监视雷达低仰角测角方法分析与工程实现

监视雷达天线孔径较小、垂直波束较宽,当雷达天线低仰角探测目标时,波束打地严重,测量易受多路径影响,仰角测量精度难以满足要求.先对现代雷达常用的和差比幅与比相两种测角方法进行了分析,然后以相控阵天线为例,对两者在低仰角下的测向精度进行了仿真和深入分析.最后结合两种方法的优缺点,对某Ⅰ型监视雷达样机进行改进,使其满足比幅比相混合型测角的条件,并对改进后的样机作动态对比试验,再次证明两种常用测角算法在低仰角下的优劣,为工程应用提供参考.     

阵列雷达双零点单脉冲低角跟踪算法

针对阵列雷达体制,从改进单脉冲的角度出发研究了低角跟踪问题。在多径阵列信号模型的基础上,利用极大似然估计原理推导了双零点单脉冲测角算法,通过数字波束形成实现双零点单脉冲系统修正和、差方向图。仿真分析了双零点单脉冲测角性能,得出测角性能与信噪比、目标仰角以及复反射系数的关系。用实测数据对该算法进行验证,结果表明:当目标仰角小于1/4波束宽度时,测角均方根误差达到1/40波束宽度,可以有效解决低角跟踪问题。     

一种快速抑制单脉冲雷达角闪烁的方法

一种小窗口的快速中值滤波方法能够有效抑制比幅单脉冲末制导雷达角跟踪中的角闪烁。该方法根据比幅单脉冲雷达测角原理,在测角之后对测量结果以小窗口中值滤波的方式进行处理,最大程度上保留测角结果的细节信息又能够有效地抑制角闪烁,并且有较低的运算量。通过对仿真及实测数据的处理,表明该算法可以明显降低末制导雷达在接近目标时角闪烁的影响,有效提高雷达角跟踪精度。     

基于频率分集的阵列雷达低角跟踪算法

针对舰载X波段阵列雷达研究了低角跟踪问题,雷达工作在频率分集模式。利用复反射系数与擦地角的关系建立了多频多径条件下阵列接收信号模型。推导了多频极大似然仰角谱,揭示了多频体制抑制仰角模糊的机理,推导出了仰角谱栅瓣间隔,分析了系统带宽对仰角谱的影响。提出谱峰正确选择概率来度量测角性能,通过仿真研究了SNR、目标仰角对仰角谱估计精度的影响,给定目标仰角条件下得到了满足测角精度要求的最小SNR,最小SNR随目标仰角增加并非严格单调下降。     

通道幅相不一致时的全向测角误差分析北大核心

在理想情况下,基于均匀圆阵的米波全向雷达可联合-1阶、0阶和和1阶相位模式实现全方位的无模糊测角。然而在实际工程中,各接收通道幅相特性往往不一致,这将导致激励出的相位模式中包含误差项从而引起明显的测角误差,而且该误差无法补偿,只能通过校正通道间的幅相误差或选择合适阵列参数的方式来减小。为此,通过理论推导得到测角误差与各接收支路幅相误差之间的解析关系式,明确了幅相误差对测角误差影响的同时也为合理选阵列参数以减小幅相误差引起的测角误差提供了理论依据,仿真分析验证了理论误差分析的正确性并给出了最优的阵列直径取值。     

通道幅相不一致时的全向测角误差分析

在理想情况下,基于均匀圆阵的米波全向雷达可联合-1阶、0阶和和1阶相位模式实现全方位的无模糊测角。然而在实际工程中,各接收通道幅相特性往往不一致,这将导致激励出的相位模式中包含误差项从而引起明显的测角误差,而且该误差无法补偿,只能通过校正通道间的幅相误差或选择合适阵列参数的方式来减小。为此,通过理论推导得到测角误差与各接收支路幅相误差之间的解析关系式,明确了幅相误差对测角误差影响的同时也为合理选阵列参数以减小幅相误差引起的测角误差提供了理论依据,仿真分析验证了理论误差分析的正确性并给出了最优的阵列直径取值。     

单脉冲雷达的改进方法

单脉冲体制的雷达以其在测角、跟踪方面的优越性,现在被广泛应用于各电子侦察部(分)队.但该体制也由于和、差通道的幅相特性的不一致,产生了测角误差,进而影响了系统的测角及跟踪性能.某型雷达由于在接收机中采用幅度、相位实时自动调整系统,使幅相一致性得到明显的提高,从而使测角误差大大减小.     

