低空雷达导引头海面目标检测性能分析

该文以雷达导引头低空检测海面目标为背景,综合分析了多径环境和海杂波环境对雷达导引头目标检测的影响。通过对目标回波、多径散射的镜反射、漫反射以及海杂波进行建模,结合具体场景,仿真分析了镜反射、漫反射以及海杂波对雷达导引头接收信号的影响,进而分析了多径散射和海杂波对雷达导引头检测不同大小目标时检测性能的影响效果。仿真结果表明:雷达导引头检测RCS低于1 m2的小目标时,海杂波是影响雷达导引头检测性能的主要因素;雷达导引头检测RCS大于10 m2的目标时,多径效应是影响雷达导引头检测性能的主要因素;雷达导引头检测RCS大于104 m2的目标时,雷达导引头的检测性能不受海杂波和多径效应影响。     

地面RCS起伏特性模拟及对ATI检测性能的影响

在假定目标RCS起伏为高斯形状频谱特性的前提下，将高斯白噪声通过一个高斯谱特性的低通滤波器来模拟目标RCS起伏特性。首先用康斯坦尼兹法设计了低通滤波器，并根据地杂波等效速度的不同，得到一组不同的滤波器响应，进而实现了背景RCS起伏程度不同的地杂波的模拟。然后以该地杂波为背景，采用ATI方法进行动目标检测，分析了地面背景RCS起伏特性对动目标检测性能的影响。计算机仿真结果表明：在一定的虚警概率下，当不考虑接收机噪声时，随着RCS起伏加剧，动目标径向最小可检测速度增大。最后得到结论：用基于ATI方法进行动目标检测时，若不考虑雷达接收机噪声，则地面背景RCS起伏特性是影响最小径向可检测速度的主要因素。     

混合背景下雷达导引头检测性能分析

以低空雷达导引头目标检测为背景,综合分析了杂波与热噪声对雷达导引头目标检测性能的影响效果.假定雷达导引头检测阶段依次采用匹配滤波、平方律检波、非相参积累、单元平均恒虚警率检测以及双门限检测,理论推导得到了K分布杂波与瑞利分布热噪声环境下雷达导引头虚警概率和检测概率数学表达式.在此基础上,仿真给出了多种场景下的雷达导引头检测性能,分析了杂波与热噪声对雷达检测性能的综合影响效果.分析结果表明:杂波形状参数越小、杂噪比越大,雷达导引头检测概率越低;雷达导引头检测概率下降速度随着杂波形状参数和杂噪比的减小逐渐加快;检测概率一定时,雷达导引头检测不同起伏类型目标所需的信杂噪比差异受混合背景起伏度的影响较小.     

岸基雷达模拟器的设计与实现

针对岸基雷达工作的海面环境和目标特点,在雷达模拟器中设置了目标的雷达截面积（RCS）起伏、检测概率计算及海杂波模型。对于海面舰船目标而言,其RCS通常受舰船的姿态、方位角等状态影响较大,在此通过计算舰船相对于雷达站的方位实现目标的RCS起伏。再根据目标的RCS利用Albersheim公式即可获得目标的检测概率。另外,雷达的工作状态不同,检测到的海杂波分布模型亦不同。这里介绍了2种最常用的海杂波分布模型,分别是Rayleigh分布和对数正态分布。改进后的雷达模拟器能够更加真实准确地模拟岸基雷达的实际工作环境。     

基于起伏RCS模型的机载PD雷达地杂波模拟

基于起伏散射截面积(RCS),对机载脉冲多普勒(PD)雷达的地杂波仿真问题,介绍了基于视频信号的模拟方法,给出了具体的计算公式、原理和步骤。该方法有三个优点：首先,有利于地面散射环境模拟;其次,用复散射起伏RCS代替平均RCS,增强了杂波模拟的真实性;最后,可以得出影响运动目标检测的杂波散射元的视频信号。文中对不同脉冲重复频率(PRF)下的地杂波进行了仿真和分析,讨论了其产生的多普勒模糊和距离模糊问题;同时,分析了杂渡谱宽ωf的变化对主瓣杂渡和旁瓣杂渡的影响。仿真结果和理论分析吻合较好,表明这种估算地杂波的方法正确有效。     

自适应距离单元积累检测法及其应用

本文提出了一种宽带毫米波雷达体制下,基于高分辨一维距离像的强地物杂波背景中目标检测新方法－自适应距离单元积累检测法。该方法表明：宽带信号提供的高径向分辨力使雷达对目标进行一维距离成像成为可能,一维距离像反映了目标强散射中心的空间分布特性,在目标检测时利用不同径向单元内的强散射中心能量进行横向积累,可以提高信杂比,从而改善检测性能。     

