以单脉冲雷达对海上低仰角目标进行准确跟踪

引言当以单脉冲雷达跟踪仰角大约小于一个波宽目标时,雷达系统“看见”目标及其影象并试图使分成信号为零。雷达或是在一中间位置振荡或是明显随机地在超越水平线大约一个波宽角度上振荡。在这些条件下雷达因此会丢失目标跟踪。多路径存在条件下单脉冲雷达性能分析除非方位和俯仰跟踪通道中存在交叉干扰,否则忽略方位跟踪误差这里只考虑俯仰通道跟踪误差。多路径存在条件下从传统的单脉冲雷达可得的Σ和△通道两倍信号是来自如图1     

跟踪雷达超低空目标捕获距离的精确估算方法

根据比较精确的数学模型,考虑到海情、地球曲率、海水反射特性及极化方式等各种因素影响,对应不同雷达截面积的目标,我们可计算出低仰角时接收机输出信噪比与距离的关系曲线。根据雷达的积累信噪比,可用该曲线比较精确地估算出跟踪雷达对超低空目标的最大捕获距离。     

舰载中程对空/对海搜索雷达

舰载中程对空/对海搜索雷达主要用于探测海上及中、低空中程目标,给舰载武器系统进行目标指示。这种雷达具有适中的对空作用距离及良好的探测海杂波中目标的能力,通常选用S波段,也有的选用C波段.以便得到良好的战术技术性能。其天线方向图(仰角)早期为扇形,后来逐渐被余割平方(30°-40°,甚至60°)     

多径条件下子阵级低角测高算法

针对多径条件下的测高问题,提出了一种子阵级处理新算法.采用均匀子阵划分形成三个子阵;在子阵级解析求出协方差矩阵的正交矢量,进而构造仰角谱,谱峰的位置即目标仰角;还可以估计出复反射系数.仿真分析给出了该方法的性能与SNR、目标仰角以及复反射系数的关系,某米波雷达实测数据检验了该方法的有效性,仰角测量误差达到阵列天线波束宽度的1/84.研究表明:该算法本身不依赖未知的复反射系数,并且信号处理维数低,运算量较低,可以应用在舰载雷达和米波三坐标雷达中.     

电扫偶极子相控阵天线的空域极化特性分析

推导了偶极子线性阵列和平面相控阵天线在空域波束电扫时辐射场的极化特性,建立了数学模型。计算结果和仿真分析表明:偶极子相控阵天线辐射场在空域扫描各个波位的极化特性并不一致,是具有一定差异的,当待测目标的方向偏离天线电轴方向时,所接收到的电波极化状态也会随偏离电轴的方向和仰角而改变。该结论对于现代电子战中相控阵天线系统的精确建模与仿真具有重要意义,对于研究和利用天线的极化特性进行雷达极化抗干扰技术是非常必要的。     

三坐标雷达目标真实高度估计算法研究

在目标跟踪领域,通过三坐标雷达的测量值(斜距、仰角及方位角)来估算目标的真实高度一直是个难点。目前主要有两类处理方法:坐标转换法和等效地球半径法。前者把与雷达天线相关的三坐标测量值转换到大地坐标系统来计算目标高度;后者充分考虑地球曲率以及大气折射的特性,通过增加地球半径来估算目标的高度。最后对上述的两类方法进行总结、比较与分析。     

多模导弹导引头系统

宽频带导弹多慕地引头系统包含２－３５ＧＨｚ频带宽度的宽频带相控阵发射／接收装置的晶片级相控阵。多模中频单元有选择性地产生雷达和干扰波形,并测量反射的雷达参数和外部辐射的ＲＦ能量的参数,制导处理器用于管理前端资源以选择有源或半有源雷达搜索和跟踪,或同时搜索,跟踪,寻的和对复杂的防御雷达实施一种电子干扰。通过将接收的信号与数据库内预存的防御系统的参数、高清晰度目标外形以及预载的目标地理坐标相比较确认一     

