开放式有源相控阵天线系统

为适应新形势下的雷达探测需求,文中提出开放式有源相控阵天线系统架构。与传统意义上的相控阵天线架构相比,其在系统功能、技术研究范畴以及设计灵活性等方面都有很大扩展,可为未来涉及多学科融合的多功能、模块化、可重构及高集成数字化的相控阵天线设计提供系统级的集成环境。     

高频探地雷达安检软件系统设计与实现

高频探地雷达包含1.6 GHz雷达天线、雷达主机和无线终端三部分。无线终端通过2.4 GHz UHF WiFi与雷达主机相连,采用自定义数据传输协议控制雷达主机状态,调整信号增益和时间窗,并通过无线终端实时显示探测结果。文中在高频探地雷达基础上,开发基于Android的安检软件系统,用于检测金属危险品。通过对非金属目标和金属目标的实验测试,研究不同距离情况下探测结果的差异。结果表明,探测距离相同时,金属目标的反射信号较强,非金属目标的反射信号较弱。通过反射信号的差异,安检软件系统能够实现对金属危险品的检测。     

自适应旁瓣相消算法分析与仿真

雷达工作时经常受到各种有源电子干扰。这些干扰会影响雷达的探测能力,严重时甚至使其无法探测目标,因而雷达进行抗干扰处理显得十分重要。本文主要仿真了辅助天线个数、辅助天线延时节的选择等对旁瓣相消性能的影响,并给出了在复杂电磁环境下旁瓣对消的抑制效果。     

通信化雷达探测技术

随着雷达探测逐步进入强电子对抗、隐身时代,传统雷达体制在战术主动性、能量、数量方面均处于劣势。雷达亟需从探测体制方面进行创新,充分挖掘其合作式探测的主动性、充分利用信号波形的信息维度优势,才能适应未来新型防空作战。该文提出一种新的雷达体制——通信化雷达,其通过在发射信号波形中嵌入发射站动态位置、天线扫描指向、发射时刻等辅助信息,并在接收处理中提取、利用该信息进行目标检测、定位、识别、抗干扰和多目标分辨,可提升远程、隐身、强对抗条件下的雷达探测能力和战场生存力。该文从系统架构、探测原理、性能分析等方面对通信化雷达进行了阐述。      

车载超宽带电阻加载单极子天线系统研究

针对实际工程应用中安装在探测车尾部的表层穿透雷达天线的需求,设计了一种中心频率为60MHz的超宽带车载电阻加载单极子天线。对整个天线系统的电压驻波比、辐射方向图和时域辐射特性进行了研究,分析了介质的电特性参数(介电常数和损耗正切)对雷达系统探测能力的影响,根据仿真设计结果制作了一套收发天线样机,并将样机安装在探测车上,在冰川进行了外场探测试验。仿真和实测结果表明,所设计的天线具有较低的电压驻波比、良好的辐射特性以及较小的振铃,并且质量轻、结构简单、易于车载安装,能够满足车载表层穿透雷达的需求。     

蒸发波导条件下雷达天线仰角和高度对探测距离的影响

为了研究蒸发波导条件下雷达天线高度和仰角对探测距离的影响,利用基于蒸发波导的雷达探测距离预测方法,仿真计算了不同大气层结条件下,天线仰角和高度分别取不同值时的雷达探测距离。仿真结果表明天线仰角和高度对雷达探测距离影响很大。相同条件下仰角为0°时探测距离最大,雷达探测距离不是单调地随天线高度的增加而增加或减小,存在一个最佳天线高度,能大大增加雷达探测距离。     

风廓线雷达天线性能的限制条件分析

风廓线雷达主要用于测量晴空大气湍流的速度、强度等参量,能够实时提供大气的三维风场信息.文中从大气湍流特性出发,分析了晴空大气探测对雷达天线性能的要求;在满足Fresnel长度要求下分析了对雷达天线波束宽度的限制条件,以及雷达天线副瓣对探测结果的影响.实际探测结果表明,理论分析与实际测量结果是一致的.     

