非平稳机载全极化SAR定量化测量误差分析及处理方法

即使SAR系统内外定标非常准确,在不同飞行条件下,机载全极化SAR测量精度仍然存在一定的变化,特别在非平稳及高波段时,精度恶化较为严重。针对该问题,该文首先建立了非平稳环境下全极化SAR误差模型,然后分析了分时收发体制下通道间轨迹的微弱变化对极化相位不平衡度的影响,指出随着波段的提升,相同运动误差导致的相位不平衡度相应加重,据此给出了相应的处理方法。最后通过仿真及高分航空专项S波段SAR获取的数据对该方法进行了检验,开展的多次应用示范,也验证了方法的有效性和稳定性。     

基于图信号处理的频控阵雷达目标定位方法

针对现代雷达应用对目标高精度测角和测距的需求,该文将图信号处理(GSP)应用于频控阵(FDA)雷达目标定位中,提出一种基于图信号处理的频控阵雷达目标定位新方法。首先,基于频控阵雷达几何模型及回波数据间的信号关联性构建回波数据的图信号模型,进而利用图傅里叶变换对上述图信号作图谱分解,构建2维谱峰搜索优化函数,最终有效获得目标的方位角-距离联合估计。仿真实验结果表明,该算法能够正确估计出目标的方位角和距离信息;在相同仿真条件下,算法的估计精度优于同类算法且提升了对弱目标的定位性能。     

基于分布式两坐标雷达网络的目标三维跟踪算法

针对目前的航空管理和作战指挥系统的需求,该文提出一种基于分布式两坐标(2D)雷达网络的目标3维跟踪算法。首先,该文从集中式框架下融合中心的广义量测方程出发,推导了融合中心的更新方程。而后,将更新方程中的量测用各部雷达的局部跟踪信息来代替,并由此得出目标3维状态的估计。从推导过程可知,该文所提算法是量测扩维的集中式融合算法通过矩阵变换直接得到的,只是变换过程中对单雷达跟踪模型进行了近似,因此是次优的。最后,蒙特卡罗仿真实验表明,该算法收敛速度很快,且跟踪精度很高,可以满足实际需求。     

基于半正定秩松弛方法的稳健波束形成

现有的向量加权稳健波束形成方法只有在指向误差较小的情况下才能有效估计目标的信号功率;矩阵加权波束形成方法在指向误差较大时,虽然可以估计目标的信号功率,但是它的系统实现复杂度与向量加权稳健波束形成方法相比较大。针对以上问题,该文提出基于半正定秩松弛(SDR)方法的稳健波束形成,该方法优化模型中的目标函数与Capon算法的目标函数相同,优化变量为加权向量的协方差矩阵,并约束方向图的主瓣幅度波动范围、旁瓣电平,协方差矩阵的秩为1。应用SDR方法求得加权向量的协方差矩阵,将该矩阵中的每一行(列)转化为加权向量,然后选择使得方向图主瓣与0 dB之间失真最大值最小的一个加权向量。该方法的系统实现复杂度与传统向量加权方法一致,对信号功率的估计性能与矩阵加权方法相当。仿真实验验证了该文方法可以得到理想的方向图形状,并且可以在大指向误差条件下有效估计信号功率。     

一种基于二维运动重构的旋转对称目标拟规则进动参数估计方法

在初始扰动和扭矩的作用下,自旋稳定空间飞行器的运动形式是章动和进动合成的拟规则进动。拟规则进动目标运动参数的估计对于确定目标姿态和预测目标落点具有重要意义。针对拟规则进动的旋转对称目标,该文提出一种基于宽带雷达观测的运动参数估计方法。首先推导了拟规则进动的运动学模型,而后将基于多散射中心1维径向距离历程的目标运动3维重构方法扩展到旋转对称目标的2维运动重构,然后基于2维运动的欧式重构采用序列二次规划和非线性最小二乘循环迭代的方法估计目标的章动和进动参数。最后,利用电磁仿真数据验证了算法的有效性。     

一种基于雷达导引头的弹道导弹爆高解算方法

目前弹道导弹主要通过无线电引信测高来进行战斗部爆高控制,但弹头的再入环境对无线电引信测高装置的要求非常高,且引信存在着易被干扰的问题。为此,该文针对采用雷达景象匹配末制导的弹道导弹,提出一种基于雷达导引头的弹道导弹爆高控制方法,通过雷达导引头测高数据与惯性导航数据的融合处理,实时计算弹头飞行高程,来实现爆高控制,既保证了精度,又增强了抗干扰能力。仿真算例证明了该方法的有效性和爆高解算精度。     

星载多通道高分辨率宽测绘带SAR系统运动目标检测方法

该文针对星载多通道高分辨率宽测绘带合成孔径雷达系统,提出一种新的运动目标检测方法。该方法首先利用波束形成方法进行杂波抑制,然后对运动目标的斜距历程进行拟合得到运动目标的运动方向。接着对杂波抑制后的数据进行聚焦处理,得到模糊的运动目标图像,并利用恒虚警检测技术检测得到所有的模糊运动目标。最后根据模糊图像的空间关系和估计出的运动方向检测出真实目标。星载仿真数据验证了该方法的有效性。     

基于空域滤波的雷达目标二维散射中心快速提取

针对几何绕射(GTD)模型,该文提出一种基于空域滤波的2维散射中心参数快速提取方法。该方法利用空域滤波过程将2维散射中心参数提取问题分解为多个1维散射中心提取问题,并利用1维旋转不变技术(1D-ESPRIT)来估计散射中心各维参数,最后利用最小欧氏距离实现2维参数的配对。与基于2维旋转不变技术(2D-ESPRIT)的方法相比,该方法避免了高维数的特征值分解,因而可以显著地降低计算的复杂度。仿真实验表明,与2D-ESPRIT高分辨算法相比,该方法不仅能够显著降低计算量,并且还能获得较好的估计精度,可以有效地用于提取目标散射中心参数信息。     

基于改进遗传算法的天波超视距雷达二维阵列稀疏优化设计

针对均匀矩形平面阵在2维阵天波超视距雷达(OTHR)工程应用时阵元数目庞大问题,该文提出利用改进遗传算法进行稀疏优化设计的解决办法。从波束赋形角度出发建立了稀疏矩形平面阵的布阵优化模型;以俯仰波束能分辨OTHR多模传播的波达角(DOA)为原则确定了遗传算法的初始种群;为避免遗传进化中出现早熟和随机漫游现象修正了适应度函数;为实现稀疏率精确控制改进了交叉和变异算子。仿真结果表明,该文算法不仅实现了稀疏率的精确控制,同时提高了优化性能。该文最后对2维稀疏阵列在OTHR工程应用时的可行性进行了分析,指出其应用条件和存在的技术难点,并给出了相应的解决方案。     

基于椭球不确定集约束的鲁棒自适应相干检测器

针对存在导向矢量误差时自适应相干检测器(ACE)的检测性能下降问题,该文提出一种基于椭球不确定集约束的鲁棒ACE设计方法。该方法在深入分析ACE检测器工作原理的基础上,利用导向矢量的尺度变化不影响ACE检测器输出这一特点,建立鲁棒ACE检测器模型并将其转化为凸优化问题,最后采用牛顿-拉夫森方法对该问题进行求解。仿真实验结果表明,该方法可有效提高ACE检测器对导向矢量误差的鲁棒性。