基于χ~2分布的目标RCS起伏特性分析

为分析和评估目标RCS起伏对雷达检测性能的影响，常用一些统计模型来描述目标RCS的起伏。χ^2分布模型属于第二代起伏模型，可以包括Swerling Ⅰ～Ⅳ模型及非起伏模型的情况。文中分析了某民航飞机的外场飞行动态RCS测量数据，并应用电磁散射理论对其进行了解释，可为该飞机RCS的设计和减缩提供参考；此外，还建立了该飞机在不同方位角范围内的起伏模型，可应用于雷达目标仿真。     

随机粗糙海面的多路径海杂波频谱数值模拟

海杂波干扰影响雷达制导性能,对各海况物理条件下海杂波的数值模拟可用于实验室海杂波仿真、制导雷达的设计、监测性能的分析等.本文采用一种海面起伏双尺度近似模型进行多路径海杂波频谱的数值模拟,通过谱拟合模拟时变随机粗糙海面,计算收发高度和间距给定条件下海面多路径有效散射面积,计算接收点电场强度、雷达双站散射系数以及接收点功率谱密度(海杂波频谱).     

雷达目标动静态RCS特性差异分析

工程上常用静态RCS数据作为建立起伏目标回波信号模型的样本,其准确性和合理性亟待验证。文中基于空气动力原理提出了一种动态RCS特性的仿真方法,获取了F-117A型隐身攻击机侧站盘旋一周的动态数据。从统计特征参数、相关特性和起伏模型等方面对比了动静态RCS特性。着重分析了动静态RCS特性在起伏目标检测性能评估上的差异。结果表明静态RCS特性难以反映目标运动时真实的雷达特性,利用静态数据描述目标特性可能导致错误结论。      

水面杂波背景的统计MIMO雷达检测方法研究

传统雷达的检测性能受到雷达目标闪烁特性的影响,而多输入多输出(MIMO)雷达能够利用雷达目标的起伏特性,提高对感兴趣目标的检测性能。针对两种(K分布和IG-CG分布)水面杂波背景下的MIMO雷达检测算法,综合阐述了算法的实现过程,并对检测效果进行了仿真分析,结果表明:MIMO检测对不同情况的水面杂波背景具有良好的检测性能;K分布或IG-CG分布杂波背景中,当天线数目较少时,增加发射天线数的检测器性能比增加接收天线数的性能好。上述结论为MIMO雷达对水面背景中目标检测的工程化应用提供了参考。     

球载雷达探测低空小目标的性能分析

球载雷达具有较强的低空和超低空探测能力。由于雷达探测平台的升高,导致雷达波束会直接照射地面,另外移动工作的球载雷达平台会使地杂波频谱展宽,所以球载雷达接收到的地杂波强度比地面雷达多10dB左右,增加了探测低空小目标的难度。从雷达对探测目标所受制约的因素出发,对影响到球载雷达在探测低空小目标时的各因素进行了综合分析和仿真,为球载雷达的设计提供了一定的指导作用。     

频率步进雷达挂飞试验运动特性分析

建立了频率步进雷达挂飞试验的相对运动模型,该模型能够简化雷达平台与目标间的径向运动的分析复杂度。在该模型下,分析了挂飞试验中雷达平台与目标之间的相对运动的运动特性。通过理论推导,发现当雷达平台做匀速直线运动时,在任意一个雷达相参处理周期内,雷达平台与目标之间的相对运动都可以看作匀速直线运动,并进一步分析讨论了不需要进行二次项补偿即可直接成像的最大平台运动速度。     

基于IGRFT的机载双基地雷达高速目标信号相参积累方法

机载雷达观测高速机动目标,能够有效克服地物遮挡、地球曲率等不利因素干扰,具有探测范围广、灵敏度高、机动性强等诸多优势。但在实际飞行过程中,由于受到气流等外界因素的影响,机载雷达不可避免会受到运动误差的影响;同时,由于目标的高速机动性,观测时间内会发生跨距离走动与跨多普勒走动,导致传统的相参积累方法失效。为此,本文提出了一种基于改进广义拉东傅里叶变换（Improved Generalized Radon Fourier Transform,IGRFT）的机载双基地雷达运动误差补偿与信号相参积累处理方法,通过对等效运动参数和运动误差参数的联合搜索,可以同时补偿目标的距离/多普勒走动以及机载平台的运动误差,进而实现回波信号的能量相参叠加,提升回波信噪比。仿真结果表明,该方法能够显著提高存在运动误差下的目标积累检测性能。     

抛锚状态下的船载地波雷达目标自适应检测方法

船载地波雷达可利用船载平台机动灵活的特点,扩展地波雷达探测范围,但也会由于平台的运动,影响目标探测性能. 针对船载平台抛锚运动引起艏向变化和目标回波展宽范围不规则导致目标检测性能下降的问题,提出了一种适用于平台抛锚状态时的船载地波雷达目标自适应检测方法. 首先,从平台抛锚时船载地波雷达的目标回波特性和检测背景统计特性两个方面来分析目标检测中的难题. 然后,基于理论仿真与实测数据的分析结果,提出目标自适应检测方法. 该方法先通过前端数据的预处理消除艏向变化带来的影响,再将处理结果进行检测背景的自适应选取并作统计特性转化处理,经过恒虚警率检测后得到检测结果. 最后,利用实测数据对本文提出的方法进行验证. 结果表明:本文提出的船载地波雷达目标自适应检测方法能够有效解决船载平台抛锚时的目标检测难题,可显著提高抛锚状态下船载地波雷达的目标探测能力.     

