制导雷达检测性能影响因素分析研究

制导雷达准确检测目标是实现其对目标识别和跟踪的前提。影响制导雷达检测性能的因素很多,主要包括与雷达相关的因素(如频率稳定性、雷达平台稳定性、雷达平台运动特性等)、与目标相关的因素(如目标结构、目标运动特性、RCS大小、RCS起伏等)、与环境相关的因素(如杂波特性、传输特性等)。针对制导雷达检测性能评估这一目的,将影响因素分为内部、外部和中间三个层面,主要从目标特性、杂波特性和制导雷达平台运动特性三个方面分析研究了制导雷达目标检测性能的影响因素。首先从信号角度推导了制导雷达目标检测的流程,然后详细分析了影响制导雷达目标检测性能的各项因素,得出了在通常制导雷达系统参数条件下,径向加速度的影响可以忽略;RCS无起伏、散射中心分布越稠密、散射中心分布越均匀目标的检测性能更优;杂波反射越强、幅度起伏越大、相关性越强对检测性能影响越大的结论,并通过仿真实验验证了结论的正确性。      

干涉式逆合成孔径雷达成像技术综述

干涉式逆合成孔径雷达（InISAR）成像是一种将干涉技术与逆合成孔径分辨相结合的高分辨雷达三维成像方法,能够实现对远距离运动目标全天候、全天时的三维成像,在军事和民用领域都呈现出广泛的应用前景和实用价值。其基本思想是利用位置分布不同的多个天线获取成一定视角差的多幅逆合成孔径雷达（ISAR）复图像,实现目标散射中心的二维分辨,然后通过干涉相位处理,恢复出目标散射中心的真实三维分布。本文综述了InISAR三维成像的理论框架,回顾了InISAR成像技术的发展历程,着重对图像配准、相位解缠绕、运动补偿、斜视、基线配置等关键技术难点进行了分析和评估,明确了研究中存在的问题,阐述了有待进一步研究的方向,最后对InISAR的发展现状和趋势进行了总结和展望。      

海上目标航向航速解算新方法

航向航速是海上目标的重要特征,能准确获取目标的航向航速对于海上目标的跟踪和识别具有非常重要的意义。当雷达载体具有较高运动速度时,雷达测量的目标位置信息是非线性的,并且海上目标运动速度慢,在短时间内,受雷达测量精度的限制,目标位置的微小变化量很难精确估算,此时需要建立精度较高的非线性滤波模型,利用卡尔曼滤波方法,提高目标位置信息的估计精度。针对单脉冲雷达,本文提出了一种实时性强,工程上易于实现的海上目标航向航速的解算方法,推导了雷达载体高速运动条件下跟踪目标的滤波方程,采用卡尔曼滤波方法提高了目标位置估算精度。紧密结合工程背景,利用雷达载体的GPS信息和目标测量信息实现了海上目标航向航速的高精度解算。分析了解算数据长度对解算精度的影响,并给出了不同目标选择数据长度的经验公式。最后,通过海上目标在不同场景下的仿真实验,验证了本文方法的有效性和正确性。      

匹配滤波和去斜率脉压方法性能分析与比较

匹配滤波与去斜率脉压是宽带成像雷达常用的两种处理方法,理论上具有同样的距离分辨率,但在实际应用中由于调频非线性、幅相失真和混频器噪声等非理想因素的影响,两者性能存在差异。本文首先介绍了两种方法的原理,提出了对非理想因素导致的系统失真进行周期性分量和非周期性分量的分解方法,仿真结果表明匹配滤波方法在旁瓣抑制、距离分辨率和信噪比等性能上都优于去斜率脉压方法,通过数字滤波对幅相失真进行补偿后,可进一步提高匹配滤波脉压方法的性能,最后通过实测数据验证了分析方法及结论的正确性。本文结论可用于指导宽带成像雷达系统设计。      

