基于星载毫米波雷达的空间目标探测与成像

在低信噪比情况下,基于多频组合的星载毫米波雷达,研究了空间目标探测与成像问题。用双频共轭处理和KEYSTONE变换解决了目标探测时的距离徙动校正问题,用时频分析完成目标探测后,用多频处理的方法精确估计各目标的运动参数。根据估计的目标运动参数,在距离频率-慢时间域依次完成各个运动目标的距离徙动粗校正,在进一步完成距离徙动精校正后,实现各个运动目标的高分辨率成像。仿真结果表明了本文方法的有效性。     

分布式天基雷达动目标检测性能分析

针对多部天基雷达采用分布式工作体制检测运动目标面临的杂波抑制困难问题,分析了沿航迹基线长度、有效基线长度、地面坡度、波束指向误差、图像配准误差、通道幅度和相位误差对杂波抑制和动目标检测性能的影响。仿真实验结果为以动目标检测为目的的卫星编队构形和雷达参数选择提供了一定依据。     

关于主星带伴随分布式小卫星雷达系统的姿态跟踪控制研究

波束指向同步是主星带伴随分布式小卫星雷达系统必须解决的问题之一.主星为补偿多普勒频移而进行的姿态导引会导致地面目标点相对位置漂移,针对这一现象,伴随分布式小卫星应进行姿态控制与主星协同,为保证姿态控制器在外界扰动和参数不确定情况下有效工作,分别设计了自适应姿态机动控制律和姿态跟踪控制律.仿真结果表明,姿态控制器可以有效实现姿态机动和跟踪,控制精度能够满足波束指向同步的要求.     

分布式小卫星雷达空时频成像方法研究

分布式小卫星雷达的天线面积小,一般小于2m2.根据最小天线面积公式,此时距离多普勒将模糊.分布式小卫星雷达固有的距离多普勒模糊特性,给它带来了不同于常规合成孔径雷达(SAR)成像的新问题.常规的SAR成像实际是基于距离快时间匹配滤波、方位慢时间多普勒处理的时频成像原理.分布式小卫星成像需利用多颗小卫星的空域信息,解距离多普勒模糊后,方可获得较好的成像结果,因此其成像是一个需利用空域信息的空时频成像问题.提出一种空时频成像方法,它是采用低重复频率,使观察距离不模糊,但多普勒模糊情况下,利用分布式小卫星雷达丰富的空域资源,对各多普勒通道分别作空域滤波处理,消除多普勒模糊后,进行成像处理.另外,本文对此分布式小卫星雷达空时频成像方法进行了理论推导、性能分析和仿真检验.     

单元数字化机载雷达的自适应杂波对消

本文描述了用于大型单元数字化阵列雷达（EDAR）的多层自适应波束形成方法。各阵列单元的距离相关增益自适应（RDGA）提供了有效的杂波对消。机载截击（AI）雷达的模拟试验验证了这种方法的效率，并说明了它相对于阵列中随机相位误差和幅度误差的稳定性。     

对预警机相控阵雷达主瓣干扰的可行性分析

相控阵雷达是当前广泛采用的一种战术雷达，它可以地面、舰船为平台，也可以飞机为平台。机载平台中，除了作多用途雷达外，也可用作预警机预警雷达（如美Ｅ－８Ａ中的ＡＰＹ－３）。由于它具有高的主瓣增益和超低副瓣电平、相关接收技术，加上有的相控阵雷达采用实时自适应数字波束形成技术，使用灵活的控制和排序软件可有效对付多部干扰机，给对主瓣干扰带来极大困难。对相控阵雷达干扰有多种方法，本文提出一种分布式干扰方法，即     

F-22隐身战斗机的创新性电子战作战模式

F-22隐身战斗机为了在作战中实现真正意义上的战术"隐身",没有装备传统的有源干扰机和大功率搜索雷达,所装备的ALR-94无源系统成了检测、跟踪甚至攻击目标的关键设备,探测距离达463km,而其APG-77有源电扫描阵列雷达,能有节制地用很窄的似"激光波束"探测目标,信号强度、延续时间和空间形状严格受辐射管理,必要时还能产生大功率干扰波束,简直成了能干扰雷达的有源压制干扰机.F-22也因此摆脱了传统的电子战作战模式,进行一种创新概念的电子战,没有电子干扰(攻击)设备的电子战.     