交叉极化干扰对探测跟踪雷达测角影响研究

在现代防御体系中,对目标进行准确的角度测量是进行有效探测跟踪的前提。研究了交叉极化干扰对极化匹配单脉冲阵列雷达测角影响。首先阐述了阵列雷达极化匹配单脉冲测角方法,分析了回波极化状态估计和虚拟极化匹配接收2个关键环节。然后,理论分析了交叉极化干扰对极化匹配单脉冲阵列雷达测角影响,从数学上证明了该干扰可带来极化匹配测角的误差,导致测角精度下降,并给出了交叉极化干扰对极化匹配单脉冲阵列雷达测角影响流程图。最后,对极化阵列雷达的测角性能进行了交叉极化干扰仿真,得到了RMSE随交叉极化干扰强度的变化曲线。仿真结果表明,交叉极化干扰会导致阵列雷达测角性能的下降,并随着交叉极化干扰强度的增大测角误差越来越大。     

舰载雷达中频信号仿真设计与实现

为满足舰载传感器或武器系统论证、设计、试验、评估、训练等全生命周期的应用,对新型舰载警戒探测与跟踪雷达中频信号模拟器的系统体系和组成进行了探讨,介绍了系统的功能和技术指标,重点研究了软件无线电在雷达中频信号模拟中的应用、雷达电磁环境和目标回波仿真等一些关键技术,包括目标航迹模拟、目标回波模拟、杂波信号模拟、雷达接收天线仿真、雷达天线方向图仿真等.采用软件无线电技术和软硬件相结合的方法较逼真地实现了海战场复杂电磁环境下雷达中频信号的模拟.     

采用含22.5°二面角反射器无源定标体组的极化校准方法

在实际应用中,采用传统Whitt点目标无源定标方法往往会出现极化失真矩阵求解错误从而无法正确进行校准的问题。针对这一问题,在剖析常用的Whitt算法失真矩阵求解错误原因的基础上,提出了一种采用含22.5°二面角反射器的定标体组的新定标方法,包括点目标定标体组合、极化散射矩阵测量值预处理方法及特征值配对准则,可有效避免特征值配对错误导致校准结果错误的问题。仿真试验验证了所提方法的有效性和稳健性。     

改进后的霍克导弹,加强了防空体系

雷锡恩公司生产的改进后的霍克导弹,是在训练演习的时候,对着目标靶机从导弹发射器上发射的。埃及的防空部队将在春天开始接收首批交付的12个导弹连。雷锡恩公司生产的改进后的霍克防空导弹截获和发控设备（如上图）,包括脉冲截获雷达,（从左到右）,信息协调中心,发控数据处理和通讯中心;导弹连控制中心,包括雷达及连续波截获雷达。脉冲截获雷达天线（装在明显的位置上）,在D——波段工作,用它接收从目标反射回来的能量,脉冲截获雷达系统有一个动目标显示器和参差脉冲重复率。射频脉冲由适合于动目标显示的稳定高功率振荡器产生。     

如何提高小高炮雷达对近程快速目标的跟踪性能

本文就火控系统中的小高炮雷达,如何提高近距离目标的跟踪精度和跟踪速度这两项重要战术指标问题,指出克服速度动态滞后采用指挥仪速度正反馈控制;而解决加速度动态滞后,提出了加速度误差修正控制方案,并推导出数学模型和列举具体实施方案以及测试结果。     

新型的低RCS圆极化微带天线设计

针对圆极化微带天线的宽频带雷达散射截面(RCS)减缩问题,提出了一种新颖的超材料覆盖层结构,该结构同时具有部分反射特性和宽频带的极化旋转特性,可以在提高天线增益的同时实现RCS的宽频带减缩。仿真结果表明:与普通的圆极化微带天线相比,加载了超材料结构的天线,其增益在中心频率处提高了1.4 dB;同时,在9.7~21 GHz频带范围内,加载超材料的圆极化微带天线具有更低的RCS电平,整个频段内,平均减缩幅度达9.06 dB(X极化)和9.21 dB(Y极化)。仿真结果验证了设计的正确性,表明该方法可以有效的实现圆极化微带天线的宽频带RCS减缩,对圆极化微带天线的隐身技术有重要的借鉴作用。     

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。     

TRAKX——双频跟踪雷达

在使用精密跟踪雷达系统时,一直存在的难题是经常发生在低俯仰角跟踪目标时的多路效应和地面反射干扰效应。对于多路效应现象的初步研究表明,采用毫米波的跟踪器,在低俯仰角时能作精密的跟踪,并已成功地跟踪海平面上100呎高的目标。在斜距达到3000码时,其多路误差仍小于0.4密位,不过在实际应用毫米波的系统时,还必须考虑到天气及传播方面的限制。解决的方法是用 Ka 和 X 波段的双频系统,它能用二个频率中的一个独立地对三个雷达座标中任一个进行跟踪。     