单脉冲雷达四通道联合的高分辨测角新方法北大核心

常规单脉冲雷达具有方位、俯仰二维角度的测量能力,其角度分辨力取决于天线波束宽度,对主波束宽度内的双/多目标不具备分辨能力。为了提高传统单脉冲雷达测角分辨能力,提出一种新的单脉冲雷达系统结构,巧妙的提取和利用了雷达对角线差通道的接收信号;提出了一种四通道联合单脉冲测角新方法,一次脉冲测量即可同时获得主波束范围内2个目标的二维角度信息,显著提高单脉冲雷达的角度分辨能力。该算法简单便于工程实现,并且在不同信噪比和2目标回波功率比条件下都具有很好的稳定性。最后,通过仿真分析验证了方法的有效性。     

单脉冲雷达四通道联合的高分辨测角新方法

常规单脉冲雷达具有方位、俯仰二维角度的测量能力,其角度分辨力取决于天线波束宽度,对主波束宽度内的双/多目标不具备分辨能力。为了提高传统单脉冲雷达测角分辨能力,提出一种新的单脉冲雷达系统结构,巧妙的提取和利用了雷达对角线差通道的接收信号;提出了一种四通道联合单脉冲测角新方法,一次脉冲测量即可同时获得主波束范围内2个目标的二维角度信息,显著提高单脉冲雷达的角度分辨能力。该算法简单便于工程实现,并且在不同信噪比和2目标回波功率比条件下都具有很好的稳定性。最后,通过仿真分析验证了方法的有效性。     

天线转台倾斜状态下雷达测高精度优化方法

分析了天线转台倾斜对三坐标雷达测高精度的影响,通过对测高误差进行量化分析,找准误差修正工作的重点和难点.经研究表明,测高误差主要是天线辐射波束仰角偏差引起,可通过对测高值的实时比对分析和对辐射波束仰角的实时调整,实现了测高误差修正.研究提出了针对天线转台倾斜引起的三坐标雷达测高误差的修正方案.     

对合成孔径雷达的转发式扫频干扰技术研究

对合成孔径雷达( SAR)的干扰技术进行了系统的研究,在对余弦转发式干扰和伪装遮盖干扰进行详细理论分析和计算机仿真的基础上提出了一种新的干扰方法——转发式扫频干扰,该方法通过转发调制了扫频信号的SAR回波,使得SAR回波在距离向频域不能实现压缩,破坏了合成孔径雷达的自聚焦能力.理论研究表明,这几种方法均可以在低干信比的条件对SAR进行有效干扰,使其不能成像,从而达到掩护分布式目标的目的.通过对汽车模型成像的干扰仿真,验证了这些方法的有效性和可行性.     

在线测量精密机床和加工工件直线度的新方法——优化误差分离法（OEST)

目前,运用多传感器对工件和精密机床的直线度进行在线测量的方法有ＳＴＰ法、ＳＴＲＰ法和ＦＳＴＰ法等。由于受到传感器相邻间隔距离的限制,这些方法往往只适合于长工件的在线测量。本文推荐的新方法──优化误差分离法（ＯＥＳＴ）可以用于短工件中的测量,它是基于频域分析和时域优化搜索的原理,可以克服频域变换中出现的边缘失效问题以保证频域变换的正确性。本文还介绍了计算机仿真和实际测量实验的结果,并验证了该方法的可行性和正确性。     

Ka波段VCO控制信号发生器设计及调制域测试方法

采用DSP的SPORT端口控制16位高速串行DAC，设计了任意电压信号发生器，用于控制Ka波段连续波雷达压控振荡器产生频率可任意调制的发射信号。利用该信号发生器与调制域分析仪，测试了压控振荡器的调制特性和阶跃响应。     

