W波段FMCW SAR系统实现与试验

与C波段、X波段和Ka波段相比,W波段的调频连续波(FMCW)合成孔径雷达(SAR)系统因具有更高的分辨率,更易实现低功耗与小型化而备受关注。W波段波长短,因此该波段的FMCW SAR更适用于短距离成像。提出一种W波段FMCW SAR系统的设计方案,根据提出的系统方案与指标,实现W波段FMCW轨道SAR系统的样机研制。该系统分辨率可达5 cm。系统样机试验在上海交通大学的多功能船模拖拽水池完成。设置不同目标进行成像试验,最终得到多组有效试验数据,并基于改进的RD算法进行数据处理,得到理想的SAR图像。经分析可知,系统实际分辨率优于5 cm。试验结果证明了W波段FMCW SAR系统的可行性与有效性。     

超视距雷达探测高超声速飞行器可行性分析

在前期开展再入飞行器RCS（雷达散射截面）特性试验和理论研究的基础上,对典型临近空间高超声速飞行器RCS特性开展了研究,分析了绕流和尾迹对飞行器本体RCS特性的影响。研究表明等离子体流场在头身部绕流、近尾尾迹和部分远尾尾迹的最大电子密度将远高于电离层最高电子密度,更高于典型天波超视距雷达工作频段对应的临界电子密度。因而等离子体尾迹将会对3~30 MHz频段电磁波产生较强的散射,使得等离子体尾迹的RCS远远大于飞行器本体的RCS。利用临近空间高超声速飞行器尾迹RCS的这一特点,有可能实现对临近空间高超声速飞行器的超视距探测。     

A realistic simulation framework to evaluate ionospheric tomography

Observation of the 3-dimensional (3-D) electron density of the ionosphere is useful to study large-scale physical processes in space weather events. Ionospheric data assimilation and ionospheric tomography are methods that can create an image of the 3-D electron density distribution. While multiple techniques have been developed over the past 30 years, there are relatively few studies that show the accuracy of the algorithms. This paper outlines a novel simulation approach to test the quality of an ionospheric tomographic inversion. The approach uses observations from incoherent scatter radar (ISR) scans and extrapolates them spatially to create a realistic ionospheric representation. A set of total electron content (TEC) measurements can then be simulated using real geometries from satellites and ground receivers. This data set, for which the ‘truth’ ionosphere is known, is used as input for a tomographic inversion algorithm to estimate the spatial distribution of electron density. The reconstructed ionospheric maps are compared with the truth ionosphere to calculate the difference between the images and the truth.To demonstrate the effectiveness of this simulation framework, an inversion algorithm called MIDAS (Multi-Instrument Data Analysis Software) is evaluated for three geographic regions with differing receiver networks. The results show the importance of the distribution and density of GPS receivers and the use of a realistic prior conditioning of the vertical electron density profile. This paper demonstrates that when these requirements are met, MIDAS can reliably estimate the ionospheric electron density. When the region under study is well covered by GPS receivers, as in mainland Europe or North America, the errors in vertical total electron content (vTEC) are smaller than 1 TECu (2–4%) . In regions with fewer and more sparsely distributed receivers, the errors can be as high as 20–40%. This is caused by poor data coverage and poor spatial resolution of the reconstruction, which has an important effect on the calibration process of the algorithm.     

CFAR DETECTORS FOR HIGH RESOLUTION RADAR IN NON GAUSSIAN CLUTTER

讨论了球不变随机过程（ＳＩＲＰ）非高斯杂波背景下高分辨雷达距离扩展目标检测问题。文中提出了ＣＡ－ＣＦＡＲ,ＯＳ－ＣＦＡＲ两种距离扩展目标检测器,并证明了它们的形状因子和尺度因子未知的情形下具有恒虚警性,即双参数恒虚警性,分析了这两种检测器的检测性能。这两种检测器亦可用作ＳＩＲＰ杂波背景下低分辨雷达检测器。     

激光技术应用综述

在论述激光的主要特性基础上，主要介绍了激光雷达、激光引信、激光图像记录仪等的工作原理、应用范围和发展水平。     

一种校正多频连续波雷达幅相不平衡的新方法

分析了连续波雷达接收机中正交通道幅相不平衡产生的镜像信号对测量的影响,并根据连续波雷达测速、测距原理提出了一种新的幅相不平衡校正方法,该方法基于数学中的正交化思想,提取的幅相不平衡校正参数精度较高,仿真结果也表明了这一点。     

相控阵单脉冲雷达自适应旁瓣对消研究

对自适应旁瓣对消如何用于相控阵单脉冲测角进行了研究。使用常规自适应旁瓣对消方法,辅助天线中的期望信号会导致测角误差;若采用阵列输入经期望信号阻塞矩阵处理后产生辅助波束的改进方法,则可消除这一误差。仿真结果表明了改进方法的有效性。     

一种应用于地形匹配雷达高度表中的回波跟踪与测高算法

脉冲雷达高度表内嵌的跟踪与测高算法在很大程度上决定了地形匹配系统的总体性能。普通的OCOG算法和其它基于回波前沿半功率点的跟踪算法都无法满足地形匹配的要求。因此，对OCOG算法加以改进，形成M-OCOG算法，并基于复杂地形回波的特性，分析M-OCOG算法在回波跟踪能力和测高性能方面的优越性，通过两种定量分析方法分析其地形匹配效果，说明了将其应用于地形匹配雷达高度表的可行性。     

借助TADT技术对中继卫星实现高准确的非相干多普勒跟踪

用非相干多普勒跟踪系统取代相干多普勒跟踪系统是可能的,只需消除其振荡器频率漂移对测速的有害 影响即可。TADT技术能使之达到相干系统的准确度。文中介绍TADT方法的数学原理及其在TDKSS网中的应用。结 论认为,TADT方法是解决非相干多普勒跟踪系统高精度和高可靠性这一矛盾的有效方法,从而使航天器的多普勒跟踪 技术取得突破性进展。     

单脉冲雷达导引头抗压制式干扰时域仿真

为研究单脉冲主动雷达导引头在自卫干扰(SSJ)和非SSJ条件下的抗干扰性能,建立了单脉冲角跟踪系统对SSJ和非SSJ压制式噪声干扰源进行跟踪的时域模型。仿真结果表明,在SSJ条件下,角跟踪回路的抗压制式噪声干扰性能较佳,跟踪情况与目标视线角速度有关;在非SSJ条件下,当导引头接收天线处远距支援干扰(SOJ)强于目标回波信号时,SOJ会引入较大的天线指向偏差。所建模型可用于雷达导引头抗干扰性能的仿真研究。