天基稀疏阵杂波自由度分析

天基稀疏孔径实现地面运动目标指示具有很大吸引力,如何简单准确地估计空时自适应处理器的杂波自由度是一个重要的课题.针对天基稀疏孔径的两种常用类型——稀疏子阵列和非全向性阵元稀疏阵,基于空时等效理论,从等效的虚拟空间阵列角度分析了阵列的杂波自由度,得到了预测杂波自由度的简单方法,仿真结果验证了方法的有效性.最后从杂波自由度得到分布式小卫星雷达实现地面运动目标指示的基本设计约束条件.     

基于三维成像处理的稀疏阵列天基雷达运动目标探测方法北大核心CSCD

利用阵列天线合成孔径雷达技术能够实现目标三维成像。对于天基雷达,通过对天线进行稀疏化,在空间分辨率要求高、设备体积质量约束条件多的工作环境中具有显著优势。在此基础上,文中进一步开展稀疏阵列天基雷达运动目标探测方法的研究,基于在交轨向应用大型稀疏线阵、顺轨向采用合成孔径技术、距离向发射线性调频信号的工作机制,提出对获取的回波信号分别进行修正均匀冗余阵列正反编码空间调制和干涉处理来实现运动目标探测。仿真表明:相比于直接三维成像结果,应用文中方法得到的三维图像分辨率虽然有所降低,但是能够有效地实现运动目标的探测。     

基于最小冗余的天基稀疏阵雷达多载频STAP研究

天基GMTI（Ground Moving Target Indication）稀疏阵雷达的模糊性问题受到广泛关注。针对角度模糊、多普勒模糊导致的动目标检测盲区问题,本文将最小冗余思想应用于雷达阵列设计,在子阵列数目受限的情况下,给出两种最小冗余阵列配置,能够解决无模糊测速范围和速度分辨率之间的矛盾,改善稀疏导致的角度模糊问题。在存在多普勒模糊的情况下,结合多载频技术,建立了多载频最小冗余阵雷达系统模型。通过仿真证明空 时 频三维自适应处理比单频STAP（Space-Time Adaptive Processing）性能明显提高,能够有效消除多普勒模糊和提高动目标检测性能。      

天基雷达系统概念分析

针对天基雷达系统,对比分析了SAR、GMTI、AMTI以及DTED等技术模式的特点,研究了各种不同技术模式条件下的处理算法、体制特点和应用场合.并探讨了不同任务需求情况下根据覆盖性能对天基雷达卫星星座布局的要求.分析结果表明,天基雷达星座具有多种可变模式,功能先进.同时,天基雷达星座只需要有限的卫星数目就能达到全球覆盖的目的,具有很好的目标监视能力.分析的结论对于研究国际先进的天基雷达系统有着重要的指导意义.     

基于卷积神经网络的天基预警雷达杂波抑制方法

利用天基预警雷达实现动目标指示具有重要的军事应用价值。对于天基预警雷达,其平台高速运动及受地球自转影响导致杂波复杂非平稳性,更大的波束照射区域带来更严重的杂波非均匀性,从而导致适用于机载预警雷达的传统空时自适应处理(STAP)方法无法直接应用。针对上述问题,该文分析了天基预警雷达杂波分布特性,并构建了基于卷积神经网络(CNN)超分辨谱估计的STAP处理框架。首先,利用雷达系统和卫星轨道参数,仿真随机生成不同纬度、距离门、阵元误差、杂波起伏和地貌散射系数的回波数据集;然后,设计并调优了含5个权重层的二维CNN,实现由小样本所估低分辨杂波谱到高分辨谱的非线性映射;最后,基于高分辨空时谱构造空时滤波器实现杂波抑制和目标检测。仿真实验验证所提方法在小样本条件下可实现次最优杂波抑制性能,同时所需在线运算量远低于现有稀疏超分辨类方法,因此适用于天基预警雷达实际应用。      

天基雷达信号仿真系统设计与实现

雷达回波信号仿真器是雷达系统研究和开发中的重要设备,利用其仿真的雷达回波信号,研究人员可以在实验室中对雷达信号处理器性能进行分析。雷达回波信号仿真器可以降低研究成本,缩短开发周期,文中在设计天基雷达系统时分析了天基雷达回波特性,最后得到了1种可编程配置的雷达信号仿真器。     