船载单脉冲雷达快速标校系统设计与实现

当前船载单脉冲雷达幅相一致性标定方法受各类条件的限制,不具备快速标校的特性,一旦设备出现故障或系统更换备件时难以满足系统标校的需求。针对此问题在介绍船载单脉冲雷达幅相一致性标定原理的基础上对传统标校方法进行了分析。基于多模自跟踪体制,建立了天线偏离角与角误差信号关系的数学模型,通过获取目标相对天线角度变化值以及角误差电压变化值,提出了一种幅相一致性快速标定的新方法,并研制了快速标校软件,对设备进行多次标定试验,结果表明标校过程快速简便,满足精度指标,对提高幅相标定效率、克服标定环境局限性等具有重要的现实意义。     

大气损耗对量子干涉雷达的影响机理

以马赫-曾德尔干涉仪作为基本模型对量子干涉雷达的探测原理进行分析,讨论了目标探测过程中光场量子态的具体演化情况,并采用宇称算符作为相位检测算符分析了量子干涉雷达的回波信号,将其与基于振幅检测的经典雷达回波信号进行比较,证明量子干涉雷达具有超越衍射极限的超分辨率特性.此外,针对大气损耗的进一步研究显示:量子干涉雷达分辨率受大气损耗影响较小,且可通过增大脉冲光子数N克服其影响;而量子干涉雷达的灵敏度则受到较大影响,尤其当两路光的损耗情况不同时,灵敏度随N的增加呈现先升高后降低的趋势;当两路光损耗情况相同时,系统灵敏度随N的增加而升高且正比于1/N~(1/2).综上,可根据探测光的大气损耗情况适当调节参考光的衰减来克服大气损耗带来的不良影响.     

基于雷达测量数据的弹箭扰动源最优估计

为精确计算舰载武器的飞行状态参数,以弹体纵向运动过程为研究对象,推导了包含误差干扰源在内的纵向扰动运动学方程,利用"系数冻结法"及拉普拉斯变换得到解析解,拟合出弹体被动段纵向运动的气动参数公式,采用三坐标雷达测量量作为系统量测方程,从而对气动参数误差干扰源进行最优估计。计算结果表明:该算法可以使俯仰操纵力矩系数导数误差的精度稳定在±0.007(°)~(-1)范围内,阻力系数误差的精度趋于±0.025之间;升力系数误差基本稳定在±0.12之间;俯仰力矩系数对攻角的导数偏差精度稳定在±0.011(°)~(-1)之间;俯仰阻尼力矩系数误差的精度收敛于±0.009(°)~(-1)之间,且算法收敛速度快,可为重构高精度的弹道参数提供支撑。     

基于FRFT的双基地MIMO雷达多普勒频率和收发角联合估计新方法

提出了一种新的双基地MIMO雷达系统中参数联合估计方法.首先提出了一个新的双基地MIMO雷达阵列信号模型,利用分数阶傅里叶变换能量聚集特性对多普勒频率的初始频率和调频率进行联合估计.然后,在分数阶傅里叶变换域内构造2个子阵,采用FRFT-MUSIC算法和FRFT-ESPRIT算法实现了收发角的联合估计.仿真实验表明,本算法在低信噪比时同样具有较好的性能.     

逆合成孔径雷达成像仿真

逆合成孔径雷达的运动补偿问题已有很多讨论,并在实际中得到成功的应用。运动补偿是ISAR成像技术的关键,分两步进行：包络对齐和相位校正。本文从全局效果出发,研究了平均包络最小熵包络对齐法和最小熵相位校准法的原理及算法实现,并对仿真数据进行成像处理。实验结果表明,平均包络最小熵法和最小熵相位校正法在ISAR雷达的运动补偿算...     

新的双基地MIMO雷达角度估计方法

为降低双基地MIMO雷达前端数据处理的计算量,构造出了“扩展”信号子空间,并根据此信号子空间的特点,提出了多项式求根—空域滤波的收发角度估计算法,避免了二维谱搜索,实现了目标角度的自动配对,并推导了多目标和单目标下双基地MIMO雷达角度估计的克拉美罗下界（CRB）。研究表明空域滤波时,泰勒级数展开的阶数越高,目标的角度估计精度越好;当目标各发射角度相隔较近时,仍能得到较好的估计结果;在低信噪比时,估计精度优于ESPRIT算法,在高信噪比时,2种算法的估计精度均接近于CRB。