基于传感器协同技术的雷达搜索空域研究

多传感器协同是当代先进战斗机的重要技术特征.利用数据链、电子战系统、红外搜索跟踪系统提供的目标信息引导雷达对指定空域进行小范围搜索,可以增加雷达波束目标驻留时间,提高雷达探测距离.本文给出了在外部目标信息引导下雷达搜索空域确定方法,对各种传感器的引导精度进行了分析,确定了雷达相应的搜索空域.     

天基雷达监视的系统最佳化技术

为了使天基监视雷达达到最高效能,必须考虑探测装置和系统的各种参数,它们相互间的关系,以及这些参数与整个系统性能之间的关系。视区与轨道高度有关,雷达波束照射的区域在视区内变化相当大。这会影响到虚警时间、相应的虚警数和所需的检测门限。为解决距离和速度模糊,脉冲多普勒雷达必须采用多种脉冲重复频率(PRF)。对每种PRF都要作一次试检测,所以有几种“n中有m”的检测方案。为保持系统检测输出概率和虚警时间为预定值,这些检测方案会影响到每次试检测所需的检测检率。这些因素和波形效率强烈地影响系统的总驻留时间和区域覆盖速率。波形效率与多普勒脉冲串的波形持续时间与双程传播时间的比值有关。同时使用了相干     

基于目标距离的末制导雷达最优搜索图模型

深入研究了反舰导弹末制导雷达目标捕捉模型,以末制导雷达第一方位搜索周期捕捉概率和全程搜索捕捉概率为约束条件,建立了以末制导雷达第一方位搜索周期扫描面积为目标函数的末制导雷达最优搜索图求取模型,解决了基于目标距离的末制导雷达最优搜索图参数求取问题,并利用多项式拟合,得到了最优搜索图参数工程实现方法,该方法易编程、计算量小、占用内存少,是一种简单、实用的中远程反舰导弹末制导雷达最优搜索图参数实现方法。     

重访机制驱动的多无人机协同动目标搜索方法

为实现多无人机高效捕获灰色任务区域内的移动目标,考虑传感器探测概率与虚警概率,提出了重访机制驱动的协同搜索规划（RMD-CSP）方法,以降低目标遗漏与误判概率。考虑无人机飞行性能约束,以最大化任务执行效能为目标建立多无人机协同搜索模型。根据目标先验信息初始化环境搜索信息图（包括目标概率分布图、环境不确定度图与环境搜索状态图）,利用无人机实时探测信息,基于贝叶斯准则持续更新搜索信息图。定制基于环境不确定度更新的重访机制,通过增加长时间未被重访区域的环境不确定度,引导无人机搜索该区域,降低移动目标的遗漏概率;定制基于目标函数权重更新的重访机制,引导无人机快速重访发现新的疑似目标的区域,对疑似目标进行再次确认,减少由于传感器虚警概率造成的目标误判概率。采用滚动时域规划架构,将搜索规划问题分解为一系列短时域规划问题,提升了求解效率。在典型任务想定下,通过数值仿真试验验证了所提方法的有效性。仿真结果表明,RMD-CSP能够在秒级时间内生成每个时域的搜索航迹,相比于光栅式搜索方法与标准的概率启发式搜索方法,能够引导无人机捕获更多的移动目标,同时减少误判次数,有效提升了多无人机协同搜索的任务效能。     

从探测概率的角度评价飞机的隐身性能

采用雷达散射截面(RCS)均值来衡量飞机的隐身性能并不能给出足够充分的信息,从信号检测概率的角度来衡量飞机的可探测性可以提供更完整的信息。本文从探测概率的角度详细分析了4种典型隐身飞机RCS起伏数据与虚警概率、探测概率、探测距离、信噪比(SNR)等参数间的关系,并给出了完整的推导过程,采用此方法可以对任意飞机目标在给定雷达参数下的可探测性进行准确计算。一般在雷达性能评估中需要用到RCS起伏模型,本文对飞机目标回波信号进行检测分析时采用数值计算方法,信号的概率密度函数(PDF)直接来源于原始回波起伏信号,避免了模型拟合带来的回波特性失真,且不会产生大的计算误差。通过对比分析计算结果发现:单脉冲检测下回波信号均值中值比越大,回波取值范围越小,则信号的检测概率越小,其中均值中值比一般相差3倍以上时可以得到明显不同的检测概率;在快起伏假设下,非相参积累检测的积累脉冲数Nin即便较小,也能得到较大的信噪比增益,此增益可能大于Nin。     

