导引头加速度盲补偿技术研究北大核心

雷达导引头对有加速度的目标进行探测,采用传统的FFT相关检测会导致目标能量在多普勒通道上的扩散,使导引头的检测性能下降,通过补偿加速度可以将分散的目标信号能量汇聚在较窄的频带内。将从工程应用角度,提出一种加速度盲补偿技术,首先分析加速度对PD信号检测的影响;接着分析补偿原理,并以此建立加速度盲补偿的数学模型;最后对影响补偿效果的参数进行分析。     

基于MDCFT的天空双基地雷达机动目标检测方法

针对天空双基地雷达高速机动目标的距离徙动和多普勒频谱扩展问题,在建立目标回波信号模型及分析目标距离和多普勒徙动特性的基础上,提出了一种适用于该体制雷达的高速机动目标检测方法。首先对脉压回波信号采用Keystone变换校正距离徙动;其次对离散线性调频傅里叶变换(discrete chirp-Fourier transform,DCFT)进行修正,完成对目标加速度大小和频率因子的估计;然后根据构造的二次相位补偿函数,实现多普勒徙动补偿;最后对补偿后回波信号进行相参积累检测。仿真结果表明,所提方法对目标径向加速度的估计更准确能有效对高速机动目标回波能量进行相参积累,提高了在低信噪比条件下的检测性能。     

发射后截获制导律研究

研究了发射后截获制导律设计问题.为了保证导引头顺利截获目标,提出了一种包含离轴角增益控制比例导引项、变系数追踪项和导弹纵向加速度补偿项的组合制导律.比例项主要稳定视线角速度,保证弹目距离收敛;变系数追踪项控制导弹前置角,能有效克服前置角震荡,增大导引头视场角截获概率并保证导引头尽早截获目标;导弹纵向加速度补偿项消除弹体纵向加速度变化对制导的不利影响.仿真验证结果表明,提出的制导律在大离轴角发射条件下能够满足发射后截获要求,简单易行.     

基于均匀线阵的导引头STAP检测研究

针对导引头下视跟踪目标的典型状态,开展了均匀线阵导引头空时自适应处理(STAP)检测研究.在分析空-时信号环境的基础上,建立目标回波与STAP检测模型,并通过仿真对检测性能进行分析,发现当阵列平行于水平面时,STAP能够获得较好的检测性能,可以获得不超过50m/s的最小可检测速度.如果导引头姿态变化,STAP检测性能将会下降,当阵列俯仰角增大到30°时,将难以检测到目标.     

双波段复合导引头联合检测策略

双波段复合雷达主动导引头可以在2个波段对同一空袭目标进行独立探测。双波段各自回波信号之间的强相关性以及接收机热噪声的独立性使得复合导引头可以利用2个波段的回波信号进行联合检测。联合检测中,通过调整2个独立探测单元各自的虚警概率与检测概率,复合导引头可以在满足系统参数要求的前提下一定程度降低检测信噪比门限,从而达到提升导引头探测威力的效果。通过理论分析以及仿真计算,当双波段各自的独立探测距离满足一定条件时,选择合理的联合检测策略并且匹配适当的检测信噪比门限可以将复合导引头的灵敏度提升2 dB左右。     

基于经典控制理论的制导系统校正方法研究

针对空空导弹抗目标大机动时,制导系统持续增加的快速性需求,利用反馈/前馈控制信号可提高瞬态和频率响应的经典控制思想,以及在制导算法中引入导弹的实际加速度补偿量以改善制导回路性能的方法,设计了制导系统校正算法。然后,通过线性化模型对制导系统校正算法的性能进行了数字仿真,仿真结果表明系统校正算法能够降低目标机动时所产生的脱靶量。最后,在仿真环境中加入导引头测角噪声,对校正算法增加前后的制导控制系统性能进行仿真和对比分析,基于分析结果对噪声环境下的校正算法进行了优化。     

