稀布陈综合脉冲孔径雷达目标距离的精密测量和跟踪

本文针对稀布阵综合脉冲孔径雷达（ＳＩＡＲ）提出了两种精密测距方法（分别称为正负频率脉冲综合法和前后脉冲综合法），它们不需要提高采样频率就可以得到较高的测距精度；讨论了时空三维匹配滤波时角度误差对测距的耦合影响；介绍了其跟踪处理过程，并通过计算机仿真证明了这两种方法的有效性。     

三正交分离式极化敏感阵列的波达方向估计

该文研究了分离式极化敏感阵列(SS-PSA)的多目标波达方向(DOA)估计问题。首先建立三正交分离式极化敏感均匀稀疏阵列的信号模型;接着利用阵列的旋转不变性采用ESPRIT算法计算出多值模糊DOA估计;利用该模糊DOA估计值对分离式极化天线进行空间相移的补偿,然后利用共点式极化天线之间的多维角度结构求出对应的虚拟DOA估计;最后通过提取多值模糊估计值和对应虚拟估计值之差的最小范数得到多目标的DOA估计。该文所提阵列采用分离式极化天线代替传统共点式极化天线,降低了阵列的互耦影响;采用稀疏阵列结构有效地扩展了阵列的物理孔径,大大提高了DOA估计精度。计算机仿真结果证明了该算法对分离式极化天线DOA估计的有效性和高精度性。     

双／多基地综合脉冲孔径地波雷达的互耦校正

讨论双/多基地综合脉冲孔径地波雷达的互耦校正问题.结合该雷达给出互耦数学模型,提出一种基于子空间理论、利用直达波信号进行互耦系数估计的算法,并讨论在互耦条件下的DOA(directions-of-arrival)估计;同时推导了互耦系数估计的Cramer-Rao界(CRB),由此可以得出接收站方位角对估计性能的影响.Monte-Carlo仿真结果验证了算法的有效性.该算法可获得较高的互耦系数估计精度,其估计方差接近Cramer-Rao界;经过互耦校正的MUSIC算法的DOA估计效果良好.     

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。     

一种基于空域滤波的空间临近相干源角度估计方法

相干源常见于存在多径的场景,如何解相干历来是阵列信号处理领域亟待解决的难题之一,特别针对空间临近相干源,其角度估计精度尚有待提高。针对空间临近相干源该文提出一种基于空域滤波的角度估计方法。首先利用空域滤波技术将多个相干源分离,再对滤波分离后的各个信号分别进行角度估计,并通过对滤波器系数和相干源角度的迭代优化提高测角精度。针对非均匀线阵,该方法采用虚拟阵列技术扩展其适用范围。计算机仿真结果表明该方法的测角精度较现有方法更高,信噪比较高时其测角的均方根误差可达克拉美罗界,验证了该方法的有效性和在空间临近相干源场景的优越性。     

频率分集阵列的距离角度解耦的波束形成(in English)

常规频率分集雷达(FDA)在发射阵元采用均匀的频率间隔,从而可以形成距离-角度耦合的波束方向图。但是该方向图在多个距离上均形成多峰值波束,当干扰位于任一波束最大指向的距离时,将会带来信干噪比损失。针对上述问题,该文通过分析波束形成的表达式,从原理上提出一个关于频率分集雷达阵列配置的基本原则,能够在指定的距离角度范围内,形成单峰值的波束方向图。几种特例和仿真结果均证明了该原则的有效性。      

一种新的二维角度估计的高分辨算法

该文针对常规2维波达方向估计的高分辨算法运算量大和稳健性差等问题,提出了一种新的2维角度估计的高分辨方法。该方法首先建立基于范数约束的最优化问题的目标函数;然后用迭代算法沿均匀面阵接收数据的方位向求最小化目标函数的稀疏解,得到方位、俯仰角耦合的空间角频率,并分离信号;最后对每个分离的信号,沿面阵俯仰向求稀疏解,得到信号的俯仰角,进而求得对应的方位角。针对算法存在测角盲区的问题,提出了一种改进方法,通过求解空间2维稀疏解得到信号的2维角度。与传统的高分辨算法相比,该方法对信噪比和快拍数要求不高、无需特征值分解和多维搜索过程,具有较高的分辨力和极低的旁瓣电平。     

稀布阵综合脉冲孔径雷达基于单脉冲测角方法的研究

研究了稀布阵综合脉冲孔径雷达（ＳＩＡＲ）基于单脉冲测角的原理、方法及其工程实现，推导了测角误差函数，讨论了距离、方位和仰角之间的耦合影响，提出了一种消去比相法测角时方位和仰角之间耦合效应的简便方法。最后通过计算机仿真证明了ＳＩＡＲ采用这种方法进行角度测量与目标跟踪的可行性。     

L型分布式面阵二维高精度角度估计方法研究

大型米波雷达存在机动性差、角分辨率低、硬件成本高等问题,为此本文利用L型分布式面阵来解决以上问题,并提出一种基于行列合成预处理的二维高精度角度估计方法。文章首先建立了L型分布式面阵的回波信号模型,然后分别通过沿行和列方向的数字波束形成(Digital Beam Forming, DBF)实现阵元空间降维,接着采用双尺度酉ESPRIT (Estimating SignalParameter via Rotational Invariance Techniques)算法实现方位角的高精度估计,利用合成导向矢量的超分辨算法估计俯仰角。我们分析了角度估计性能随信噪比(Signal Noise Ratio, SNR)和基线长度变化的影响,仿真结果表明,相比于传统方法,本文所提出的方法在降低硬件成本和测角计算复杂度的同时有效提升了测角精度,为实现高精度米波雷达提供了一种解决途径。