末制导雷达虚警概率检验方法

针对只有10^-8～10^-9量级的末制导雷达虚警概率难以检验的问题,研究虚警概率与发现概率、虚警时间的关系,论证了将虚警概率转化为虚警时间的检验方法,利用定时截尾统计检验理论,研究了不同鉴别比、不同试验时间、不同接收故障数时研制方与使用方的风险,提出了新型末制导雷达虚警概率的检验方法,解决了该项指标检验的难题。     

一种舰载相控阵制导雷达驻留时间动态调度算法

为了解决舰载相控阵雷达的实时驻留问题,提出了一种新的相控阵雷达驻留时间调度算法。依据工作方式优先级和目标信噪比来设计调度准则。首先分析了构建舰载相控阵雷达模型所需要的各种理论模型,包括自由空间目标回波功率、干扰模型、目标检测模型。在此基础上,提出了雷达时间动态调度算法机制。最后根据建立的舰载多功能相控阵雷达模型分析驻留时间分配,目标信噪比检测的效能,仿真结果表明了该算法的合理性和有效性。     

GPS接收机数字码跟踪环性能研究

建立了伪码捕获和跟踪过程的数学模型;推导出了伪码捕获的检测概率和虚警概率,提出了改进的双Dwell搜索方法;对一阶、二阶、三阶DDLL的动态跟踪性能及输入随机噪声影响进行了定量分析。研究结果表明,双Dwell搜索方法能显著缩短平均捕获时间,应根据不同的系统动态特点,选择不同的环路参数,以优化码跟踪环的特性。     

红外告警中的信号探测原理

在导弹逼近红外告警中，由于噪声能随机地造成漏探和虚警，所以对红外辐射信号探测的过程必须要用统计的方法，即探测概率和虚警概率来描述，本文细致研究了在导弹逼近红外告警中的信号探测原理。     

海战场电子干扰环境下雷达作用距离建模与仿真

针对如何模拟海战场电子干扰环境下雷达作用距离这一问题,首先,分析了雷达检测因子与虚警概率、检测概率的关系;然后,在考虑电子干扰功率的基础上建立了综合信干比模型,利用综合信干比与检测因子之间的关系确定了雷达作用距离;最后,通过仿真分析,验证了模型的有效性和适用性。     

数字式自适应双门限检测装置的研究

 数字式自适应双门限检测装置是一种简化的雷达自动目标检测器;在设计得当时。其性能可与理想非相每检测器比美。本文着重分析组成实际的检测系统时必须加以考虑的两个重要问题。即:1.波门的形式及其宽度的选择。指出,在实际系统里,整个波门间隔内单次检测的虚警概率要比波门内某点的虚警概率大数倍;并指出噪声包络多次超跃第一门限这一事实的存在,最后提出采用“跳跃”式波门以降低系统的总虚警概率。2.检测系统的恒虚警。本文提出一种按平均估值方式工作的恒虚警方法;指出,这种估值方式完全能实现恒虚警控制,而其检测性能,当观察次数 n 大于50时,与最佳的均方根估值方式相比,相差不到1分贝。由于这种估值方式大大简化了数学模型,给工程实践,特别是给小型数字式信号处理装置带来不少设计上和技术实现上的便利。本系统正是采用这种方式实现恒虚警,使系统组成大为简化。与某机载雷达的联试结果表明,数字式自适应双门限检测装置能使原雷达发现目标所需之最低信噪比降低4～6分贝,而且雷达显示画面清晰,没有由噪声引起的杂乱背景。     

一种城市背景下“低小慢”目标CFAR检测

线性调频连续波雷达应用于城市背景下"低小慢"目标有明显优势,但是传统的恒虚警检测在城市背景杂波中存在目标不易检测和时间消耗大的问题。针对城市背景杂波中"低小慢"目标的检测,提出了自适应调整参考窗大小的二维(2D)单元平均恒虚警(Cell Average Constant False-Alarm Rate,CA-CFAR)检测方法,该方法能实现有差别检测,因此显著减小时耗。在保持虚警概率恒定的情况下,通过判断杂波区域大小,自适应调整参考窗大小,得到更加合理的杂波估计,提升检测概率。研究结果表明,参考窗大小调整对检测起到明显作用,所用方法在杂波中能够更好地检测出目标。     