多路径效应下脉冲多普勒雷达导引头性能研究

多路径效应能增大导引头对目标的检测和跟踪误差,是导引头的重要研究内容。从脉冲多普勒雷达导引头利用其多普勒频率选择能力检测运动目标的固有特性着手,根据脉冲多普勒雷达导引头弹目空间几何关系,建立了多路径效应产生影响的多路径回波和直接回波信号的多普勒频差模型,并仿真了多普勒频差与导引头波长、飞行高度、弹目距离、弹目相对速度等因素的相互关系,为脉冲多普勒雷达导引头规避多路径效应的影响,实现远距离发现目标和低空突防提供了参考方法。     

带有高阶滑模微分器的制导控制一体化设计

针对制导控制一体化模型中由于目标机动加速度难以测量的问题,提出了应用高阶滑模微分器,对导弹导引头获得的弹目相对运动信息进行微分,从而解算出目标加速度的方法。在最后开展了导弹六自由度仿真验证,将高阶滑模微分器得到的目标加速度与真实值进行对比,验证了方法的有效性。     

变加速运动目标的相参积累算法

针对高速机动目标发生多种距离走动和多种多普勒走动现象而无法实现能量有效积累问题,提出了一种不需要进行参数搜索的变加速运动目标的相参积累算法。首先,对频域脉压回波信号进行慢时间序列翻转变换,并与频域脉压回波信号相乘,可以同时校正速度引起的线性距离走动、加加速度引起的三阶距离走动和加加速度引起的多普勒弯曲。其次,采用二阶keystone变换的方法对加速度引起的距离弯曲进行校正。最后,将慢时间维信号看做线性调频信号,利用双正交傅里叶变换估计调频斜率来实现相参积累。通过仿真证明,该方法能够有效实现积累,能够实现多目标检测,相比其他算法具有优越性。     

红外焦平面探测器的盲元对跟踪精度的影响

由于加工材料和制造工艺等因素的影响,实际使用的红外焦平面阵列探测器存在盲元。盲元将造成图像质量下降,图像灰度分布失真,进而影响红外系统的跟踪精度。简单介绍了质心和形心的计算方法,通过仿真,分析了不同情况下的盲元分布对点目标、斑点目标、面目标跟踪精度的影响,为减小导引头的跟踪误差提供了理论参考。     

LFMCW雷达MTD处理的分析与研究

将LFMCW雷达运用于主动防护系统时,由于受到发射信号泄露以及地杂波、噪声等因素的影响,往往难以满足低虚警概率的要求。工程上可以利用MTD技术提高信噪比抑制虚假目标。但对于快速来袭的导弹目标,由于在连续的检测周期内目标往往并非出现在同一个距离分辨单元内,直接采用MTD算法进行信号处理并不能得到理想的检测效果。针对这一问题,首先分析了目标在相邻检测周期跨越距离单元造成的回波相位变化及其对信号积累的影响;其后提出在已知目标速度和未知目标速度的情况下分别进行MTD相位补偿的方法,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

动基线时差测量系统多脉冲相参积累算法研究

主要研究了动基线时差测量系统采用多脉冲相参积累算法对低信噪比条件下运动目标的有效检测问题。通过分析雷达回波信号的特性,指出目标高速运动所引起的包络走动是影响积累性能的主要因素。选用了插值补偿包络走动后进行相参积累的算法。仿真结果表明,在低信噪比条件下,插值补偿相参积累算法能实现对运动目标弱小信号的有效检测,其积累性能优于未做补偿积累算法的性能。     

激光威胁下电视导引头优先跟踪方式研究

为提升激光威胁下电视制导武器的突防能力和杀伤概率,对导引头的跟踪方式进行研究。以某电视导引头模拟器为实验对象,通过模拟打击可见光合作目标,对比分析导引头在不同功率激光信号干扰下质心跟踪、相关跟踪对跟踪状态的影响,并基于激光的干扰效果给出导引头的优先跟踪方式。研究成果对提升部队光电及光电对抗训练水平、作战能力具有积极的指导作用。     