宽带相控阵雷达Stretch处理聚焦波束形成技术

为适应现代电子战的需要 ,雷达正在向具有多目标探测能力的多功能相控阵雷达发展 ,雷达本身除了对目标有检测、跟踪的常规功能外 ,还要求对目标具有成像功能。针对宽带相控阵雷达对目标高分辨率距离成像的Stretch处理方法 ,在利用补偿对所需目标回波宽带散焦的聚焦矩阵的基础上 ,提出了Stretch处理后聚焦波束形成方法。实验结果表明 ,该方法可有效地对目标聚焦波束形成 ,改善对目标距离像的处理     

F－21隐身战斗机的创新性电子战作战模式

F-2 2隐身战斗机为了在作战中实现真正意义上的战术“隐身” ,没有装备传统的有源干扰机和大功率搜索雷达 ,所装备的ALR 94无源系统成了检测、跟踪甚至攻击目标的关键设备 ,探测距离达 463km ,而其APG 77有源电扫描阵列雷达 ,能有节制地用很窄的似“激光波束”探测目标 ,信号强度、延续时间和空间形状严格受辐射管理 ,必要时还能产生大功率干扰波束 ,简直成了能干扰雷达的有源压制干扰机。F 2 2也因此摆脱了传统的电子战作战模式 ,进行一种创新概念的电子战 ,没有电子干扰 (攻击 )设备的电子战。     

机载雷达技术发展动向

现代空战迄今已进入电子化、信息化的阶段。随着现代空中电子战作战环境的日趋复杂和高新技术的不断涌现，机载雷达受到的威胁日益增大，其生存能力遇到了前所未有的挑战。雷达是现代战机作战系统的重要组成部分，亦是战机的关键探测设备。本文扼要介绍其技术发展动向，如低副瓣和极低副瓣天线技术、低截获概率雷达技术、雷达目标识别技术及自适应技术等，对有利于准确地把握住机载雷达技术的发展动向，增强相应雷达技术的研发工作，无疑十分必要。     

非合作式星载双站雷达波束同步设计

波束同步设计是星载分布式雷达系统总体设计的重要问题。针对发射卫星是非合作式的情况，给出六种可能的卫星姿态和天线指向参数方案。给出如下数学模型：针对一般编队，总结出波束指向同步的一般方法；提出一种基于波束指向同步的波束覆盖同步方法，并基于该方法，得到上述六种方案对应的波束覆盖同步方法；提出衡量姿态和天线指向控制能力要求的方法和覆盖能力模型，对六种可能的卫星姿态和天线指向方案，进行波束同步设计和波束覆盖能力仿真分析和比较，仿真结果验证了数学模型的正确性。     

W波段UAV MISAR实时成像运动补偿方法

建立了实时成像正侧视合成孔径雷达(SAR)运动误差模型,采用了一种基于惯导和相位梯度自聚焦(PGA)运动误差估计的中心波束平面运动补偿算法。该算法对回波包络和相位进行分开补偿,利用惯导数据把带有运动误差的回波包络拉直,再利用相位梯度自聚焦算法对回波进行相位误差估计并补偿。针对实时成像的时间少、运算量大、运算资源受限等特点,该算法取消了距离徙动校正的步骤,将运动误差矢量在斜距平面投影并完成包络校正和相位误差估计。该方法运算量小,同时能满足分辨率要求。仿真结果表明:该方法能够得到质量较高的SAR图像。     

星地融合网络相控阵天线应用研究进展

卫星通信网络与地面移动通信网络融合，可提供低时延、广覆盖的泛在接入服务。相控阵天线作为星地传输端到端信息获取的射频前端，具有剖面低、波束成形灵活、多维参数捷变等优点，但也面临降低成本及功耗、增加宽带传输能力、提高宽角扫描性能等方面的挑战。与现有相关综述关注相控阵天线设计流程及制造工艺不同，对相控阵天线在星地融合网络中的应用研究进行综述。首先，阐述相控阵天线的不同架构和特点。其次，总结应对挑战的若干关键技术，包括波束凝视、高精度波束指向、低成本、多波束等。最后，展望在分布式星群组网、高频段演进和通信感知融合等场景中的发展趋势和研究方向。     

