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。     

单脉冲雷达分析

Ⅰ.绪 言 本文将分析一部简化的单脉冲雷达。首先假定不存在干扰信号的情况下,推导出雷达信号处理机相位检波器输出电压的表达式。然后,考虑到各种干扰源及其视角位置引起的干扰信号。还将分析雷达控制系统,以便确定无干扰时的天线定向误差。 Ⅱ.理想单脉冲雷达 图1示出单脉冲雷达接收机的简化方框图。由和差器获得和信号、方位差信号以及俯仰差信号并经过混频变成中频信号,而中频和信号分别加到两个差支路。经硬限幅后,和信号用来作为误差支路相位检波器的基准。     

基于轮廓特征的空间目标识别算法

高分辨力单脉冲雷达通过对三个通道回波成像可以获取各个散射中心的方位角和俯仰角,结合距离信息就可以得到各个散射中心在垂直于雷达天线轴的平面上的投影,形成方位-俯仰二维像.由于卫星的尺寸通常大于碎片的尺寸,因此卫星的方位-俯仰二维像的轮廓面积较大.提出了基于轮廓特征的空间目标识别算法,首先通过高分辨力单脉冲雷达对目标进行方位-俯仰二维像成像,然后从方位-俯仰二维像中提取目标轮廓,最后根据轮廓面积特征对卫星和碎片进行识别.经过计算机仿真实验,该算法取得了比较好的识别效果.     

利用复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测方法

针对平面阵列雷达群目标检测问题,以矩形阵为例,详细分析方位向和俯仰向复单脉冲比虚部的统计特性;建立平面阵列雷达群目标检测模型,根据恒虚警检测原理推导复单脉冲比虚部的椭圆判决域,并利用复单脉冲比实部辅助判决,综合提出基于复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测算法。针对双目标情形进行仿真实验,结果表明:在较高信噪比、较大角度间隔以及幅度相当且相位差较大的条件下算法能够有效检测群目标。     

频率捷变对改善低空目标探测的分析与研究

由于预警雷达在低空探测中受多径影响严重,导致雷达跟踪性能下降。而频率捷变作为雷达常规抗干扰措施,其捷变特性在一定程度上能使多路径信号和回波信号去相关、减小其影响。为此,首先建立了多径模型,计算了雷达多路径传输因子。在此基础上,分析了频率捷变的去相关特性,得出了不同多路径路程差去相关所需要的捷变带宽。紧接着,建立雷达回波仿真模型,对不同捷变间隔情况下的单脉冲回波和积累后的信噪比进行比较。可以看出,捷变带宽越宽,对多径改善越好,但对于目标回波受多径影响不大的位置,捷变没有改善效果,相反信噪比会有少量损失。     

海面多径环境下雷达目标俯仰角测量提取的研究与应用

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下偏轴跟踪目标俯仰角的测量,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行仿真,得到良好的仿真结果,表明两种算法结合使用,可较大地提高低空目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。并将其应用于某型雷达对掠海巡航飞行目标测量数据事后俯仰角的提取,与雷达实时输出的俯仰角测量数据相比,验证了该算法的有效性和可实施性。     

脉冲雷达中频回放系统设计与实现

提出了一种脉冲雷达中频回放系统的设计方案,通过读取并处理雷达回波数据,来回放雷达的和支路、俯仰差路和方位差路3个通道的回波信号,以及同步脉冲和导前波门脉冲等雷达信号。该系统的实现为分析评估雷达系统的工作状态、发现故障及故障定位提供重要工具。此外,利用该系统可对雷达数据进行高精度事后处理和为日常训练任务的开展提供数据源。     

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。     

地面反射对雷达目标跟踪精度的影响

对传统固定波束裂开自动跟踪雷达,由雷达回波的地面反射导致的雷达目标跟踪误差已经计算出来。此篇论文中的分析和结果应用到均一照射抛物面反射器上,此反射器在3cm波长上波宽为1°。很明显,经典的传播理论充分地说明了地面反射误差。当地面反射系数大约为-0.4目标仰角接近0°时,理论和试验均表明跟踪误差为±10 ＇。在目标仰角5°时跟踪误差为±1＇,甚至在较大范围的仰角上,这将是控制当今精密雷达目标跟踪性能的最重要因素。一简单计算峰值误差公式已列出,其准确度可至仰角为0.5°时。放在反射点的反地面反射屏对跟踪给出了实质性改进。对所有可能的目标方位角,屏设计足够宽以避免任何源自目标影象的大量辐射,目标乃绕着屏的垂直边缘绕射。因此,大多情况下,屏是无效的。符号一览表λ=波长(3cm)△h=地面不规则垂直高度α=相对于雷达目标真实仰角β=俯视掠地角θ=参考天线极化图角f(θ)=天线极化图函数F=方程4左侧项T=常量,用以这次试验的天线为159.5ρ=地面反射系数h=接收天线超出地面的高度E=由地面反射引起的跟踪误差E_(max)=跟踪误差曲线的最大值B天线波宽P_T=天线接收总功率P_0=自由空间的接收功率φ=直射和反射线间总的相移差A_1和A_0=增益控制器中设置的最大和最小能量值H=目标超出地面的高度 R=雷达目标间距离S＇=雷达与目标影象间距离d=接收机与源之间水平距离K=2π/λα_R=雷达测到的表面仰角δ=雷达极化图的半波裂开角     

GPS接收机中多路径干扰的研究

从GPS接收机内部结构入手,给出了GPS接收机码和载波跟踪环的功能以及多路径信号对码跟踪精度的影响;分析了在多路径干扰下.用窄相关器可以部分修正多路径对码环的跟踪误差,详细介绍了一种以窄相关为基础的新的窄相关器技术--微脉冲相关技术,通过与宽的标准相关器和窄相关器在伪距测量精度上的比较,说明了它是一种性能非常好的抗多路径技术.     