全极化探地雷达系统

作为一种无损探测技术,探地雷达在地下探测领域发挥着重要作用。传统的探地雷达一般采用单极化天线进行测量,只能获取目标回波中的频率、振幅、相位信息,对目标体的辨识能力相对较弱。全极化探地雷达(Full Polarimetric Ground Penetrating Radar,FP-GPR)利用4种不同的天线组合方式对目标体进行探测,能获得相对于传统探地雷达4倍的信息量。通过改变发射天线与接收天线的放置方式,全极化探地雷达除了能采集到传统探地雷达所能获得的频率、振幅、相位等信息,还能获得目标体的极化属性。所谓极化属性,是指目标体使电磁波在其表面发生变极化效应的性质,这些性质往往与目标体的形状相关。因此利用FP-GPR可以对目标体进行更准确的探测。     

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。     

美国海军舰载相控阵技术发展综述

综述并研究了美国海军在舰载相控阵技术方面的发展状况,特别是进入21世纪以来,与舰载雷达功能相关的宽带有源电扫描相控阵技术的发展历程。从美国海军在宽带有源相控阵技术方面的大力投入及发展路线图来看,在宽带相控阵天线以及Ga N等宽带大功率固态器件以及开放式通用信号处理架构的技术推动下,增加无源探测、协同探测和电子干扰能力已成为舰载相控阵雷达的发展趋势。     

天线副瓣对雷达探测的影响研究

雷达天线均有副瓣,而且覆盖主瓣以外的所有区域。为了分析天线副瓣辐射对雷达探测的影响,建立了副瓣辐射、副瓣接收模型,给出了副瓣损耗因子、杂波增强因子与天线主瓣零点宽度、平均副瓣电平的关系公式。理论分析和计算表明,天线副瓣对雷达最大探测距离有一定的影响,对副瓣自卫距离有较大的影响,对杂波的影响很小。当天线副瓣较低时（平均副瓣电平优于-30 dB）,副瓣损耗因子对最大探测距离的影响可忽略不计;当天线副瓣较高时（平均副瓣电平-27～-20 dB）,副瓣损耗因子对最大探测距离的影响应予考虑。     

平流层飞艇晃动对艇载雷达回波影响的分析

平流层飞艇载雷达系统较之地基雷达针对临近空间目标更具探测优势,但也存雷达探测性能受飞艇运动影响的问题,须结合飞艇的运动特点分析艇载雷达的回波形式。对此,本文从艇载雷达天线阵元的速度差别入手,分别建立了艇载雷达天线阵元的运动计算模型和艇载雷达回波计算模型。根据建立的模型,分析了飞艇晃动对雷达信号的影响,计算了不同因素对天线阵元速度的影响,并分别在天线阵元速度差别最大和最小的情形下进行了回波仿真,结果显示:在飞艇运动状态下,艇载雷达探测效果随目标距离增加而下降,但在不同的探测方向上下降程度是不同的。      

长基线统计MIMO雷达检测性能研究

为了充分利用统计多输入多输出(MIMO)雷达的空间分集能力,研究了长基线(天线间距与目标探测距离可比拟)统计MIMO雷达的检测方法和性能。首先,根据雷达方程给出了长基线统计MIMO雷达探测目标时各信道的信号模型;然后,根据Neyman-Pearson准则推导了长基线统计MIMO雷达的似然比检测器;最后,从检测概率和威力覆盖两个方面对长基线统计MIMO雷达的检测性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在一定条件下长基线统计MIMO雷达的检测性能优于短基线(天线间距与目标探测距离相比可忽略不计)统计MIMO雷达。研究结果对统计MIMO雷达的系统设计、天线布置和实际应用等研究具有重要的参考价值。     

