雷达超视距探测的实验研究

在海上频繁出现的蒸发波导可以使雷达的电波信号以较小的衰减在类似于金属波导的大气层结内传播,从而可实现雷达的超视距探测。为了检验雷达实现超视距探测的距离、信号强度等参数与实际蒸发波导的相互关系,采用了高精度的大气波导测试仪在典型海面进行了蒸发波导的实际测量,同时利用岸上雷达进行目标探测。实测结果表明,雷达在蒸发波导条件下能够实现超视距探测,且探测距离和信号强度与蒸发波导的特征参数相关。     

基于PJ模型的雷达探测距离预报方法

雷达波在近海面大气中传播时受到各种因素的影响,尤其是在蒸发波导条件下,电磁波的传播路径会被显著改变,使雷达的探测距离增大形成超视距探测.给出了PJ模型的计算公式,同时叙述了基于PJ蒸发波导模型对雷达探测距离进行预测的流程,并且运用X波段雷达与海上目标进行验证,结果显示预测方法结果与实测数据比较吻合.     

蒸发波导条件下雷达超视距探测频段利用率

针对蒸发波导条件下雷达超视距探测波段的利用率问题,首先介绍最低陷获频率计算方法,随后仿真计算最低陷获频率随蒸发波导高度和理查森的变化特性,并结合某海区历史气象水文数据,计算最低陷获频率的分布概率,最后在此基础上得到雷达S、C和X波段对蒸发波导的利用率,该结论对于合理评估海上雷达在蒸发波导条件下的性能具有一定的参考价值。     

建立雷达超视距探测效能库的一种快速算法

蒸发波导环境中微波雷达经常会出现超视距探测,建立雷达超视距探测效能库有利于微波超视距雷达探测效能的发挥。提出了一种计算雷达超视距探测效能的快速算法,即以蒸发波导高度、总体理查森数和海面风速为变量,先建立雷达超视距探测效能查询表,再利用查表的方法得到各种气象条件下雷达的探测效能,以此作为探测效能库的数据基础。最后将基于此算法得到的雷达探测规律与实际观测进行了比较,表明此算法是可行的。     

Monin-Obukhov理论在蒸发波导PJ模式中的应用

蒸发波导是海面常出现的大气波导类型,受海气交界面处微气象条件影响与控制。蒸发波导的存在,使海上通信过程中常出现信号的超视距传输,同时系统间的相互干扰问题也变得复杂。研究蒸发波导形成条件,确定波导高度具有实际意义和军事价值。在莫宁-奥布霍夫(MoninObukhov)相似理论的基础上,根据大气边界层理论利用PJ(paulus Jeske)模式较好地探测了蒸发波导高度,并对3种典型条件下的波导高度变化情况进行了分析。该结果对研究海上通信装备工作的影响因素,进而提高海上通信保障能力具有重要意义。     

ADS-B信号在对流层大气波导中的传播性能

对流层大气环境存在特殊大气结构“大气波导”,可形成电波超视距传播或产生雷达盲区等。目前,通过雷达、GNSS信号等可以对大气波导进行一定程度的反演探测,但均存在一定的不足。ADS-B信号具有应用范围广、信号密度大、实时性高等特点,为此提出利用ADS-B信号受到不同大气环境影响后能量损耗不同的特点对ADS-B信号与对流层大气环境关联性进行分析研究。以武汉地区ADS-B信号数据为例,基于抛物方程传播理论对路径损耗进行仿真分析,并进行了实验验证。结果表明：ADS-B接收信号与仿真结果存在线性相关性并给出线性表述,为后续利用ADS-B信号反演大气波导提供参考依据。     

蒸发波导对毫米波传播的影响分析

在毫米波电子对抗领域,通常认为毫米波频段电磁波传播近乎于直线传播,因此研究重点多集中于视距范围内对抗方法研究.但在海洋大气环境中,由于蒸发波导的存在,满足一定条件的毫米波频段电磁波传播会出现超视距现象.为此,在对蒸发波导及毫米波传播特点研究基础上,重点分析了蒸发波导中毫米波频段电磁波的最低陷获频率、最大发射仰角以及形成波导传播后蒸发波导内毫米波射线追踪问题.对毫米波超视距电子对抗研究具有重要意义.     

大气-海洋环境对舰载雷达探测效能的影响评估*

针对大气.海洋环境影响雷达探测效能的多要素结构和非量化特性,通过定义评估目标效能指标和层次集成原则,运用层次分析理论,得到影响评估基本流程.通过重点分析海杂波和大气波导对舰载雷达探测效能的影响机理.确定了风速、风向、温度、湿度等气象水文要素在影响过程中所起的作用.最后,根据影响机理的分析,构建了气象水文要素对舰栽雷达探测效能影响的量化评估模型.通过模型仿真实验,得到影响评估的量化结果,该结果基本反映出大气-海洋环境对舰载雷达的影响程度.     

