面向协同探测的多机雷达功率时间联合优化分配算法

针对多目标搜索及跟踪场景,研究了面向协同探测的多机雷达功率时间联合优化分配算法。首先,基于信号检测理论和克拉美-罗下界,分别推导了雷达搜索性能与跟踪性能评估指标;在此基础上,建立了面向协同探测的多机雷达功率时间联合优化分配模型,即以最大化雷达工作性能指标为优化目标,以满足给定系统资源限制为约束条件,对雷达搜索及跟踪任务中节点选择、辐射功率和任务时间等参数进行联合优化设计;最后,针对上述优化问题,采用基于内点法和粒子群算法的三步分解算法进行求解。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法能够在满足给定系统资源限制的条件下,有效提高雷达系统搜索性能和跟踪精度。     

博弈条件下基于SINR的制导雷达波形设计

针对电子战环境中用于扩展目标检测的制导雷达波形优化问题,提出了3种博弈策略模型,并针对不同博弈策略模型分别给出了波形优化策略。在前两种模型中,以最大化信干噪比为准则,在杂波条件下采用注水法优化波形;在第3种模型中,给出了智能雷达与智能目标之间的均衡解,并采用两步注水法得到了最优波形设计方案。仿真结果展示了不同条件下制导雷达和目标的功率分配策略。     

干扰条件下基于MMSE准则的弹载雷达认知波形优化

针对杂波、噪声和干扰环境中弹载雷达扩展目标检测识别问题,结合认知理论,在频域基于最小均方误差(minimum mean-square error,MMSE)准则提出一种新的雷达发射波形优化算法,用以抑制杂波和对抗干扰。建立雷达信号时频模型,通过目标参数贝叶斯估计构造以均方误差为代价的功率受限目标函数,利用拉格朗日乘子法得出最小代价发射信号频域能量最优波形表达式。仿真结果表明,算法能够针对目标频率响应和杂波、干扰的相对强度合理分配发射信号的频域能量,提高目标估计精确度,优化雷达检测识别性能;仿真条件下,最小均方误差准则优化波形目标识别性能优于互信息量准则。     

RCS特性辅助的CMIMO雷达功率资源分配方法

针对集中式多输入多输出(collocated multiple-input multiple-output, CMIMO)雷达在实际探测过程中,未有效结合目标雷达散射截面(radar cross section, RCS)高动态变化特性导致雷达跟踪精度不高甚至失跟的问题,提出一种基于目标RCS高动态特性的CMIMO雷达功率资源自适应分配方法。考虑到目标RCS特征的角度敏感性,利用目标运动状态的可预测性动态获取实际观测角度,从而完成跟踪帧的极化方式优选;在此基础上构建包含功率与RCS的多目标跟踪误差后验克拉美罗下界,将其作为目标函数进行优化,利用内点惩罚法求解该凸优化问题即可实现RCS高动态情况下的功率优化分配。实验结果表明:该方法可结合目标不同方向RCS动态分集特性实现功率的有效分配,相比于传统RCS模型分配方案,有效解决了分配方案与实际跟踪场景之间的失配问题,从而提升了CMIMO雷达的多目标跟踪性能。     

基于步进频率正交信号的星载MIMO-GMTI雷达空时频处理研究

多发多收(MIMO)体制雷达综合采用多通道、多频技术,为解决星载GMTI面临的探测慢速运动目标和消除盲速估计等问题提供了有效途径。MIMO雷达工作的基础是有效的波形设计。因此,在分析正交波形性能的基础上,结合GMTI应用需求,建立了星载MIMO雷达步进频率正交信号的基本参数确定准则,研究了步进频率MIMO雷达空时频联合自适应处理的基本原理,通过仿真验证了MIMO雷达在杂波抑制和GMTI性能上的优势。     

分布式多站雷达协同定位功率分配改进凸松弛算法

针对分布式多站雷达协同定位下的功率分配问题,提出一种改进凸松弛的启发式算法。给出了分布式多站雷达定位误差的克劳美罗下界(CRLB),建立功率约束下最小化CRLB迹的功率分配模型。设计了一种改进凸松弛算法,通过迭代修正松弛参数和快速功率调整策略解决非凸优化问题消除松弛带来的误差。仿真实验表明,相对于均匀功率分配算法和基于凸松弛的功率分配算法,改进凸松弛启发式功率分配算法下目标的定位性能更优。     

