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。     

随机幅相误差对线阵方向图最高副瓣电平的影响研究

副瓣电平是天线的重要技术指标之一,较低的副瓣电平可以减弱杂波影响、提高雷达的抗干扰能力。但在实际设计天线的过程中,不可避免的会引入随机误差,使得阵列的口径分布发生变化,直接影响天线阵的性能。随机误差的引入最终都可以表现为阵列各个单元的幅度误差和相位误差,故需要分析随机幅相误差对阵列天线副瓣电平的影响。本文以此出发,应用统计学理论,得到计入随机幅相误差后阵列副瓣区副瓣电平的统计特性,并由此分析在整个副瓣区域内最高副瓣电平的统计特性。结合计算机仿真,证明分析计算结果的正确性。     

77GHz全金属车载雷达天线阵列设计

本文设计了一种应用于77GHz的全金属车载雷达天线阵列，天线的辐射单元采用单脊波导开缝的形式，实现了水平极化的辐射模式，并且结构更加紧凑，然后通过调整各个缝隙偏移中心的距离来满足切比雪夫电流分布，使天线在H面方向上的副瓣得以有效降低。天线的馈电部分通过一个一分八的E面不等分功分网络将8个天线辐射单元组成阵列来提高增益，并防止能量泄露，对不等分功分网络的幅度和相位进行优化设计，使其满足天线阵列在E面上的低副瓣需求。仿真结果表明，在所需的76-77GHz频段内|S11|小于-10dB，增益大于24.7dBi,E面和H面的副瓣电平分别优于-25 dB和-20 dB，方向图稳定。所设计的天线阵列结构紧凑，易于加工，在车载应用中具有良好的前景。     

机载相控阵PD雷达性能分析中的重要问题

将机载脉冲多普勒雷达在地杂波背景下的距离-多普勒性能等问题结合相控阵雷达体制进行了讨论,对工程化实践中需要特别予以关注的时间-能量分配和天线副瓣对作用距离的影响提出了简易的分析方法。     

天线副瓣对机载脉冲多普勒雷达地杂波影响的分析

用计算机仿真和实验测试数据分析了天线副瓣对机载脉冲多普勒雷达地杂波的影响。分析结果表明天线远区副瓣对雷达地杂波的影响较大 ,因此在雷达系统设计中要设法减小天线远区副瓣     

一种雷达强杂波区副瓣对消技术

副瓣对消是雷达抗有源干扰的主要手段之一.当雷达在进行低空探测时,由于地杂波的影响,使得副瓣对消性能下降,无法有效对抗有源干扰.针对此问题,本文提出了一种强杂波区副瓣对消技术,降低地杂波对副瓣对消处理的影响.实际测试结果表明该方法可有效降低地杂波对副瓣对消性能的影响,解决雷达在低空探测时无法有效对抗有源干扰的难题.     

宽带超低副瓣天线阵设计

描述了由16元线阵组成的L频段宽带超低副瓣天线阵的设计,给出了设计过程中所解决的各项关键技术及所采用的技术途径,以及一些设计数据和测试结果。天线近场测试表明,所研制的天线在优于25%频带内天线峰值副瓣电平低于-38 dB,垂直面扫描±30°时,天线峰值副瓣电平低于-35 dB。     

一种基于卷积神经网络的LFM信号超低副瓣脉冲压缩方法(英文)北大核心CSCD

脉冲压缩技术是为了解决雷达探测威力与距离分辨力之间的矛盾而提出的。传统匹配滤波方法采用加汉明窗等窗函数的手段抑制脉冲压缩后的副瓣电平,但只能将压缩后的副瓣电平进行一定程度上的抑制,并且带来了不必要的主瓣展宽。近年来,基于卷积神经网络的信号处理技术被广泛应用于各个领域。文中提出了一种新的基于卷积神经网络的线性调频信号脉冲压缩方法,能够在获取近似理想脉冲压缩主瓣的同时,极大地抑制副瓣电平。该方法共由三个子网络组成,分为两个阶段进行。在第一个阶段,使用两个一维卷积神经网络分别从雷达回波信号的实数部分和虚数部分提取特征,并实现初步脉冲压缩;然后基于第一阶段子网络的输出,在第二阶段中利用含有一层隐藏层的子网络来完成脉冲压缩。通过仿真验证,与传统匹配滤波方法相比,该方法可以在获得极窄的脉冲压缩主瓣情况下将脉冲压缩副瓣电平抑制在-85 dB以下,方法有效性得到了充分验证。     