分布式地基雷达深空探测技术

地基雷达深空探测可以获得天体的轨道、形貌、材质等信息,可用于深空的科学研究。地基雷达深空探测的回波信噪比极低,需要增大天线口径、提高发射功率,由于口径、体积等方面的因素,单台套雷达天线不能无限制地扩大,发射功率也不能无限制地提高,因此需要研究可扩展性强的雷达体制。分布式雷达是一种由多部单元雷达和中心控制处理系统组成的新体制雷达,通过增加雷达单元数量,可以实现口径的空域扩展和能量合成,等效形成一部大口径、高功率的雷达,结合长时间积累技术,分布式地基雷达将实现更远距离和更高分辨的深空目标探测,看到更加遥远的天体。     

一种用于生命探测雷达的超宽带天线

该文设计了一种用于生命探测雷达的超宽带低背腔平面天线。该天线由一对半椭圆形天线臂组成,采用紧凑的1:2不平衡到平衡传输线变压器实现馈电。由于生命探测雷达工作在脉冲体制下,因而要求天线具有较大的带宽和良好的时域特性来保证信号不失真。为了消除天线臂截断效应引起的反射,采用半圆槽对天线臂末端进行锐化,增强了天线臂上残余电流的集中,同时采用电阻加载技术提高对反射电流的吸收能力。仿真和实验测量结果表明,所设计的天线具有良好的时域特性,能够满足生命探测雷达系统整机的开发和设计要求。     

平面隙缝阵列天线的宽带电磁散射特性分析

 针对主动雷达导引头对防空导弹武器系统制导雷达站检测与识别的需求,研究了平面隙缝阵列天线的宽带电磁散射特性.将天线的电磁散射机理与目标高频散射中心理论相结合,建立了天线的电磁散射模型,分别采用矩量法和物理光学法计算天线的模式项散射场和结构项散射场,并从理论上证明了天线散射中心的客观存在,分析了隙缝阵列天线的散射中心分布特征.最后对不同视角下天线的高分辨距离像进行了仿真,为进一步理解天线的电磁散射机理、分析其宽带电磁散射特性、以及采用高分辨率成像技术对雷达站进行检测与识别奠定了基础.     

基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法

利用海上蒸发波导可以使舰载微波超视距雷达实现远距离低空目标探测,然而大气波导内的超折射和多径传播效应会产生不利于目标检测的雷达盲区。该文提出一种基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法,针对形成蒸发波导的海-气界面稳定层结、中性层结和不稳定层结3种情况,利用电波传播数值算法和雷达评估模型仿真分析了蒸发波导内特定区域不同目标函数时的雷达目标检测性能,给出了雷达天线高度优化结果。该文方法可以为微波超视距雷达系统设计、探测性能分析和大气环境自适应技术提供参考。     

高隔离度的连续波雷达收发天线系统

连续波雷达在强杂波下低空目标探测方面较常规脉冲雷达具有显著的优势。由于连续波雷达是同时发射和接收, 提高连续波雷达收发天线隔离是实现低空远程探测的关键。文中采用减小收发天线的互耦法和吸收法,极大地提高了连 续波雷达波导缝隙平面阵列天线系统的隔离度,用试验验证了其设计的有效性,实测结果与仿真数据相吻合,隔离度大于100 dB,对连续波雷达收发天线隔离度的工程设计具有一定的参考作用。     

面向ATR的平面隙缝阵列天线电磁散射特性研究

该文针对主动雷达导引头对防空导弹武器系统制导雷达的检测与识别需求,通过对制导雷达平面隙缝阵列天线电磁散射机理的分析,建立了天线的电磁散射模型,研究了天线RCS的计算方法,结合仿真计算结果,给出了天线尺寸、隙缝数目及入射波频率等因素对天线RCS的影响规律。仿真结果表明,雷达天线RCS较大且具有明显的周期性,其幅度特征和周期特征可以作为识别的重要依据,为主动雷达导引头对地面雷达站的检测与识别奠定了基础。