抛物线用作雷达阵地地面有效反射区曲线

讨论了传统的米波雷达地面有效反射区和粗糙地面的选择条件,提出采用抛物线作为地面反射区曲线,并给出曲线公式,各反射点的反射波在主要方向同相叠加增加了探测距离,进一步挖掘了米波雷达的威力潜力;合理选择反射区曲线的长度,可减少近地物反射的杂波,提高低空目标的探测能力。     

杂波和干扰条件下基于强化学习的机载雷达波形设计

针对复杂电磁环境机载雷达智能抗干扰问题,提出一种基于马尔可夫决策过程（markov decision processes,MDP）的机载雷达波形设计方法。为实现最优决策,建立雷达和干扰MDP博弈模型,融合利用目标、杂波、噪声、雷达和干扰信号等多维度电磁信息,设置信号和干扰噪声比为奖励函数;基于贝尔曼方程和策略迭代法计算信号频域最优策略,通过迭代变换法设计时域最优波形,并采用目标检测概率衡量算法性能。仿真结果表明,和线性调频信号、跳频信号相比,该方法设计波形具有更好的环境适应性和抗干扰能力,在此基础上提高了机载雷达目标检测概率。     

米波雷达阵地条件选择的分析

米波雷达在实际使用中,阵地的条件会影响到其探测威力的发挥。阵地条件的选择涉及多方面因素,对有效反射区、地面起伏高度、反射面内地物对仰角的限制、遮蔽角的限制等几种影响雷达探测性能的主要因素进行了分析,探讨了阵地条件的选择方法,并给出了相应的数学模型。模型的建立为雷达实际使用提供了理论依据,并且在实际应用中得到了检验。     

一种雷达组网目标分配数学模型

根据雷达的探测性能和雷达运用的战术规则,结合雷达情报保障的要求,总结出了目标分配的准则,建立了目标分配的数学模型。该模型通过两个目标函数得到了目标分配的最优方案和方案优劣排序,排序结果供指挥员根据实际情况进行选择。仿真结果表明该数学模型比较有效地解决了目标分配问题。     

雷达网探测多批目标的分类指挥决策模型

当目标数量超过单部雷达的处理容量和指挥员的指挥容量,无法保障正常的空情处理时,如何合理分配雷达网所属雷达的探测任务,保证作战任务的完成,是值得深入研究的问题.为解决这个问题,提出了分类指挥的方法;分析和量化了目标的威胁指数,以此通过模糊聚类方法对目标进行分类;根据各雷达的性能、功能和特点,对雷达网所属雷达进行分类;分析和量化了雷达类和目标类的匹配指数,以此建立雷达网探测多批目标的分类指挥决策模型.     

地基雷达探测临近空间高超声速目标优化部署方法

为提高地基雷达对临近空间高超声速目标的探测能力,探讨了一种实用高效的地基雷达优化部署方法,对地基雷达探测临近空间高超声速目标的难点和数学模型进行了分析,提出了地基雷达探测临近空间高超声速目标的部署原则和量化指标,建立了地基雷达优化部署模型,并进行了信息素引导性控制的蚁群算法设计。仿真结果表明,该方法可实现多种程式地基雷达的优化部署,提高了地基雷达优化部署效率和可操作性,为地基雷达探测临近空间高超声速目标的优化部署提供了一种新思路。     

掩护突防中雷达干扰无人机最优配置方法

雷达干扰无人机在掩护空中编队突防的过程中,不同的干扰波束指向和空间配置会使得雷达网的探测性能发生变化。在分析无人机噪声干扰条件下雷达网探测概率模型的基础上,提出了以雷达网探测概率为目标函数的无人机空间配置与功率分配优化模型,给出了利用粒子群算法求解该优化问题的实现方案,最后通过仿真试验,验证了该方法的合理性。     

协同空战制导优势模型研究

为解决多机协同空战中对导弹制导权移交时的制导机选择问题,建立了一种新的制导优势模型。分析了空空条件下制导优势的影响因素,主要包括机载脉冲多普勒雷达对目标的探测能力、雷达制导链路能力和导弹回传链路能力;根据不同态势下目标的雷达截面积和地杂波,采用探测概率建立了雷达探测优势模型;根据制导链路和回传链路接收的功率,建立了不同态势下的制导链路优势模型和回传链路优势模型;将前述三者优势聚合为制导优势模型。仿真实验证明了模型的合理性与有效性。     

球载雷达低空目标探测能力评估方法研究

为了评估球载雷达的低空目标探测能力,建立了目标回波功率、低空探测面杂波功率估算模型,提出了一种球载雷达在杂噪背景下目标检测判据,给出了无源面杂波背景下球载雷达实际探测能力的仿真评估算法。最后,设计了多种无源面杂波背景,应用球载雷达的典型参数进行了仿真分析,得出了多个有参考价值的结论。     