海洋环境电磁特性仿真研究

本文概述了电磁波与海面相互作用研究中使用的一些方法,适用条件及目前国内、外进展情况。评述了海杂波谱分布及杂波物理建模、拟合建模、统计建模的思路与巳取得的结果。介绍了我们在双尺度模型下,海面前向散射造成多路效应对仰角跟踪角误差影响的计算方法。同时也总结了作者等人自“七·五”以来,在海杂波仿真研究中取得的部份结果。文章最后提出了在环境与目标特性研究中尚应开展的部份课题的一些粗浅想法。     

空中射击弹道计算的FORTRAN程序设计

一、射击弹道微分方程组的建立:式中:J—空气阻力加速度矢量; g—重力加速度矢量。 由外弹道学可知,空气阻力加速度矢量为: J=一CH(y)G(厂)V式中:C—弹丸的弹道系数。 将质心运动矢量方程式在斜坐标系重O刀中投影,可得到质心运动方程组为:草冥=一cH(,,G(犷’U U名d万 d考=一CH(y)G(厂)矿十g厂l吸111!11!11二wees、 空中射击弹道示意图 图中符号:O一发射点,C一命中点,M一弹道上任意一点;H一发射点‘0距地面的高度;Y一M点距地面的高度,H一斜距离(即距离OM);刀一弹道降低量,。一目标高低角;a一抬高角,701一弹丸的绝对初速矢量,V弹丸…     

NMD第五次拦截试验简述

美国东部时间12月3日21点59分,一枚改进型“民兵”洲际弹道导弹由位于加利弗尼亚的范登堡空军基地发射(图①),导弹向西飞行。20分钟后,一枚拦截弹从范登堡空军基地以西约7700千米,位于马绍尔群岛的罗纳德·里根导弹靶场的夸贾林环礁发射升空(图②)。拦截弹携带的大气层外拦截飞行器(EKV图⑤)在距离目标约2250千米时与助推火箭分离。此后,作战管理与指挥、控制、通信系统(BMC~3,图④)通过飞行中拦截弹通信系统向EKV提供由X波段雷达     

自主拦截无人机作战效能建模与影响因素分析

在自主拦截无人机初始设计阶段,为了更合理地对其总体设计指标进行分配,避免某些性能指标过高,在低成本下有更好的作战效能,采用HAHAYEB方法建立了拦截空中预警机的某自主拦截无人机的作战效能模型,利用计算结果对主要影响因素进行了分析。分析结果表明:导引头视场角、制导精度、隐身性能、飞行速度和战斗部特性对自主拦截无人机作战效能影响显著;自主拦截无人机要达到90%甚至100%的任务完成概率,其导引头视场角要达到30°,雷达反射截面积RCS≤0.05,突防距离要大于50 km,飞行速度要在3.5 Ma～4.5 Ma之间,巡航高度要在15 km以上,遭遇高度在10 km左右,战斗部威力半径大于20 m,制导误差要小于5 m。     

雷达与声数据的融合

洛克希德·桑德斯公司正在研究综合声与雷达数据的融合过程。声和雷达数据是高度互不相关的,它们可提供有关每个目标的互补信息。因此,融合过程使之有可能利用组合分类器的输出产生一种可信度高的目标识别(可靠的ID),分类器的输出包括:声波形、雷达信号特征和航迹形状 而由单个分类器进行可靠的识别是不可能的。通过融合过程可以减少目标位置误差和改善量测与航迹的互连过程。 由于融合过程是高度非线性和自适应的,因此,仿真是必不可少的。用多次重复的具有嵌入式传感器模型的仿真来建立多目标情景,以便激励融合过程。在仿真情景期间,用测量的声和雷达数据产生传感器输出的逼真描述。融合过程对分类和传统的跟踪器使用了神经网站。使用与目标ID有关的数据,以便选择最优的跟踪器参数。 对雷达和声数据的特定实例,验证了使用仿真来设计传感器融合处理的方法。然而,这种方法对于各类型的传感器或数据融合也是有价值的。例如:可在非军事应用中使用仿真,在这种应用中有关复杂系统状态的多源数据可用来控制其他数据和收集并做出最优决策。一般,仿真可用任务级指标,如成本、生存概率和杀伤概率来评定融合过程的好处。仿真对于优化融合过程的任何自适应“子部件”如神经网络来说是必不可少的。