弹载相控阵探测器前视高分辨定距技术_工业技术

1

前　言

技术决定战术，有什么样的技术，在综合条件成熟时就必然会产生什么样的战术。必须结合现代最新技术，应用到现有主战装备上，形成新战术、新战法，全面提升武器装备战斗力，...

2

第1章　绪论

...

4

1.1　研究背景及意义

现代战争是以信息技术为先导、以远程精确打击为核心，综合利用智能探测、精确制导、战场侦察与监视、通信与指挥自动化等先进技术的高科技战争［1］。其中精确制导武器现已...

5

1.2　毫米波近炸引信定距技术发展现状

相比于碰炸引信，近炸引信更能发挥出战斗部爆炸性能，提高破片弹头的有效射程。通常载弹的最佳爆破点随目标的性质和载弹本身的性质变化而变化［8］：针对空中目标的最佳爆...

6

1.2.1　毫米波近炸引信发展概述

毫米波近炸引信［15］因其精确的炸点控制与简单的信号处理，在现代精确制导武器系统中得到了广泛的应用。现代信息化战争中，要想对目标进行有效杀伤，就要求弹药获得更多...

7

1.2.2　国外弹载毫米波探测器发展现状

近炸引信最常用的工作原理是阈值检测，当载弹接近目标时，发射和反射的射频信号能量之间的相互作用会被弹载传感器截获，从目标的回波信号中解算距离信息。韩国国防部引信专...

8

1.2.3　弹载相控阵探测器发展现状

目前，根据相控阵探测器结构，用于弹药平台的相控阵探测器可以分为平面相控阵与共形相控阵两种形式［28］。采用平面相控阵的探测器视场角通常较小，其方位向基本处于±6...

9

1.3　高分辨定距技术需求分析

为满足新型战斗部的需求，迫切需要发展大范围高分辨毫米波近炸引信测距技术。另外，若单型引信的定距范围能够覆盖前视二维区域，既可满足大威力整体战斗部和电磁脉冲战斗部...

10

第2章　弹载相控阵探测器高分辨探测模型

...

11

2.1　基于随机相位调制探测信号模型

为实现弹载相控阵探测器前视高分辨探测，利用随机相位调制增加每一阵元发射信号之间的非相关性。对发射信号的研究由原理入手，探究随机相位调制对于高分辨探测的优势，同时...

12

2.1.1　随机相位调制实现高分辨探测原理分析

由平面波分解定理可知［35］：探测信号的任意一种照射模式都能够被视为若干个不同幅度、频率、初相和入射角的均匀平面波的叠加。因此，当相邻阵元之间的发射波束的自由度...

13

2.1.2　探测信号时空相关性对高分辨探测的影响

由2.1.1小节推导可得：前视目标强散射点探测问题划归为判定发射信号矩阵的相关性问题，当发射信号矩阵各行、列的非相关性足够大时，利用式（2-1）即能精确求解前视...

14

2.1.3　基于随机相位调制的发射信号数学模型

相控阵发射天线通过移相器实现每一阵元的初始相位按照固定步长进行调制，从而实现相位控制。因此，相控阵探测器能够通过调整移相器的相位调制方式来实现对每一阵元发射信号...

15

2.2　正则化匹配追踪算法重构矩阵理论推导

为解决上述病态问题以求解目标区域散射矩阵，利用相关正则化算法对欠定方程进行有效求解，以获得散射矩阵各元素的精确解。弹载探测器的高分辨率成像面临着巨大的挑战：一是...

16

2.3　改进的稀疏度自适应匹配追踪算法研究

为兼顾信号重构算法的估计精度与计算效率，在传统的SAMP算法的研究基础上进行改进，提出一种改进的稀疏度自适应的匹配追踪算法（Modified-SAMP，MSAM...

17

第3章　典型地貌实测地杂波幅度特性研究

为探究目标区域杂波环境幅度特性，针对典型的地貌杂波进行详细研究，以实现对于几类典型地杂波幅度模拟。按照实地勘测、杂波数据采集、杂波数据处理、归纳总结的方式进行，...