系统频率偏差对同时全极化测量的影响及其校准

目标极化散射矩阵的精确测量是全极化雷达极化信息处理的前提和基础。基于正负线性调频信号，针对采用数字解线性调频处理的同时全极化测量体制雷达，分别推导了雷达中频频率偏差和采样频率偏差对同时全极化测量影响的数学模型，提出一种雷达中频频偏和采样频偏的联合估计与校准方法。仿真和实测数据表明：雷达系统频率稳定度会引起不同通道极化测量结果峰值位置和相对相位的变化，采用所提方法能够有效校正峰值偏移，补偿相位误差，提高目标极化散射矩阵测量的精度。     

直线度误差分离方法的误差分析

在研究精密和超精密加工技术的发展对直线度误差分离技术所提出的新要求的基础上 ,定量分析了传感器初始对准误差 ,忽略摆角误差和传感器漂移特性差异在时域和频域直线度误差分离方法中造成的误差 ,同时指出了频域方法中权系数对测量误差的放大作用。并讨论了一些消除误差的方法。最后由此得出两点法与三点法相结合的组合方法是最适用于超精密直线度测量的误差分离方法的结论。     

无模糊长基线干涉仪测角的设计

首先介绍了被动雷达导引头干涉仪测角的特点,分析了干涉仪测角模糊的机理,进而提出了一种新的被动雷达导引头中长基线无模糊干涉仪测角天线系统组成的设计方法,并从数学模型上论证了该方法的合理性和有效性,该方法继承了长基线干涉仪测角精度高的优点,而且具有消除模糊的能力。     

Feasibility analysis of WDM links for radar applications

Active phased array antennas enhances the performance of modern radars by using multiple low power transmit/receive modules in place of a high power transmitter in conventional radars. Fully distributed phased array radars demand the distribution of various signals in radio frequency(RF) and digital domain for real time operation. This is normally achieved through complex and bulky coaxial distribution networks. In this work, we intend to tap the inherent advantages of fiber links with wavelength division multiplexed(WDM) technology and a feasibility study to adapt these links for radar applications is carried out. This is done by analysing various parameters like amplitude, delay, frequency and phase variation response of various radar waveforms over WDM links. This also includes performance evaluation of non-linear frequency modulation(NLFM) signals, known for better signal to noise ratio(SNR) to specific side lobe levels. NLFM waveforms are further analysed using pulse compression(PC) technique. Link evaluation is also carried out using a standard simulation environment and is then experimentally verified with other waveforms like RF continuous wave(CW), pulsed RF and digital signals. Synchronization signals are generated from this variable duty cycle digital signals during real time radar operation. During evaluation of digital signals, variable transient effects for different duty cycles are observed from an amplifier configuration. A suppression method is proposed to eliminate this transient effects. Further, the link delay response is investigated using different lengths of fiber spools. It can be inferred from the experimental results that WDM links are capable of handling various signals significant to radar applications.     

基于连续波雷达微多普勒效应的弹丸转速测试方法

针对目前弹丸转速测试方法的局限,提出了一种新的弹丸转速测试方法,利用连续波雷达探测弹丸旋转产生的微多普勒效应,建立了弹丸旋转运动引起的雷达回波微多普勒调制数学模型,推导了微多普勒频率与弹丸转速的解析关系,给出了弹丸转速微多普勒数据的实测方案,并通过弹丸旋转微动辨识与数字解调技术,提取出弹丸转速,经靶场试验验证,测试效果良好。     

X波段雷达前门防护技术研究

为了提高X波段雷达的带外抑制能力,在传统方形环孔的基础上,设计了一种新型带通FSS单元。运用谱域法对这种新型单元的传输系数进行了数值计算。计算结果表明:该新型频率选择表面(FSS)的工作带宽为8～12 GHz,该新型单元具有极好的角度稳定性。入射角度φ从0°到90°变化时,工作带宽漂移量不超过100 MHz;入射角度θ从0°到45°变化时,工作带宽漂移量不超过400 MHz。应用于X波段(8～12 GHz)雷达天线上,可提高其带外抗干扰的能力。