宽带雷达探测性能分析

宽带雷达探测性能评估方法与窄带雷达有较大不同。从雷达目标的散射中心模型出发,分析比较了高斯白噪声背景下窄带雷达和宽带雷达的探测性能。理论分析和数值仿真结果表明,如果已知被探测目标确切的先验信息,包括目标散射特性、目标相对雷达的姿态角等,结合优化设计的发射信号波形,宽带雷达就可以获得优于窄带雷达的探测性能。考虑到实际应用中目标先验信息不易获取,宽带雷达的探测性能相对于其最优性能将大大下降。     

线性调频连续波雷达对低小慢目标检测及性能分析

线性调频连续波（LFMCW）雷达是探测近程低小慢目标的常用传感器。本文针对LFMCW雷达，基于距离维和速度维的二维傅立叶变换(2D-FFT)技术，研究了密集地物杂波条件下其对低小慢目标的检测性能。首先对LFMCW雷达的差频信号进行了时域和频域分析，研究了影响目标测速性能的关键因素；其次研究了临近地物杂波对目标测速、测距的影响机理；最后进行了典型场景多次蒙特卡罗(Monte-Carlo)仿真，研究了雷达相关参数（调频率、带宽、是否MTI等）、目标相关参数（速度、RCS等）和杂波相关参数（强度、谱宽等）对于检测性能的影响机理。研究表明，对于强杂波背景下的低小慢目标检测，速度维的检测至关重要，雷达宜采用大带宽、长时间积累技术，才能有效区分杂波和目标，保证目标顺利检测。      

On statistical properties of the detection range of a moving target

The detection range of a moving target at which an approaching target is first detected by a radar according to some criterion is analyzed. Because of the effect of random factors (noise, fluctuations of the target’s echo signal, etc.), the detection range of a moving target is a random quantity. The probability density function of the detection range is calculated. It is shown that the most probable value of the detection range of a moving target may differ substantially from the traditional maximum detection range with specified probabilities of correct detection and false alarms. It is found that the detection range of a moving target depends substantially of the target velocity and its statistical spread is rather large as compared to the mean value of this range.     

机载预警雷达网络化协同探测模式及性能分析

为了进一步提高机载预警雷达的目标探测和监视能力,首先对影响单平台机载预警雷达探测范围的因素进行了分析,引出网络化协同探测的特点和必要性,给出了稳定探测覆盖范围和多普勒盲区的定义;其次重点分析了机载预警雷达与其他机载预警雷达、舰载雷达、无人机(UAV)雷达等不同平台雷达间的协同探测工作方式,并进行了仿真分析,通过评估指标参数对各种协同探测模式进行了比较;最后对机载预警雷达网络化协同探测发展趋势进行展望。     

稳健的机载预警雷达多通道海杂波抑制方法研究

在机载预警雷达对海洋背景运动目标的探测过程中,雷达平台的高速运动状态使得海杂波多普勒谱发生严重展宽现象,影响目标的检测性能。针对此问题,空-时自适应处理是一种有效的杂波抑制技术,该技术利用杂波的空-时2维耦合特性进行杂波抑制。但相对于陆地杂波而言,海杂波的内部复杂运动特性使得杂波空-时谱发生展宽现象,导致杂波多普勒频率与空间锥角不再保持一一对应关系,从而影响杂波抑制效果。针对海杂波的运动特性,该文提出一种稳健的基于子空间投影的杂波抑制处理算法,所提算法通过滤波凹口自适应展宽技术和先滑窗滤波后自适应处理技术来提高杂波抑制的稳健性。最后通过仿真的海杂波数据和实测海杂波数据验证了所提算法的有效性。     

目标电磁散射特性研究的若干热点和难点问题

尽管国内外在目标电磁散射特性研究领域取得了很大进展,但是从技术本身来说该专业领域仍然存在一些难点问题.同时,复杂环境下低散射目标的探测与识别等应用,以及太赫兹等新体制雷达的研发对目标电磁散射特性研究提出了新的需求、引入了新的问题.围绕这些应用需求和技术难点,本文从理论建模、散射测量和特征提取三个方面,归纳总结了目标电磁散射特性研究存在的若干热点和难点问题,期望为从事该方面研究的科研人员提供方向性的引导.