数据域）处理的测角算法。同传统的极大似然和子空间类算法相比,本文的算法充分利用了次要数据进行预白化处理,提高了色噪声环境下参数估计的精度和算法的稳健性,另外,该算法只涉及实矩阵计算,很大程度地降低了计算复杂度。计算机仿真表明,本文的方法用于米波雷达测高时有较好的估计性能,计算量较低,特别是在低纬度目标和低信噪比情况下也适用。     

基于柱坐标抛物方程的海上雷达覆盖范围研究

为预测雷达波在海面的全向传播特性,提出了基于柱坐标抛物方程(parabolic equation,PE)的电波传播模型,用于海上雷达覆盖范围的研究.从亥姆霍兹方程出发,推导出柱坐标系下的前向PE形式.再利用PE通解中三角函数的正交性,求解各电波传播模式的激励系数,结合分步傅里叶变换实现柱坐标PE的步进迭代算法,以预测电...     

Pade型双向抛物方程及其在室内电波传播问题中的应用研究

针对室内垂直墙面、家具等对电磁波后向反射较大的问题,提出了Pade型双向抛物方程,在增大抛物方程计算角度的同时提高了室内场计算的精度.利用Crank-Nicolson有限差分法推导了Pade型双向抛物方程的离散差分格式,同时,通过对室内天花板和地板采用阻抗边界条件,导出了上下边界场满足的有限差分格式,与射线跟踪法的对比验证了边界处理的正确性.采用双向抛物方程仿真了包含家具的单层单建筑物存在时室内电磁波的传播特性,结果表明,双向抛物方程的仿真结果是可靠的,其符合现实物理规律,最后基于该双向抛物方程模型模拟和分析了存在二栋双层建筑物时室内的电磁波分布特性.     

基于改进地形重构的SSPE传播预测方法

针对复杂环境下电波传播预测分析难的问题,提出了一种基于地形重构的分步抛物方程(split-step parabolic equation,SSPE)传播预测方法.该方法采用具有广角传播因子且步长可变的双向SSPE解法,并利用基于改进地形重构的SSPE传播预测方法对真实地形的电波传播特性进行仿真分析和试验验证.与现有的电...     

基于全局透射边界条件的宽角抛物方程电波预测模型

提出了一种新型的基于全局透射边界条件（non-local boundary condition,NLBC）的Greene近似宽角抛物方程（wide-angle parabolic equation,WAPE）电波预测模型,用于求解对流层远距离复杂环境中的电磁波传播特性.采用有限差分法（finite difference method,FDM）求解WAPE得到了三对角线性方程组,可以快速地求解整个空间的电场分布,也可以对不规则的地表环境进行精确建模.本文提出的WAPE模型解决了传统的PE离轴传播角度偏小的问题,将电波的最大传播仰角提升至约50°,同时大大减小了计算区域中上边界吸收层的设置尺寸,从而提高了PE的计算效率.实验证明,当伪微分算子的相位误差不超过0.002时,Tappert、Claerbout和Greene近似形式得到的最大传播角分别为20°、35°和45°.最后,通过与经典的光学双射线模型进行对比,证明本文提出的基于NLBC的Greene近似WAPE模型的可计算传播仰角更大,对上边界处反射电磁波有良好的吸收效果.因此,本文的模型适用于对流层远距离复杂环境中电磁波传播特性的精确预测.     

飞行器升阻比估计误差分析方法研究

升阻比(LDR)是临近空间高超声速飞行器试飞试验时重点考核的指标之一,高精度雷达外测数据是升阻比估计的主要信息源,雷达测量误差到升阻比估计误差之间的传递分析是靶场测控装备论证和试验事后处理需要解决的重点问题.根据高超声速飞行器三自由度运动方程,详细推导了雷达观测到升阻比的变换公式,针对变换高度非线性的问题,采用Unscented变换(UT)实现了对升阻比估计量统计特性的分析,得到了雷达跟踪精度与升阻比精度的误差传递关系.仿真实验表明,文中方法可以实现对临近空间高超声速飞行器升阻比估计误差的分析.     

空间步进频雷达多参数联合稀疏估计方法

在复杂环境下,由于少快拍、低信噪比和相干信号导致目标距离-角度二维超分辨估计性能下降,误差增大,本文提出了一种基于空间步进频雷达的距离-角度二维稀疏估计方法.该方法根据空间步进频雷达的回波特性得到距离和角度联合的等效接收信号模型;然后利用迭代的加权lq-范数的稀疏渐进最小化方差方法获得距离-角度二维功率谱估计.仿真结果...     

Snow-Covered Area Estimation Using Satellite Radar Wide-Swath Images

Satellite radar-based remote sensing of snow cover during the snow-melt season has been widely studied for different geographical regions, such as mountainous, open, and forested areas. However, a single method has not been found to function well on all regions. The investigations on boreal forest zone have allowed the Helsinki University of Technology (TKK) to develop a snow-covered area (SCA) method that is feasible using spatially limited European Remote Sensing-1/2 Satellite data. This paper investigates the use of wide-swath radar data for boreal forest SCA estimation for the first time. The TKK SCA method is adapted here for HH-polarization Radarsat data. The predominant aspect originated by the use of wide-swath synthetic aperture radar (SAR) data is the large variation in the radar incidence angle. The effect of incidence angle variation on SCA estimation is characterized in this paper. The foundation for operational implementation of the TKK SCA method is also established by an error propagation analysis presented in this paper. The error propagation analysis is compared with accuracy characteristics acquired between SAR and optical SCA evaluation. The performance of forest compensation, which is a key element of the TKK method, was analyzed for the wide-swath radar data. Furthermore, the correlation between the topography and the SCA estimation accuracy was examined in this paper. This paper lays the foundation for operational SCA estimation on boreal forest zone using wide-swath SAR data