应用于雷达电子战系统的宽带DBF技术

探讨了应用于雷达电子战系统的宽带DBF技术。主要阐述了宽带DBF应用时需要进一步研究的问题,包括宽带空间谱估计、宽带波束形成方法、宽带自适应波束形成技术以及宽带系统误差的校正技术等。     

基于稀疏空间谱估计的星载SAR DBF算法

针对星载合成孔径雷达(SAR)系统利用俯仰向数字波束形成(DBF)技术接收场景回波时受地形的影响,会出现波束指向偏差的问题,提出了基于稀疏空间谱估计的星载SAR数字波束形成方法。该方法将目标场景高程估计问题转换为波达方向估计问题,考虑到回波信号的稀疏性,进而等效为稀疏空间谱估计问题,然后利用凸优化方法求解得到目标波达方向。最后,仿真实验验证了该方法的有效性,结果表明该方法可以降低传统自适应方法受小样本和低信噪比影响的限制,实现复杂地形下的正确波束指向,保证回波信号的接收增益。     

双星InSAR时间同步误差对相位同步的影响

针对双星编队的InSAR雷达系统，提出了SAR与相位同步一体化的系统框架，在双星时间同步误差的基础上，提出了一种综合考虑时间同步误差、SAR和相位同步发射及接收链路时延的双星相位同步设计方法，给出了相位同步补偿后的辅星回波信号相位和双星干涉相位，推导了两种时变相位误差功率谱密度，经过理论分析和仿真试验证明：相位同步补偿后，时间同步误差不影响相位同步精度，只影响辅星目标位置。辅星回波固定相位误差较大，但不影响成像，双星干涉固定相位误差为千分之几度，对干涉测高精度影响可以忽略，辅星回波和双星干涉时变相位误差与主星相近。     

星载合成孔径雷达天线的工程设计

介绍了星裁合成孔径雷达(SAR)固态有源相控阵天线工程设计的基本方法。根据性能要求，对相控阵天线进行了阶梯幅度量化，以减少T／R组件的品种数。采用相位加权改变仰角的波束宽度，给出了方向图的仿真结果。对相控阵天线的阵面误差、天线增量、最大副瓣电平和波束指向误差进行了近似计算，并给出了详细的计算结果。     

面向卫星通信系统的低成本超表面相控阵技术

低轨通信卫星系统因其传输延迟小、通信容量大、发射运营成本低等优势,受到了国内外的广泛关注。然而,低轨通信卫星技术的发展对星载天线系统提出了挑战。为提高卫星星座的通信容量以及实现对用户的跟踪覆盖,波束扫描、波束可重构及多波束覆盖不可或缺。在低成本建设运营的背景下,迫切地需要一种低成本的天线系统方案。作为一种低成本新型相控阵技术,综述了超表面相控阵天线技术及其在波束调控中的应用。首先对超表面天线波束形成的方法进行了简单的研究,之后介绍了超表面电磁调控的机理以及实现可重构的手段,最后介绍了超表面相控阵天线在波束形成、波束扫描、多波束产生中的应用。该技术相较于传统相控阵技术,大幅降低了成本,且在电磁波极化、频率调控中展现出巨大的灵活性。通过对该技术的综述,展望了超表面相控阵在低轨通信卫星中的应用。     

InSAR图像配准雷达几何法处理性能分析

图像配准是干涉合成孔径雷达(InSAR)信号处理的关键步骤。基于雷达几何的InSAR图像配准方法。利用主辅雷达成像几何和外部数字高程模型(DEM)进行主辅SAR图像配准。基于SAR图像距离多普勒定位方程,系统梳理了配准处理精度的影响因素,对各误差因素的作用机理进行了理论分析,并综合分析了该算法对重复航过和单次航过InSAR系统图像的配准处理性能。仿真结果验证了理论分析方法的有效性。分析结果对我国InSAR地面系统建设和相关卫星指标论证具有重要的支撑作用。     

天基信息支援下地基预警雷达搜索空域优化

对天基信息支援下的地基预警雷达搜索空域优化进行了研究。建立了战术弹道导弹（TBM）的运动模型和预警卫星的测量模型,用Unscented卡尔曼滤波（UKF）算法对TBM的运动状态进行滤波估计,并结合解二体运动方程确定搜索空域的中心位置,根据误差传播公式建立了搜索空域半径的确定模型。仿真结果表明：该优化方法符合反TBM预警的实际,可明显提高地基预警雷达对TBM的发现概率。