数字阵列雷达及其关键技术进展

随着高速ADC器件和高性能通用处理器的发展,雷达的数字化程度越来越高。分析了数字阵列雷达的优点;介绍了现有的典型数字阵列雷达系统,总结了数字阵列雷达的典型结构;介绍了高速ADC器件、高速采集板、正交解调和通道均衡等关键技术的发展现状。随着相关技术的不断进步,阵列雷达必然向着数字化、软件化和多功能的方向发展。     

宽带雷达射频分时交替采样增益失配估计方法

针对分时交替采样在宽带条件下存在增益起伏的失配问题,提出了基于最小二乘曲线拟合的增益曲线估计算法。基于实际ADC器件增益起伏的情况,分析了通道增益失配对系统输出信号频谱的影响;根据宽带数字阵列雷达回波信号的特点,利用分段估计与最小二乘曲线拟合方法得到增益估计曲线,给出了算法的实现步骤。仿真实验结果表明该算法在宽带分时交替采样中的有效性。     

基于EV模型的惯导平台误差分离方法

针对惯导平台误差分离过程中输入输出观测数据均含有噪声的问题,应用基于EV模型的总体最小二乘方法进行误差分离.给出了惯导平台的误差模型及误差观测方程,介绍了EV模型及总体最小二乘方法,分析了利用车载试验进行误差分离时平台的安装方式以及所需的外测信号等问题.应用最小二乘法和总体最小二乘法进行仿真对比研究.仿真结果表明,基于EV模型的总体最小二乘法对惯导平台的误差系数分离精度较最小二乘法要高.     

宽带稀疏线阵内外场联合通道校正技术研究

实际工程应用中数字波束形成的关键技术之一是接收通道校正,校正的精度将直接影响形成波束的主瓣宽度和副瓣电平。结合某工程实例讨论了一种在工程实现中的接收通道校正方法,通过频域均衡滤波器法和内外场联合利用已知信号源的天线校正方法,实现了通道幅相不一致性的校正,并提出了提高波束精度的天线方向校正方法。最后,根据实验数据计算相关的校正系数,并对测试信号进行校正,校正结果验证了该方法的有效性。     

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。     

地磁陀螺复合测姿系统误差补偿方法

针对三维地磁姿态检测系统不能独立求解姿态角的问题,提出了一种基于地磁陀螺复合的弹丸姿态检测方法,在分析MEMS陀螺误差来源的基础上,建立了二维MEMS陀螺的误差模型,通过最小二乘法拟合求得误差补偿系数,最后利用补偿算法对二维MEMS陀螺的两路角速度输出矢量进行校正。经过一系列实验,结果表明,校正后的角速度矢量的零偏基本消除,误差波动幅值明显减小,利用角速度矢量计算得到的偏航角误差减小到1.757 7°,测量精度提高提高近12倍,基本能够满足三维地磁传感器姿态检测系统对外部基准角的要求。     

基于频谱分析的雷达信号分选新方法

相参性是现代雷达的普遍性质,利用雷达脉冲之间的相参性,提取相参特征参数,并运用于雷达信号分选,对降低当前信号分选中存在的“漏批”率具有重要的意义。本文在基于频谱分析的相参特征模型基础上,研究了基于最小二乘模板匹配误差的相参特征,并提出了具体应用中的改进措施。仿真结果表明,利用频谱主峰图像最小二乘模板匹配误差这一相参特征参数进行信号分选,可以有效地减少“漏批”率。     

高炮射弹飞行时间拟合

用插值拟合和最小二乘逼近拟合方法对高炮射弹飞行时间拟合问题进行了研究。通过对插值拟合公式原理及误差规律的分析,提出确定可用区间的"去值检验"方法,说明了插值拟合公式的应用范围。通过对最小二乘拟合公式实际计算结果的分析,得出了"拟合公式阶数取3为最佳"的结论。对其他口径高炮的射弹飞行时间拟合也基本适用。     

高炮射弹飞行时间拟合

用插值拟合和最小二乘逼近拟合方法对高炮射弹飞行时间拟合问题进行了研究.通过对插值拟合公式原理及误差规律的分析,提出确定可用区间的"去值检验"方法,说明了插值拟合公式的应用范围.通过对最小二乘拟合公式实际计算结果的分析,得出了"拟合公式阶数取3为最佳"的结论.对其他口径高炮的射弹飞行时间拟合也基本适用.     