基于稀疏贝叶斯学习的双基雷达关联成像

双基雷达具有隐蔽性高、抗干扰性能强等优点,在现代电子战中发挥重要作用。基于雷达关联成像原理,该文研究运动目标双基雷达关联成像问题。首先,针对采用均匀线性阵列作为收发天线的双基雷达系统,在发射随机频率调制信号条件下,分析运动目标雷达回波信号特点,建立双基雷达关联成像参数化稀疏表征模型;其次,针对建立的参数化稀疏表征模型,提出一种基于稀疏贝叶斯学习的迭代关联成像算法。该算法在建立贝叶斯模型基础上,通过贝叶斯推理,得到稀疏重构信号,从而实现对运动目标成像和运动参数的精确估计。最后,通过仿真实验验证所提方法的有效性。     

片上雷达技术研究进展及发展趋势

本文回顾和梳理了当前片上雷达(Radar on Chip, RoC)的架构和射频前端、天线及信号处理等芯片化研究进展,以及基于异质异构集成、3D先进封装技术的雷达系统集成实现方案。在此基础上,从物理形态、实现工艺及技术发展等方面对片上雷达未来发展趋势进行了分析,指出基于硅基半导体工艺,片上集成多路雷达收发前端、波形产生及信号处理等雷达功能单元,实现片上系统（System on Chip, SoC）;或者通过异质异构及先进封装技术,将高度集成的雷达芯片集成在一个封装内,实现封装系统（System in Package, SiP）,从而满足雷达系统微型化、轻重量、低成本和低功耗的发展需求。同时,基于芯片化可扩充多通道阵列模块也有望构建大型复杂阵列雷达系统。该方案为未来小型化武器装备提供有效的探测感知手段,也为蓬勃发展的民用雷达提供可行的技术路径。     

星载稀疏孔径GMTI雷达STAP仿真研究

地面动目标检测(GMTI)是脉冲多普勒雷达的重要应用领域之一。星载稀疏孔径GMTI雷达系统比传统的机载系统具有更强的适应性和更好的检测性能而受到广泛关注。文中应用空时自适应处理(STAP)对星载稀疏孔径GM-TI雷达的动目标检测方法和性能进行了仿真研究;基于星载均匀直线阵列GMTI雷达系统,运用典型的STAP算法获得了目标检测的结果。进而对孔径位置偏差、相关处理间隔和脉冲重复频率等参数变化时系统检测性能进行了分析。     

机载交轨稀疏阵列天线雷达的下视三维成像处理

该文研究了机载交轨稀疏阵列天线雷达的下视3维成像处理问题。将稀疏阵列天线布设在载机交轨向,采用频分正交信号实现多发多收以提高发射功率,利用多相位中心孔径综合原理将稀疏阵换成满阵,采用与空间位置相关的匹配滤波器使不同子带信号孔径综合后相位中心的空间位置相同,进一步将子带信号合成宽带信号以提高距离分辨率实现下视3维成像。为了扩大观测幅宽,提出将ScanSAR模式与SweepSAR模式相结合的扫描方式,以降低雷达系统的脉冲重复频率。分析了机载交轨稀疏阵列天线雷达的系统参数,通过仿真验证了该文方法的有效性。     

多分辨率复合数字阵列天线的设计与实验

稀布阵列天线具有简化阵列结构、降低系统成本的优点,基于数字波束形成的稀布阵列天线技术获得了广泛地关注。基于作者所提出的多分辨率复合阵列天线技术(MRCA),该文设计了一个多分辨率复合数字阵列天线,并应用该阵列天线来进行单目标和双目标检测实验。仿真和实验结果均表明:与传统的均匀直线阵列天线相比,在相同的阵列天线单元数目的情况下,多分辨率复合数字阵列天线可以得到更窄的主波瓣和更低的副瓣,增强了阵列天线系统的方向性,提高了角度分辨率。      

稀疏阵列L 型MIMO 雷达运动目标三维成像方法

针对L型多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达对空中运动目标三维成像天线数目较多问题,提出了发射阵列采用稀疏布阵的L型MIMO雷达三维成像方法。该文首先分析了MIMO雷达发射阵列的稀疏布阵方式,其次结合压缩感知理论具体阐述了基于稀疏阵列的三维成像方法。该方法在大幅减少L型MI-MO雷达发射天线的条件下,实现了对运动目标的单次快拍三维成像,不仅有效避免了目标机动带来的运动补偿难题,同时又降低了系统的硬件复杂度,便于工程应用。最后利用仿真实验验证了本文方法的有效性和可行性。     

天基雷达大型可展开相控阵天线及其关键技术

高分辨率成像和动目标识别已成为当今世界先进国家天基雷达的发展趋势,为达到相应技术指标,天基雷达需要大口径、轻量化、可展开而且收拢体积小的有源相控阵天线.文中介绍了国外该型天线的研制发展情况,就其中的关键技术进行了简要分析,为进一步天基雷达天线的研究应用提供参考.     