从干扰地对空雷达到干扰空对地雷达效果的等效推算

通过建立干扰条件下地对空雷达上视工作和空对地雷达下视工作的数学模型,结合在发现概率和虚警概率给定情况下检测因子为定值的雷达检测理论,推导出了从干扰机干扰地对空雷达时的干扰效果等效外推到干扰空对地雷达的干扰效果的推理模型。该模型具有外场可操作性。     

ATC系统中STCA性能评估指标研究

针对空管系统中短期冲突告警性能评估指标技术展开研究,通常的评价指标包括漏警率、虚警率等,这些指标在一定程度上能够反映短期冲突告警的性能优劣,但还存在一定的评价缺陷,基于短期冲突告警的实际情况,提出了不当告警率的概念和计算方法,在保留虚警概率、检测概率指标的情况下,引入不当告警率,更加科学和真实地完成了对短期冲突告警性能的评价,通过对模拟仿真系统和真实使用系统的评价分析,论证了所提出的评价指标的有效性和合理性。     

使用吊放声纳的直升机应召搜潜发现概率

建立了目标航速为瑞利分布条件下的目标位置分布模型,按照这个模型,研究了使用吊放声纳进行单机应召搜潜的搜索概率的计算方法,并给出了基于圆形搜索方式的不同参数条件下的搜索发现概率的部分计算结果。     

基于区间编码遗传算法的并行分布式恒虚警检测优化方法(英文)

针对采用K/N融合准则的并行分布式恒虚警检测问题,提出了一种基于区间编码遗传算法的优化方法。选取N?1个局部虚警概率作为优化变量。依据约束条件,采用逐个优化技术依次设计各个局部虚警概率的编码区间,将约束优化转化为无约束优化,克服了遗传算法中通常采用惩罚技术引起的迭代次数增加的缺点。将该优化方法应用于天基SAR多视角协同探测中,确定了每个局部判决器的标称化因子,对系统中包含2个、3个和4个独立SAR系统的情况分别进行了仿真验证,并对比分析了K、N变化时的检测性能。     

电子干扰对飞机生存力的影响

介绍了对敌方空防系统实施电子干扰时飞机生存概率的计算方法；以飞机对某一目标要地突防为例，计算了飞机的生存概率。结果表明，对敌方空防系统实施电子干扰可以降低飞机被探测的概率，缩短截击机对飞机的最远拦截距离，降低地空导弹对飞机的射击精度。在缩短飞机雷达散射截面的同时，对敌方空防系统实施电子干扰可以显著提高飞机的生存力。     

军用直升机雷达隐身性能仿真与评估

采用高频方法计算了某型通用直升机及其隐身改型的RCS数据,基于现有雷达隐身性能计算方法和直升机低空飞行特点,对直升机在单部雷达和雷达组网两种情况下的雷达隐身性能进行仿真分析,给出了单部雷达和雷达组网发现目标的判定准则,分析了直升机可探测范围曲线、平均综合检测概率和暴露时间等隐身指标。通过仿真分析,评估了不同飞行高度下RCS减缩与直升机隐身性能的定量关系,为直升机的隐身设计提供了参考依据。     

基于动力学模型的积分滤波机动检测方法

给出了一种基于动力学模型的积分滤波机动检测方法,通过滤波时对机动时间、机动强度和滤波残差的实时统计,可以准确识别目标的机动状态,并自适应调整滤波参数,保证滤波的精度。对野值具有很强的抑制能力,能够在很大程度上减小虚警的概率。该方法适合靶场对高机动弹道的机动检测。     

隐身飞机在大仰角时的生存力评估

介绍了生存力基本概念;给出了飞机发现概率的计算;在缺少某些雷达参数时,所提出的发现概率计算方法仍然适用。讨论了几种减缩RCS的实际可行的方法,并就隐身设计给出了指导性的意见。