18

3.1　典型地杂波实地采集方案与可行性分析

选择实测地杂波作为研究对象能够保证杂波幅度特性研究的真实性，同时相关实测数据与研究成果也能用于算法仿真过程以及接下来的研究过程［50］。地杂波的采集过程利用了一...

19

3.2　对草地杂波的采集结果

对草地杂波的研究过程中，选择覆盖率较高的草坪作为采集对象，被测草地不超过10 cm，地面干燥且风速小于0.3 m／s，可视为无风条件。调节三脚架使探测波束以不同...

20

3.3　对树林杂波的采集结果

对树林杂波的研究过程中，选择茂密树林作为杂波采集对象，被测树林高度约为1～2 m。对于树林杂波的采集分为两种情形：①低风速（约为2 m／s），杂波数据保存在单元...

21

3.4　对崎岖地表杂波的采集结果

对崎岖地表杂波的研究过程中，将起伏度较大、干燥无水的复杂地表作为杂波采集区域，目标区域内的起伏高度约为10～50 cm。选择两处典型地表调整雷达探测平面俯仰角并...

22

3.5　典型实测地杂波幅度叠加特性分析

确定了各典型地貌的最优分布模型后，选择崎岖地表和草地作为典型地物研究回波矢量叠加对杂波幅度分布的影响。叠加次数与探测器高度和波束俯仰角有关，实际测量过程中只改变...

23

第4章　基于自适应最优单脉冲响应曲线的高分辨测角算法

...

24

4.1　弹载相控阵探测器前视高分辨测角模型研究

为解决探测器的高分辨测角问题，结合探测器的天线结构，推导实现高分辨测角的原理，提出适用于探测器高分辨测角策略。结合单脉冲比幅测角技术具备系统结构复杂度低、实时性...

25

4.2　弹载相控阵探测器测角误差分析

为探究误差对探测器测角过程的影响，对影响测角结果的两种误差因素进行分析。在运用单脉冲体制探测器测角过程中，会受到诸多误差源的影响，包括由不精确单脉冲处理方法引起...

26

4.2.1　信号接收通道噪声造成测角误差

在远距离、低信噪比条件下的测角过程中，接收天线与接收通道形成的噪声是造成误差的主要因素［58］。探测器前端天线与信道内部都会产生热噪声，截获的目标回波信号也会夹...

27

4.2.2　单脉冲响应曲线造成测角误差

由基于单脉冲技术的测角算法处理流程可知，提高方位分辨率的核心步骤为散射点方位角估计，测角中出现的误差将直接影响强散射点信号在其真实位置的积累，导致前视方位向角度...

28

4.3　弹载相控阵探测器方位向高分辨测角技术

为实现探测器前视高分辨测角，结合弹载相控阵探测器工作实际，建立相控阵探测器的方位向测角模型，在此基础上提出基于自适应OMRC（最优单脉冲响应曲线）的高分辨测角算...

29

4.3.1　弹载相控阵探测器方向图的描述与实现

相控阵探测器在载弹下降阶段进行测量，通过向目标区域辐射探测信号，并截获由目标区域反射形成的回波信号，用以获取目标区域内的相关信息，为载弹提供较高精度的目标区域有...

30

4.3.2　弹载相控阵探测器自适应获取OMRC

当探测信号经过目标区域散射点后，回波信号可由散射点的散射系数与探测器方向图共同决定，对相邻两天线阵元进行研究。令Σ（θ）、Δ（θ）分别表示和、差天线方向图向量，...