机载预警雷达天线副瓣对系统改善因子的影响

通过理论推导，详细分析了机载预警雷达天线副瓣对雷达改善因子的影响，给出了天线副瓣与系统改善因子的关系式，估算了系统在不同天线副瓣和不同脉冲重复频率假设条件下的改善因子。     

大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术

自适应数字波束形成技术是现代阵列天线系统必须采用的关键技术。为了对付强有源干扰,现代相控阵雷达都必须具有自适应的干扰抑制能力。除了对抗有源干扰外,大部分雷达还要求具有强杂波背景下检测目标的能力,这就需要雷达天线具有低或超低副瓣电平。本文针对大型线阵,结合数字波束形成,讨论了在保证自适应干扰置零的前提下,如何控制自适应波束的副瓣电平,从而实现阵列系统的超低副瓣性能。     

口面幅相误差对泰勒分布天线阵副瓣的影响

鉴于泰勒综合法是一种常用的低副瓣天线的综合方法,文中用MATLAB模拟计算,分析了口面幅相误差对泰勒线阵方向图副瓣的影响,并给出设计副瓣为-40 dB,要使副瓣误差在8 dB以内,天线幅度相位所允许的最大误差。     

基于知识辅助的MIMO雷达波形设计方法

该文针对雷达系统受到天线主瓣和副瓣杂波以及强干扰影响时性能下降问题,提出基于距离扩展目标和杂波先验信息的MIMO雷达波形设计方法。首先建立了目标函数,综合考虑了波束主瓣增益、旁瓣杂波抑制能力以及目标输出SCNR的改善性能;然后在优化问题求解中对约束条件进行松弛,使得波形矩阵空域和时域2维解耦合,从而实现空域波束形成和时域波形设计独立优化求解;其次利用L-BFGS算法设计恒模的发射波形矩阵,形成低副瓣的波束方向图和较深的强杂波抑制凹口,并基于目标输出SCNR最大化准则,利用迭代算法分步求解优化的主瓣发射波形和接收滤波器;最后通过电磁仿真的距离扩展目标数据验证所提算法的有效性。     

宽带低副瓣微带反射阵列天线

为了实现便携式雷达设备的轻小型化,系统采用微带反射阵列天线替代传统的抛物反射面天线.该天线设计的难点是如何实现雷达工作频带内的天线低副瓣特性.采用微带延迟线的移相方案,并提出微带贴片与延迟线满足线性相移关系的匹配原则,实现了反射阵列天线的宽带低副瓣特性.实测结果表明,在X频段3.2%的带宽内,天线副瓣电平低于-25 dB,并且天线效率不低于50%.     

Ka波段膜片加载曲线内壁矩形喇叭天线

介绍一种工作在Ka波段曲线内壁矩形喇叭天线,这种天线的辐射结构采用高斯曲线构成的曲面矩形喇叭,在曲面矩形喇叭口加载金属膜片,通过对天线参数的设计优化,在22.5～26.5 GHz频带上方向系数大于15 dB,驻波比优于1.8,E面方向上副瓣电平比主瓣低26 dB以上,对比标准增益角锥喇叭天线测试显示,膜片加载曲面喇叭体积小,改善了传统角锥喇叭的3 dB波束宽度,降低副瓣,结构简单,活动方便,可单做馈源亦可做反射面天线馈源。     