防空导弹控制系统数字仿真原始数据预处理方法

防空导弹控制系统数字仿真建模过程中,要对大量原始表格函数进行处理。针对插值计算的缺点,采用最小二乘法来拟合多项式的方法,利用MATLAB语言编程实现了防空导弹控制系统仿真计算原始数据的预处理,并构造了通用拟合函数模块,在仿真中利用拟合函数直接进行计算。利用该处理方法,对某型防空导弹的原始数据进行了预处理,结果表明这种预处理方法提高了仿真运算的速度和精度。     

基于改进LS-SVM的雷达故障诊断技术

针对传统雷达系统故障诊断流程复杂、诊断时间长且准确率仍有上升空间的问题,将改进最小二乘支持向量机算法引入到雷达系统故障诊断中,建立雷达故障诊断模型。该方法很好地解决了分类和函数估计问题,加快了诊断速度,改善了最小二乘支持向量机的鲁棒性和稀疏性,并提高了诊断准确率。通过对某型雷达故障诊断实例仿真,对比改进最小二乘支持向量机和传统神经网络在雷达故障诊断上应用的效果,仿真结果验证了该方法较传统神经网络,具有更好的雷达故障诊断效率和准确率。     

导弹武器系统研制费用估算方法

针对导弹武器系统研制费用相关数据样本量少,变量之间存在严重共线性等问题,提出了一种基于偏最小二乘法的研制费用估算模型。引入库克距离对原始数据进行识别,并剔除异常数据,采用灰色关联度分析法选取相关度高的自变量,提高模型准确性和稳定性。利用偏最小二乘法进行数据拟合,估算出导弹武器系统的研制费用。应用算例的计算结果表明,该方法建立的研制费用估算模型拟合度良好,计算误差在8%以内。     

基于单基地嵌套MIMO雷达的联合角度和多普勒频率参数估计

为了提升单基地MIMO雷达中角度和多普勒频率的二维参数估计性能,通过在单基地MIMO雷达的接收端和发射端进行嵌套阵列设计来实现阵列自由度的提升.通过利用隐含在目标结构中的时延特性来实现对多普勒频率旋转不变关系的构建.通过构建三阶张量模型来实现对阵列接收数据空时特性的充分利用.最后,通过利用三线性迭代最小二乘平行因子算法...     

武器系统模糊寿命周期费用模型

武器系统的寿命周期费用建模较多采用参数法,而参数法中最常用的是最小二乘回归.考虑费用统计数据的模糊性,提出用模糊最小二乘回归来建立武器系统模糊寿命周期费用模型,并结合实例对武器系统寿命周期费用进行了分析.结果表明,这种方法能达到令人满意的拟合精度,具有实用价值.     

光纤陀螺随机漂移分析与建模方法

随机漂移是影响光纤陀螺精度的重要因素。根据光纤陀螺静态漂移测试信号,利用Allan方差法对光纤陀螺随机漂移误差进行了分离和辨识,并分析了系数拟合过程中最小二乘法的病态矩阵问题。最后探讨了利用AIC准则和长自回归法建立光纤陀螺随机漂移ARMA模型的方法,为进一步对光纤陀螺输出信号进行滤波处理奠定了基础。     

空空导弹攻击区处理的拟合——插值法

用最小二乘拟合与插值相结合的方法对空空导弹的发射包线进行处理,降低了拟合阶次。数字仿真结果表明,该方法不但在平常发射条件下极大地提高了拟合的精度和速度,而且在一些传统方法几乎无法使用的异常情况下仍有较好的结果。     

阵列校正中导向矢量内插的条件

阵列模型误差对阵列信号处理影响严重,且建模困难,实际工程中通常采用内插技术进行阵列误差校正。在对导向矢量内插法进行分析的基础上,提出运用该方法的4个条件,即稳健性、可插性、单调性和叠加性,并给出了定义。这4个条件是误差校正后的阵列有效工作的前提,仿真实验验证了该结论。提出的条件对工程实践具有一定的指导价值。     

防空导弹随动定向战斗部自校正控制研究

建立了防空导弹随动定向战斗部模型,提出了运用最小方差控制、广义最小方差控制分别同带遗忘因子的递推最小二乘法配合的自校正控制以及广义预测控制,对比了这几种方法的特点、效果与不足,并展望了未来防空导弹随动定向战斗部控制策略的发展方向。仿真结果表明,自校正控制在防空导弹随动定向战斗部系统中能起到良好的效果,特别在面对非最小相位系统时,广义预测控制体现了它特有的优势。     

分布式MIMO数字阵列雷达多目标定位

为了充分发挥相控阵雷达探测波束的方向性和分布式多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达空间分集增益和结构增益在目标定位上的优势,提出了一种分布式MIMO数字阵列雷达模型并对其多目标定位方法、搜索复杂度和分辨力进行了研究。建立了分布式MIMO数字阵列雷达的观测模型;依据最大似然估计给出了目标定位的搜索方法并计算了搜索复杂度;并利用模糊函数对分布式MIMO数字阵列雷达的分辨力进行了仿真分析。研究结果表明:与常规分布式MIMO雷达相比,分布式MIMO数字阵列雷达子阵波束的方向性可以降低目标定位时的搜索复杂度,缩小距离和角度联合模糊带的长度;与常规相控阵雷达相比,分布式MIMO数字阵列雷达的结构增益可提高目标分辨力。