《弹载相控阵探测器前视高分辨定距技术》简介

前　言

目录

第1章　绪论

1.1　研究背景及意义

1.2　毫米波近炸引信定距技术发展现状

1.2.1　毫米波近炸引信发展概述

1.2.2　国外弹载毫米波探测器发展现状

1.2.3　弹载相控阵探测器发展现状

1.3　高分辨定距技术需求分析

第2章　弹载相控阵探测器高分辨探测模型

2.1　基于随机相位调制探测信号模型

2.1.1　随机相位调制实现高分辨探测原理分析

2.1.2　探测信号时空相关性对高分辨探测的影响

2.1.3　基于随机相位调制的发射信号数学模型

2.2　正则化匹配追踪算法重构矩阵理论推导

2.3　改进的稀疏度自适应匹配追踪算法研究

第3章　典型地貌实测地杂波幅度特性研究

3.1　典型地杂波实地采集方案与可行性分析

3.2　对草地杂波的采集结果

3.3　对树林杂波的采集结果

3.4　对崎岖地表杂波的采集结果

3.5　典型实测地杂波幅度叠加特性分析

第4章　基于自适应最优单脉冲响应曲线的高分辨测角算法

4.1　弹载相控阵探测器前视高分辨测角模型研究

4.2　弹载相控阵探测器测角误差分析

4.2.1　信号接收通道噪声造成测角误差

4.2.2　单脉冲响应曲线造成测角误差

4.3　弹载相控阵探测器方位向高分辨测角技术

4.3.1　弹载相控阵探测器方向图的描述与实现

4.3.2　弹载相控阵探测器自适应获取OMRC

《弹载相控阵探测器前视高分辨定距技术》简介

前 言

目录

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 毫米波近炸引信定距技术发展现状

1.2.1 毫米波近炸引信发展概述

1.2.2 国外弹载毫米波探测器发展现状

1.2.3 弹载相控阵探测器发展现状

1.3 高分辨定距技术需求分析

第2章 弹载相控阵探测器高分辨探测模型

2.1 基于随机相位调制探测信号模型

2.1.1 随机相位调制实现高分辨探测原理分析

2.1.2 探测信号时空相关性对高分辨探测的影响

2.1.3 基于随机相位调制的发射信号数学模型

2.2 正则化匹配追踪算法重构矩阵理论推导

2.3 改进的稀疏度自适应匹配追踪算法研究

第3章 典型地貌实测地杂波幅度特性研究

3.1 典型地杂波实地采集方案与可行性分析

3.2 对草地杂波的采集结果

3.3 对树林杂波的采集结果

3.4 对崎岖地表杂波的采集结果

3.5 典型实测地杂波幅度叠加特性分析

第4章 基于自适应最优单脉冲响应曲线的高分辨测角算法

4.1 弹载相控阵探测器前视高分辨测角模型研究

4.2 弹载相控阵探测器测角误差分析

4.2.1 信号接收通道噪声造成测角误差

4.2.2 单脉冲响应曲线造成测角误差

4.3 弹载相控阵探测器方位向高分辨测角技术

4.3.1 弹载相控阵探测器方向图的描述与实现

4.3.2 弹载相控阵探测器自适应获取OMRC

前　言

第1章　绪论

1.1　研究背景及意义

1.2　毫米波近炸引信定距技术发展现状

1.2.1　毫米波近炸引信发展概述

1.2.2　国外弹载毫米波探测器发展现状

1.2.3　弹载相控阵探测器发展现状

1.3　高分辨定距技术需求分析

第2章　弹载相控阵探测器高分辨探测模型

2.1　基于随机相位调制探测信号模型

2.1.1　随机相位调制实现高分辨探测原理分析

2.1.2　探测信号时空相关性对高分辨探测的影响

2.1.3　基于随机相位调制的发射信号数学模型

2.2　正则化匹配追踪算法重构矩阵理论推导

2.3　改进的稀疏度自适应匹配追踪算法研究

第3章　典型地貌实测地杂波幅度特性研究

3.1　典型地杂波实地采集方案与可行性分析

3.2　对草地杂波的采集结果

3.3　对树林杂波的采集结果

3.4　对崎岖地表杂波的采集结果

3.5　典型实测地杂波幅度叠加特性分析

第4章　基于自适应最优单脉冲响应曲线的高分辨测角算法

4.1　弹载相控阵探测器前视高分辨测角模型研究

4.2　弹载相控阵探测器测角误差分析

4.2.1　信号接收通道噪声造成测角误差

4.2.2　单脉冲响应曲线造成测角误差

4.3　弹载相控阵探测器方位向高分辨测角技术

4.3.1　弹载相控阵探测器方向图的描述与实现

4.3.2　弹载相控阵探测器自适应获取OMRC