测量低和超低副瓣天线方向图的场地距离要求

本文研究由于测试场地的有限长度引起的平方律相位误差对低和超低副瓣天线测量的影响。公认的(2D~2)/λ经验距离只适用于测量中等低的副瓣(即大约在-30dB)方向图。而对于测量低(-30dB——-40dB(和超低)低于-40dB)副瓣方向图,如果对近区副瓣的测量有一定的误差要求(例如小于1dB),那么这个距离是不够的。根据对几种带有不同平方律相位误差、一维幅度分布情况计算的方向图,推出了副瓣误差与场地距离之间的关系。把这个关系描绘在对数座标上,来表示最高副瓣电平随场地距离(以(D~2)/λ的倍数表示)的变化(误差)。这条曲线清楚地表明不同的低副瓣方向图和不同的测量误差所要求的距离。也给出了一条以有限场地距离为函数的主瓣方向性误差的相应曲线。结果表明平方律相位误差对近区副瓣的影响随离开主波束的角度而迅速减小。于是,对于给定的场地距离(ND~2)/λ,第二和第三副瓣的误差大大小于第一副瓣的误差。这意味着对于多数低和超低副瓣天线,只要牺牲掉第一或第一、第二副瓣的精度,就仍然可以使用场地距离的经验公式((2D~2)/λ)来精确测量宽角副瓣电平。     

一种改进的机载雷达抗副瓣干扰方法

某机载雷达采用和差波束空时自适应处理(ΣΔ-STAP)方法能较好地对抗一个主瓣干扰和ΔA波束非零点副瓣干扰,但当干扰从ΔA波束副瓣零点方向进入时,主瓣分裂,对抗效果差。结合雷达实际特点,提出一种改进的ΣΔ-STAP方法,利用和、差和保护3个通道进行二维自适应处理。仿真结果表明,该方法能够很好对抗副瓣零点干扰,性能较以前ΣΔ-STAP方法有10 dB的改善,并且受幅相误差的影响变弱。     

机载雷达地杂波数据的分析与处理

地杂波是影响机载雷达性能的主要因素。文中介绍了地杂波的理论分析及录取方法,并用计算机仿真计算获取了地杂波理论数据,用试验雷达录取了真实的地杂波数据,然后综合两方面情况对杂波特性进行了分析与归纳,并指出了理论计算数据与真实录取数据的区别,针对实际情况,对主瓣杂波、杂波镜像、副瓣杂波进行处理。经过验证,以上处理办法较好地实现了对地杂波的抑制,信杂比损失较小,有效地提高了雷达地杂波下探测目标的能力。     

一种宽带低剖面高增益低副瓣阵列天线的设计

本文提出了一种工作于22 GHz-29 GHz的宽带低剖面高增益低副瓣阵列天线。天线由64个(8×8)子阵列组成，采用泰勒幅度加权进行非均匀馈电从而实现低副瓣。馈电网络采用悬置带状线结构，可有效降低馈电网络剖面高度；辐射网络采用8条CTS(continuous Transverse Stub)结构等间距排列，能有效降低损耗和实现宽带性能。通过HFSS仿真得到的结果表明，其阻抗带宽为27.5%，最终实现在工作频段范围内反射系数均小于-15 dB，且在E面和H面的副瓣电平均小于-20 dB，整体增益高于24.5 dBi。     

基于粒子群算法的低副瓣螺旋天线设计

提出了一种单绕低副瓣螺旋天线的设计方法. 在单绕螺旋天线外加一个金属锥面来改变天线的辐射特性. 采用粒子群算法对影响天线方向图的参数,包括金属锥面两端的口径和长度进行了设计,以降低天线辐射方向图的最大副瓣电平. 仿真分析和实验测试结果说明在要求的1268.5±10 MHz频带范围内该天线驻波比小于1.15,天线方向图的最大副瓣电平低于-25 dB.     

具备阻抗和低副瓣宽带特性的脊波导缝隙阵列天线设计

设计了一种16×8脊波导缝隙阵列天线,线阵阵面分成两个子阵,馈电采用同轴馈电与耦合缝隙馈电结合的两级馈电方式,辐射缝隙分布为泰勒分布。天线设计采用近场诊断方法和阻抗过载技术进行优化。天线实物加工测试结果表明,天线在X频段驻波带宽(VSWR≤1.5)为7.3%,最低副瓣达到-25.8 dB,副瓣电平带宽(SLL≤-19 dB)为6.2%。与已有文献相比,该天线同时具备阻抗宽带特性和低副瓣宽带特性,工作频带内具有增益均大于16 dBi的高增益特性。