基于PJ模型的蒸发波导敏感性与雷达探测性能分析

蒸发波导高度是表征蒸发波导强度的重要参数。分析了基于PJ模型的蒸发波导探测系统对气海温差、相对湿度、风速以及传感器误差敏感性。根据测试情况,分析了影响蒸发波导高度的敏感因子。综合考虑传感器的测量误差,蒸发波导高度诊断的相对误差在稳定条件、不稳定条件以及中性条件下分别为14. 3%、4. 22%、8. 05%。求解了蒸发波导中电磁波传输的抛物型方程,并运用雷达理论计算了蒸发波导环境中的最大探测距离。     

大气-海洋环境对舰载雷达探测效能的影响评估

针对大气-海洋环境影响雷达探测效能的多要素结构和非量化特性，通过定义评估目标效能指标和层次集成原则，运用层次分析理论，得到影响评估基本流程。通过重点分析海杂波和大气波导对舰载雷达探测效能的影响机理，确定了风速、风向、温度、湿度等气象水文要素在影响过程中所起的作用。最后，根据影响机理的分析，构建了气象水文要素对舰载雷达探测效能影响的量化评估模型。通过模型仿真实验，得到影响评估的量化结果，该结果基本反映出大气-海洋环境对舰载雷达的影响程度。     

大气波导对电子侦察设备的影响

电磁波异常传播,使武器装备的作战使用更加灵活机动。为充分利用大气波导条件,发挥电子侦察设备效能,使战场态势向有利于己方方向转化,在介绍大气波导分类的基础上,建立评估电子侦察设备的有效探测区的模型,给出用抛物线方程及其分布傅里叶算法计算电磁波在表面波导条件下传播的数值模拟方法,并分析了大气波导对电子侦察设备的影响情况。     

大气波导对雷达测距和测高的影响

应用几何光学中的射线理论,建立雷达测高和测距误差的评估模式,根据大气折射指数的分布情况和输入射线仰角的不同,给出不同高度和距离处的雷达测量误差,并绘制出射线在空间的传播状况.通过海上试验,验证了模式在评估对海雷达测距误差方面的正确性,为大气波导条件下雷达等电子装备的使用奠定了理论基础,有利于充分发挥现有电子装备的效能,有利于提高水面舰艇的作战能力,促进新战法的研究.     

基于优化滤波的水平非均匀蒸发波导反演算法

针对水平非均匀蒸发波导反演中大气折射率剖面水平分布规律不确知和大范围海域气象参数观测难的问题,提出一种基于优化滤波的水平非均匀蒸发波导折射率剖面参数反演算法,该算法采用粒子群优化估计折射率剖面参数初始状态和描述剖面参数水平分布规律的状态转移函数,结合GPS海面散射信号波导传播的DMFT步进计算正演模型和实测GPS散射信号功率建立系统方程和观测方程,并采用粒子滤波迭代估计水平步进上的非均匀折射率剖面参数。该算法的精估计环节有效修正了粒子群估计误差在后续反演过程中导致的误差积累,保证了反演精度,并使得算法具备距离分段条件下逐段反演的能力,为远距离海域蒸发波导折射率剖面参数的反演提供了可行的方法。     

大气湍流引起的相位起伏对相干态量子雷达相位估计的影响

基于马赫曾德干涉仪模型并采用相位扩散主方程描述大气相位起伏效应对量子雷达的影响,给出了光场在相位扩散通道的演化过程,详细分析了大气相位起伏对相干态宇称探测量子雷达相位估计分辨率和最佳灵敏度的影响,并计算了大气相位起伏下相位估计灵敏度的Cramer-Rao极限。研究发现:相位起伏对于分辨率的影响可通过增加单个脉冲平均光子数来消除。在强相位起伏情况下,宇称探测得到最佳灵敏度会严重偏离散粒噪声极限,但是在弱相位起伏情况下,通过与Cramer-Rao极限的对比,发现宇称探测是一种准最佳探测方案。     

一种改进的机载反辐射导弹作战效能评估方法

大气波导对反辐射导弹作战效能将产生一定的影响。根据机载反辐射导弹攻击水面目标的作战流程确定评估指标,基于传统的概率评估方法,引入大气波导影响因子,建立一种改进的大气波导条件下机载反辐射导弹作战效能模型。应用实例表明在大气波导条件下反辐射导弹的作战效能有所提升,符合大气波导对反辐射导弹作战能力产生有利影响的实际情况,验证了该模型的有效性和实用性,为机载反辐射导弹作战效能评估提供了一种新的方法和途径。     

基于转盘爬虫法的雷达地形遮蔽盲区快速计算

为解决飞机在低空突防过程中的雷达地形遮蔽盲区快速计算问题,提出了一种基于转盘爬虫对象的快速算法。首先介绍了雷达盲区产生的因素,分析了地形遮蔽和地球曲率盲区的计算模型,然后定义了转盘及爬虫对象,并设计了基于转盘爬虫对象的地形遮蔽盲区计算方法和流程。在此基础上,将雷达地形遮蔽盲区计算结果进行三维建模及可视化,通过典型算例对算法进行对比测试和实验,得到不同高度的雷达地形遮蔽盲区分布图及三维可视化模型,证明了算法的快速性和可行性。     

巡航导弹航迹规划中雷达探测盲区的快速构造算法

现代防空系统对巡航导弹的低空飞行和突防造成极大的威胁,利用防空系统中预警雷达的探测盲区进行隐蔽飞行是提高巡航导弹生存能力的重要手段,在此雷达探测盲区的快速构造算法是关键。说明了什么是雷达探测盲区,分析了影响雷达探测盲区的三个主要因素,并就对巡航导弹影响最大的雷达地形遮蔽盲区构造了基于极坐标的快速算法,并用一个地形实例验证了该方法的有效性。     

基于运动特征的机载雷达目标断续量测处理

机载预警雷达对目标的量测经常出现断续现象,影响了航迹连续性要求。通过对机载脉冲多普勒雷达量测出现断续的机理分析,考虑目标进入雷达多普勒盲区的情况,基于目标运动特征提出利用联合关联波门与盲区预测相结合的处理方法,将重新出现的目标点迹与原有航迹进行关联,避免同一目标航迹因量测断续而重复起始。仿真结果表明了该方法的有效性与可行性。