国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术

天基预警雷达作为重要的信息获取手段,其采用多种工作模式,可探测空间、空中和地面目标.鉴于天基预警雷达系统的战略地位,美国、俄罗斯和加拿大等国竞相开发该系统.总结了天基预警雷达系统的国外发展现状及关键技术,简要介绍了天基预警雷达的未来发展趋势,指出美国虽怀疑其“天基雷达计划”的可行性,但仍非常重视天基雷达各项关键技术的研究.     

美国天基预警雷达发展历程及现状分析

天基预警雷达是美军战略预警体系的前哨和核心,可以突破领空领海限制,实现防区外远距离大范围的预警监视。介绍了美国天基预警雷达发展的历程,分析了美国在这一领域的研制进展及关键技术储备情况;并根据美国战略意图及天基预警进展情况,指出了美国后续天基预警雷达的发展趋势。     

天基雷达距离测量误差的影响因素分析

天基雷达作为一种新体制雷达,具备探测范围广、滞空时间长、反隐身目标、不受一般反辐射武器威胁等优势,随着国家航天技术与天基载荷技术的日益发展,天基雷达的实现也逐步推进.但天基雷达仍存在若干需要解决的问题,其中之一就是探测误差问题,因天基雷达信号传输距离远,受到不同因素影响,其探测误差较大.针对不同体制的天基雷达,研究了天...     

国外天基雷达的发展趋势

天基雷达工作在较高的高度,能够不受日照和天气条件的限制,全天候、全天时的对地、对空进行探测,具有可见光和红外遥感系统不可比拟的优点.文中介绍了国外天基雷达的发展水平,以及天基雷达在功能和平台上的多样性,分析了天基雷达系统及其未来发展趋势.     

国外天基雷达的发展趋势

天基雷达工作在较高的高度，能够不受日照和天气条件的限制，全天候、全天时的对地、对空进行探测，具有可见光和红外遥感系统不可比拟的优点。本文介绍了国外天基雷达的发展水平，天基雷达在功能和平台上的多样性，分析了天基雷达系统及未来发展趋势。     

基于卷积神经网络的天基预警雷达杂波抑制方法

利用天基预警雷达实现动目标指示具有重要的军事应用价值。对于天基预警雷达,其平台高速运动及受地球自转影响导致杂波复杂非平稳性,更大的波束照射区域带来更严重的杂波非均匀性,从而导致适用于机载预警雷达的传统空时自适应处理(STAP)方法无法直接应用。针对上述问题,该文分析了天基预警雷达杂波分布特性,并构建了基于卷积神经网络(CNN)超分辨谱估计的STAP处理框架。首先,利用雷达系统和卫星轨道参数,仿真随机生成不同纬度、距离门、阵元误差、杂波起伏和地貌散射系数的回波数据集;然后,设计并调优了含5个权重层的二维CNN,实现由小样本所估低分辨杂波谱到高分辨谱的非线性映射;最后,基于高分辨空时谱构造空时滤波器实现杂波抑制和目标检测。仿真实验验证所提方法在小样本条件下可实现次最优杂波抑制性能,同时所需在线运算量远低于现有稀疏超分辨类方法,因此适用于天基预警雷达实际应用。      

天基预警雷达低自由度STAP方法研究

受卫星高速运动和地球自转影响,天基预警雷达杂波在俯仰-方位-多普勒三维空间呈紧耦合特性,极大降低了传统空时自适应处理(STAP)方法的慢速运动目标检测性能。采用方位-俯仰-多普勒三维STAP可实现天基预警雷达杂波解耦,但与非正侧机载预警雷达杂波的三维松耦合情况不同,该应用需要较大系统自由度才能实现次最优杂波抑制性能,所带来的巨大运算负担和均匀样本需求使其难以应用于实际。针对上述问题,该文首先构建了天基预警雷达平面阵回波空时信号模型;然后详细分析了其杂波在方位-俯仰-多普勒三维空间的紧耦合特性;最后提出了基于级联处理的低自由度三维STAP方法,利用空域加权子阵合成预先衰减副瓣杂波,再利用俯仰-多普勒自适应处理抑制剩余各次距离模糊主瓣杂波。仿真实验验证了所提STAP方法可在低运算复杂度和小样本需求条件下实现次最优杂波抑制性能,因此适用于天基预警雷达实际应用。      

国外天基红外系统发展特点以及与反导雷达的关系

天基红外系统具有覆盖范围广、预警速度快、作战用途多等特点,在反导信息保障中占据重要地位,受到了美国、俄罗斯等军事强国的高度关注和大力投入。文中介绍了国外用于反导作战的天基红外系统的使命任务、作战流程、体系贡献度;总结了美国、俄罗斯等国天基红外系统的当前装备、能力水平和发展规划;分析了天基红外系统的发展特点;论述了天基红外系统与地海基反导雷达的辩证关系。     

天空双基地雷达杂波建模与分析

天空双基地雷达作为天基预警雷达体制的一种,能在一定程度上克服单基地天基预警雷达信号空间衰减过大的问题,但天空双基地雷达杂波谱会更为复杂。本文在天空双基地雷达几何模型的基础上,首先对杂波几何关系、多普勒特性及杂波回波数学模型进行了分析。进而对天空双基地雷达在考虑地球自转、不同几何配置及不同收发端相对位置等情况下的杂波空时二维谱进行了建模与仿真,并与双基地机载雷达进行了比较。结合理论与仿真结果,表明所建杂波模型是合理的,可为天空双基地雷达杂波抑制技术研究提供参考。      