具有和通道限幅的单脉冲雷达角精度的严格分析

本文给出了幅度比较型单脉冲雷达角跟踪误差的方差,该雷达和通道在角误差鉴别器前装有限幅器。误差表示式适用于任何发射脉冲形状和任何跟踪距离门宽度,但要求信号处理支路是匹配滤波器,并要求大的单脉冲信噪比。推导过程是严格的,推导中考虑了系统中固有的非稳态噪声。本文给出了矩形发射脉冲包络这一特定情况的实例。     

单脉冲雷达低空多路径建模与仿真分析

雷达跟踪低空目标时,反射信号与直射信号一起(矢量相加后)进入雷达天线,从而引起回波信号在幅值和相位上的变化,造成严重的俯仰角测量误差.对多路径效应进行分析并建立了物理模型和数学仿真模型,根据实测数据与仿真结果进行对比分析,得到了多路径效应相关结论.     

克服多路径效应的自适应偏轴跟踪方法

在已有的偏轴跟踪方法的基础上,利用海情、目标距离、正交分量的误差电压及其变化,自适应地进行偏轴跟踪,以达到用普通单脉冲雷达精确地跟踪超低空飞行海上目标的目的.     

使用基于电视信号的双基地雷达实施目标跟踪

本文开展了使用非合作电视发射机作为双基地雷达系统照射器的研究,提出利用电视广播视频或声音载波探测和跟踪目标的信号处理方案。此方案不需要与发射机同步,使用多普勒频移和方位测量来估计目标航迹,信号处理包括两个通道的快速傅里叶变换,用以确定接收信号中的多普勒和相位特征,然后经过时域和频域恒虚警处理获得目标回波。对回波中存在的由于天线单元间互耦合产生的相位误差进行校正,并且求得相应的方位。基于卡尔曼滤波的跟踪技术用于多普勒/方位点迹和不同目标航迹之间的互联。每个目标在直角坐标下的位置和方位估计采用扩展卡尔曼滤波,滤波初始化过程采用遗传算法和Levenberg-Marquardt优化算法。实验结果表明能够探测并跟踪很大范围内的目标,最远距离可以达到260公里。     

雷达仿真用的低空目标模型

考虑低空目标的天线阵信号的仿真模型.利用基尔霍夫近似获得关于散射信号的统计和谱特征的显式表达式.这种模型可以估计低空目标跟踪不同方法的效果.它有利于理解多路径传播对跟踪雷达的影响.     

电离层状态非稳定条件下的多路径Viterbi跟踪算法

多路径Viterbi数据关联跟踪算法(MVDA)研究了运用动态规划的优化算法解决天波超视距雷达多路径数据关联问题,该算法是基于电离层状态已知稳定条件下的.提出一种电离层状态非稳定条件下的多路径Viterbi跟踪算法,该算法针对无法精确获得电离层状态时,量测模型中的电离层状态参数不确定导致雷达坐标系/地理坐标系之间的坐标变换存在的不确定时,在最大似然的意义下的回波、传播模式和航迹的三维数据关联.仿真表明:在电离层非稳定状态下MVUI提高了低检测概率时的跟踪性能,大大降低了失跟率,并提高了跟踪精度.     

用于目标跟踪的自适应广义调频波形设计算法

提出了一种用于雷达目标跟踪的自适应广义调频波形设计算法。该算法根据跟踪器的动态需求,以广义调频信号为样板波形自适应设计下一时刻的发射波形,其目的是使预测的目标跟踪均方误差最小化,并假定高信噪比条件,且目标跟踪运动模型和观测模型均为线性。利用与某一波形相对应的克拉美-罗下限(CRLB)以及卡尔曼滤波器,通过最小化预测的跟踪均方误差来实现广义调频波形的自适应设计。仿真结果表明:在信噪比相同的情况下,与使用固定参数、自适应参数的线性调频波形设计算法相比,所提出的算法能够获得更低的目标跟踪均方误差。     

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.     

基于目标RCS加权滤波方法抑制角闪烁的研究

单脉冲雷达进入末段跟踪状态后,其测角误差主要来自于目标的角闪烁。利用目标(RCS)起伏与角闪烁线偏差绝对值之间的负相关性,采用目标RCS加权滤波的方法能够有效抑制角闪烁。仿真数据和实测数据的验证结果表明,该方法能够有效抑制单脉冲雷达角闪烁现象,具有较高的工程应用价值。