认知雷达网联合传感器选择和功率分配

合理分配雷达有限的传感器资源,充分发挥传感器的认知能力可提高跟踪性能。提出了一种基于后验克-拉美罗下界(PCRLB)的多雷达系统联合传感器选择和功率分配方法。推导多雷达系统单目标跟踪下的PCRLB,该指标不依赖于具体的滤波算法,且多目标跟踪下的PCRLB的计算相互独立。以PCRLB的迹为代价函数,构建基于PCRLB的联合传感器选择和功率分配模型。对于构建的非凸优化问题,设计了基于凸松弛的循环最小化算法,优化求解最佳的传感器组合方式和功率分配方案。最后,仿真结果显示,所提的算法和策略具有较好的跟踪性能。     

灵巧弹药应用的雷达收发机

对94GHz调频连续波示范样机研制的结果作了讨论,包括用金属镀膜塑料来降低实用成本和尺寸调频连续波(FMCW)雷达是一种中功率扩展谱技术,很适用于低功率、低噪声毫米波振荡器。由线性扫描振荡器发射的波形来自目标的反射,并且与发射源的样品进行     

最大化信干噪比的双基地MIMO雷达波形设计

为提高双基地MIMO雷达在信号相关干扰条件下对区域目标的探测能力,同时兼顾降低接收端回波信号处理的难度,以雷达输出信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR)最大化为准则,提出了一种信号相关干扰条件下的双基地MIMO雷达发射波形设计方法。首先,基于基波束思想将发射波形的设计转换为对发射加权矩阵的设计,然后采用循环优化方法对发射加权矩阵和接收机权值进行联合优化,通过广义Rayleigh商、半正定松弛技术及Charnes-Cooper变换求解问题,并利用高斯随机生成法得到最优发射加权矩阵向量解,最终通过矩阵化操作得到最优发射加权矩阵。实验仿真验证了所提方法的有效性。     

地面反射对雷达目标跟踪精度的影响

对传统固定波束裂开自动跟踪雷达,由雷达回波的地面反射导致的雷达目标跟踪误差已经计算出来。此篇论文中的分析和结果应用到均一照射抛物面反射器上,此反射器在3cm波长上波宽为1°。很明显,经典的传播理论充分地说明了地面反射误差。当地面反射系数大约为-0.4目标仰角接近0°时,理论和试验均表明跟踪误差为±10 ＇。在目标仰角5°时跟踪误差为±1＇,甚至在较大范围的仰角上,这将是控制当今精密雷达目标跟踪性能的最重要因素。一简单计算峰值误差公式已列出,其准确度可至仰角为0.5°时。放在反射点的反地面反射屏对跟踪给出了实质性改进。对所有可能的目标方位角,屏设计足够宽以避免任何源自目标影象的大量辐射,目标乃绕着屏的垂直边缘绕射。因此,大多情况下,屏是无效的。符号一览表λ=波长(3cm)△h=地面不规则垂直高度α=相对于雷达目标真实仰角β=俯视掠地角θ=参考天线极化图角f(θ)=天线极化图函数F=方程4左侧项T=常量,用以这次试验的天线为159.5ρ=地面反射系数h=接收天线超出地面的高度E=由地面反射引起的跟踪误差E_(max)=跟踪误差曲线的最大值B天线波宽P_T=天线接收总功率P_0=自由空间的接收功率φ=直射和反射线间总的相移差A_1和A_0=增益控制器中设置的最大和最小能量值H=目标超出地面的高度 R=雷达目标间距离S＇=雷达与目标影象间距离d=接收机与源之间水平距离K=2π/λα_R=雷达测到的表面仰角δ=雷达极化图的半波裂开角     

基于GIS的对海雷达网探测效能仿真

对海监视是雷达的一个重要应用方向,为定量分析对海雷达网的探测效能,基于地理信息系统(GIS)环境和数字高程模型(DEM),对雷达网探测威力进行了直观显示和遮挡建模;对视距附近舰船目标和海杂波的雷达反射截面积进行了分析和建模,并从静态和动态两方面进行对海探测效能的仿真。仿真结果表明,标准大气传播时,对海探测效能主要受到雷达天线架高和海杂波的影响,海杂波主要影响小目标探测;当存在波导现象时,对海探测效能必须考虑超视距的影响。仿真结论和雷达网实际对海探测结果相一致,可用于作战模拟和新战法研究。