基于遗传算法的低轨天基雷达星座设计

从目标监视性能的角度出发,分析了低轨天基雷达星座的卫星总数、能量需求以及星座发射费用等优化目标。综合考虑了Walker星座的碰撞等约束问题,建立了低轨天基雷达星座设计的优化目标。提出了一种基于遗传算法的低轨天基雷达星座设计方法。根据天基雷达星座的特点,该算法在进化过程中使用了非可行解修正和约束分级等约束处理方法,有效提高了算法的运算效率。通过仿真实验验证了该方法能够有效的同时优化低轨天基雷达星座的构形和卫星参数。     

低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达目标回波包络峰值的距离徙动会导致FFT相参积累增益降低,为了对回波信号进行运动补偿,需要对目标运动参数进行估计。由于天基雷达对目标的观察距离较远,因此回波信噪比较低,直接影响了运动参数的估计精度。针对这一问题,本文提出了一种低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法。首先建立了目标回波模型,并对雷达观测距离范围内的回波信噪比进行了计算分析;然后利用Keystone变换对回波包络距离徙动进行校正,并对校正后的回波信号作离散短时傅里叶变换,得到回波信号方位向上的时频分布;最后利用Hough变换将时频域变换到参数域,得到运动参数的估计值。仿真结果表明,本文方法在低信噪比条件下能有效地估计目标运动参数,并且估计精度对信噪比的变化不敏感,具有良好的鲁棒性。      

天基监视雷达

介绍了天基雷达的三种类型：第一种交会雷达、第二种遥感卫星上的合成孔径雷达(SAR)成像雷达、第三种天基监视雷达，该雷达目前正在大力开发。重点讨论对天基监视雷达的设计要求和具体设计技术。     

大型稀疏阵列天基雷达系统分析

天基雷达可以在全球范围内实现运动目标探测和对地高分辨率成像。该文研究了天基雷达系统问题,基于大型稀疏阵列天线,论述了天基雷达的技术体制和关键技术,设计了基于稀疏阵列的MEO轨道X波段天基雷达系统参数并分析了其系统性能,为天基雷达的技术实现提供了一种新的途径。     

一种基于正交编码的天基雷达空中目标检测方法

天基雷达由于工作于下视模式,天基雷达接收到的目标回波信号往往会淹没在地球杂波背景中。分析了天基雷达地杂波的产生原因,提出了低PRF时天基雷达空中动目标检测的无杂波区域,然后结合正交编码方式,提出了一种基于正交编码技术的空中目标检测方法。该方法不需要进行复杂的杂波抑制处理,可在一定程度上解决下视雷达面临的强地杂波问题。     

天基雷达信号仿真系统设计与实现

雷达回波信号仿真器是雷达系统研究和开发中的重要设备,利用其仿真的雷达回波信号,研究人员可以在实验室中对雷达信号处理器性能进行分析。雷达回波信号仿真器可以降低研究成本,缩短开发周期,文中在设计天基雷达系统时分析了天基雷达回波特性,最后得到了1种可编程配置的雷达信号仿真器。     

天基雷达的发展与系统技术

对天基雷达的分类做了简单介绍,并阐述了目前世界上主要军事强国在该领域的发展概况.详细分析了天基雷达在系统设计中的相关问题,指出了各分系统未来的发展方向.最后阐述了天基雷达的发展前景.文中所讨论内容对于研究国际先进的天基雷达系统有着重要的指导意义.     

天基雷达的PRF设计

天基雷达可以在全球范围内探测和跟踪运动目标,目前在军用和民用方面受到了广泛的关注。天基雷达通常采用脉冲多普勒工作方式探测运动目标。脉冲多普勒雷达可分为高、中、低脉冲重复频率（PRF）3种类型。选取PRF是脉冲多普勒雷达设计的首要问题。分析了天基雷达检测运动目标的PRF设计相关问题,并对距离和速度模糊的解算方法进行了阐述。     

空间载预警探测雷达技术

本文讨论对空间载预警探测雷达的需求,空间裁雷达的作用,对空间裁预警探测雷达的主要要求,空间载预警探测雷达技术及设计特点等问题;研制空间裁预警探测雷达对发展电子信息技术的推动作用也进行了说明。     

国外天基雷达的发展现状

本主要介绍天基雷达的概念、用途及美国、俄罗斯和日本等国家天基雷达的发展现状。     

地球自转对天基雷达杂波特性影响分析

与机载平台雷达探测时的空时二维耦合杂波特性不同,天基平台雷达探测时地球自转对杂波的多普勒谱调制影响,导致杂波频谱进一步展宽,杂波抑制变得更加复杂。文中主要研究地球自转对PD体制天基平台雷达杂波回波特性的影响,并进行了仿真,首次得到PD体制下天基平台杂波回波的距离多普勒谱图,为天基雷达杂波抑制和目标检测提供理论基础和依据。