激光相控阵与微波相控阵发射天线技术体制的比较

借鉴微波相控阵雷达技术,有的放矢加快探测型激光相控阵雷达的技术发展与应用,从仿学微波相控阵雷达发射天线基础知识入手,提出微波相控阵雷达发射天线与光纤激光相控阵发射天线可比较的部分技术参数;分析了光纤激光相控阵发射天线的技术要点与潜在能力,并立足现有研发水平对其系统功能与规模进行了预测;尝试对光纤激光相控阵与微波相控阵天线的技术特点与面临主要问题进行了论述;提出两者体系内互相配置,不仅有助于提高微波相控阵雷达在复杂电磁环境下对中近程高速、隐身和多目标的探测、识别与定位能力;同时也可适当减少激光相控阵对目标大范围区域搜索的压力的观点。     

数字化子阵天线及通道指标测试方法研究

伴随着雷达技术的飞速发展,数字化相控阵天线开始广泛运用于各种相控阵雷达当中;阵列规模的大型化促成了子阵技术的出现、发展与应用,数字化子阵的应用可以在保证阵列雷达系统性能的同时最大限度地降低系统成本及工程实现难度。由于数字化相控阵天线的工作原理与传统模拟相控阵天线差异极大,测试方法也发生了根本性的改变,本文就数字化子阵的工作原理进行了探讨,提出了新型数字化子阵天线指标的测试方法及测试系统基本架构,同时详细阐述了重要通道指标的测试步骤。     

机动雷达大型天线自动对接技术的研究

机动雷达大型天线阵面常采用多块天线子阵面吊装拼接的架设方式,架设时受架设效率低、吊装操作存在不确定因素等的制约,使得大型雷达的机动性较差。通过对大型天线阵面自动对接技术的研究,将目前已有的室内大型零部件自动对接技术应用到大型天线装配技术中,以实现机动雷达大型天线的快速装配。主要论述了机动雷达大型天线自动对接的工程原理和所需攻克的关键技术,其中包括数字化自动测量技术、天线位姿自动调节技术和伺服控制技术等;并对其主要功能的实现方法进行了研究。     

非均匀分布式星载雷达栅瓣抑制技术研究

分布式星载雷达突破了单星雷达受功率孔径积的限制,具有更远的探测距离;突破了单星雷达受天线基线长度的限制,具有更窄的波束宽度,但是会产生较多的孔径干涉栅瓣.文中研究了一种分布式星载雷达的栅瓣抑制方法,该方法采用遗传算法来确定超稀疏的非均匀分布式星载雷达阵列的位置矢量,利用个体的实值编码提高了遗传算法的计算效率.＃在给定卫星阵列基线长度和卫星间最小间距约束的条件下,通过仿真实验验证了该方法抑制栅瓣的有效性.卫星个数越多,栅瓣抑制效果越好.随着小卫星技术的发展以及小卫星成本的降低,文中基于非均匀分布阵列的栅瓣抑制方法对小卫星的分布设计具有一定的参考价值.     

一种舰载分布式数字阵列雷达系统技术研究

分布式阵列雷达采用多个分布式小孔径子阵,通过相参处理的方式来扩大天线孔径, 提高测角精度与分辨率,增强探测威力,可以为大物理孔径阵列雷达的设计提供更高的自由度。 介绍了一种舰载分布式数字阵列雷达系统,结合 P~L 波段超宽带天线和数字阵列的优点,通过采用分布式阵列体制以及数字阵列信号处理技术,有效增加天线孔径尺寸和信息获取能力,提高雷达的探测性能;采用天线与舰体共形设计,实现舰体与电磁隐身,提升水面舰艇集成一体化设计能力。雷达系统可针对不同舰船平台结构进行孔径重构和优化布阵,具有多功能、多模式、通用性强的优点。     

相控阵雷达高速布相的设计与实现

随着相控阵雷达技术的发展，对波控系统的要求越来越高，特别是大尺寸天线阵面波束的快速扫描问题。本文介绍了应用双口RAM对阵面所有单元实现高速布相的方法。     

基于压缩感知的稀疏阵列MIMO雷达成像方法

针对MIMO雷达对空目标单次快拍成像时天线数目较多问题,该文提出了一种稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。首先分析了MIMO雷达天线的稀疏布阵方式,其次结合压缩感知理论具体阐述了稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。该方法不仅能够对运动目标实现单次快拍成像,避免了目标机动带来的运动补偿难题,同时又能够大幅减少MIMO雷达的天线规模,便于工程实现。最后利用仿真实验验证了所提方法的有效性。