基于盲源分离的抗密集假目标干扰技术研究

密集假目标干扰会严重影响雷达检测目标的性能。针对此问题,提出一种基于盲源分离的密集假目标抗干扰的方法。该方法可有效从密集欺骗式假目标中检测出目标回波信号,并分析比较了JADE和Fast ICA两种盲源分离方法对密集欺骗式假目标和回波信号的分离效果。理论分析和仿真结果表明:JADE盲源分离较Fast ICA盲源分离抗密集假目标干扰较更有效。     

水中目标信号的实时检测方法研究

在对目标信号及噪声背景信号的特性进行分析的基础上,依据目标信号功率主要集中在低频部分的特点,用功率谱估计方法提取低频信号的能量作为特征,对信号滑动地进行目标检测.通过不同浪级情况下海洋水压力场的仿真信号数据,对某型目标舰船的水压力信号进行了检测计算,验证了该方法的有效性,尤其是达到了在高海况、低信噪比条件下,对目标信号正确的检测.     

基于神经网络和功率谱的水中目标信号检测方法

将功率谱和神经网络相结合,应用于高海况、低信噪比条件下,水中目标信号的特征提取中.文中首先对信号进行功率谱估计,利用目标信号功率主要集中在低频部分的特点,提取低频信号的能量作为特征,然后利用人工神经网络对目标信号进行检测.利用不同浪级情况下海洋水压场的仿真信号数据,对某型目标舰船的水压信号进行了检测计算,验证了该方法的有效性,尤其是达到了在高海况、低信噪比条件下,对目标信号检测率比较高、虚警率比较低的效果.     

捷联导引头半实物仿真误差分析

针对捷联导引头参试的半实物仿真试验,就导弹的运动模拟精度和目标运动模拟精度对导引头视线角速度测量的影响进行了分析;分析结果表明,三轴转台的误差和目标运动模拟的误差直接引入到导引头的测量输出,但采取不同的试验方法,仿真设备的误差引入不同。     

机载PD雷达宽带线性调频信号运动补偿

采用宽带线性调频信号能够显著地提高雷达的距离分辨率和抗干扰能力,然而雷达与目标间的相对运动损耗了部分目标回波相参积累能量,影响目标频率向和距离向分辨力。针对以上问题,提出了一种基于改进匹配滤波函数的运动补偿方法,补偿信号回波中的相位误差,实现宽带线性调频信号目标运动运动补偿。实验与仿真结果证明了该算法的有效性。     

高重频脉冲对被动导引头的干扰效能分析

高重频脉冲干扰可压制宽带接收机,从而实现对反辐射武器的防护以保护雷达的安全。为进一步分析其对被动导引头的干扰效能,从高重频脉冲的信号特征出发,首先分析了干扰脉冲对被动导引头的作用机理;其次考虑与雷达的电磁兼容问题进而明确干扰机的部署位置,提出利用有效压制区和导引头末制导失效区对高重频脉冲的干扰效能进行分析;最后分别对有效压制区及末制导失效区进行仿真,从而得到干扰信号的有效作用区,以此分析对雷达的保护效果。结果表明,高重频脉冲既能对被动导引头实现压制,同时也能降低导引头的测向精度从而影响末制导过程,是对抗被动导引头的有效手段。     

导引头目标模拟器设计与实现

作为雷达导引头半实物仿真系统中的重要组成部分,导引头目标模拟器主要用于产生包含目标距离、速度、角度和功率等特征信息的回波信号,并能简单地模拟干扰信号.介绍了回波信号的特征原理,提出了导引头目标模拟器的设计实现方法,着重说明了采用数字频率综合器(DDS)和数字射频存储器(DRFM)方法模拟目标的速度和距离信息.该模拟器的实现可以方便地对目标信号进行模拟,同时也具有较高的模拟精度.