有源干扰下的宽带相控阵雷达目标成像技术研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huwei00
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宽带相控阵雷达具备灵活调度波束,跟踪、成像与识别多目标能力,因而在现代雷达发展中有突出的地位。但是在其一维距离成像中,有些问题需要重点研究,包括:(1)相控阵雷达可以跟踪高速机动目标,为了保证高质量目标成像,需要对目标速度和加速度补偿;(2)宽带成像雷达本身很容易受到有源干扰的影响,但常规窄带自适应波束形成已经不适合直接应用于宽带信号,需要研究针对宽带信号抗干扰的自适应波束形成技术。针对上述特点,本文以线性调频信号的去斜处理成像为背景,以高速机动弹道导弹的一维距离成像为目标,结合基于子阵结构的自适应空时处理数字波束形成技术,为干扰条件下的宽带相控阵雷达目标成像提供一条新的途径。  本文利用自适应数字波束形成技术作为抗干扰的手段,介绍了最优数字波束形成的基本原理与准则,对比了两种典型的权值计算方法—SMI和G-S算法,研究了快拍数对SMI算法性能的影响,并采用低副瓣处理、改进的对角加载技术等方法改善方向图。  本文对宽带相控阵雷达目标一维成像进行如下研究:波形采用线性调频信号,利用大时宽带宽积和大的多普勒容限的优势;成像方法采用去斜处理可降低采样率并减小成像带宽;基于宽带雷达跟踪高速机动目标的要求,推导了高速机动目标去斜处理数学模型,利用宽带模糊函数分析了宽带线性调频信号多普勒效应,提出了目标距离像的速度与加速度补偿方法与不补偿条件;分析了孔径渡越时间对成像的影响,给出了常规的基于延时线的补偿方法,并根据去斜处理的特点提出了数字补偿方法。  为了使宽带相控阵雷达能对消有源干扰正常成像,本文给出了经典的宽带自适应空时处理波束形成技术,并提出了两种基于子阵结构的去斜处理后的自适应空时处理系统,分别是全自适应空时处理波束形成和基于阵元延迟线的子带自适应空时处理波束形成。在全自适应处理系统中,推导出能抵消去斜处理中非线性因素的方法,利用平稳信号权值计算方法对消整个频带干扰,大大减少计算量。在子带自适应处理系统中,结合去斜处理后宽带线性调频信号方便分割为窄的子带的特性,建立了子带阵元延迟线波束形成系统,价格高昂的时间延迟线被子阵之间的信号回波空间延迟代替,此方法联合完成干扰对消与子阵延时补偿,同时具备子带降低运算量的优势。此外还分析了影响该方法干扰对消有效性的一些因素。这两种方法都能够在有源干扰下完成目标一维距离成像。
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