米波相控陣?yán)走_(dá)超分辨測角技術(shù)研究.pdf

1、米波相控陣?yán)走_(dá)以其在反隱身、抗反輻射導(dǎo)彈上所具有的天然優(yōu)勢而成為反隱身技術(shù)的重要依托。米波雷達(dá)工作在VHF頻段(波長為1~10米),一般的吸波材料、涂層對其不起作用,具有反隱身的優(yōu)勢,但也因為此,米波雷達(dá)相較于相同孔徑的微波雷達(dá)而言,波束寬且易打地,仰角分辨力差,多徑效應(yīng)嚴(yán)重,目標(biāo)位置信息易遭到破壞。
　　本文以多徑下的俯仰角測量作為重點研究內(nèi)容,主要工作概括如下:
　　首先,建立相控陣測角模型,多徑反射模型,并重點分析了信

2、號極化方式、地面粗糙度、地面起伏、地球曲率對反射系數(shù)的影響。
　　第二,回顧經(jīng)典測角算法,其中最大值法實質(zhì)是多個空域濾波器分別對同一目標(biāo)進(jìn)行匹配處理,方法精度受限于掃描間隔。單脈沖測角算法使用兩個相鄰波束的幅度(相位)信息,僅需要單個脈沖就可以完成角度的測量,實時性強(qiáng)。
　　第二,回顧經(jīng)典測角算法,其中最大值法實質(zhì)是多個空域濾波器分別對同一目標(biāo)進(jìn)行匹配處理,方法精度受限于掃描間隔。單脈沖測角算法使用兩個相鄰波束的幅度(相位)

3、信息,僅需要單個脈沖就可以完成角度的測量,實時性強(qiáng)。通過仿真分析工程上使用兩波束半功率波束寬度位置相交的原因,得出對于單脈沖算法半功率點可以同時滿足測量精度和測角范圍的要求。單脈沖算法的分辨能力為一個波束寬度,只適用于單個目標(biāo),對于主瓣內(nèi)的兩個目標(biāo),測量值將是兩個實際目標(biāo)角度的加權(quán)重心值。
　　第三,介紹相干源數(shù)學(xué)模型,經(jīng)典超分辨算法MUSIC、ESPRIT原理。對于多徑下的強(qiáng)相干源,信號協(xié)方差矩陣出現(xiàn)秩虧損,上述兩種算法失效。因

4、此需要對信號協(xié)方差矩陣先進(jìn)行預(yù)處理使其秩恢復(fù),再使用超分辨算法來測角。針對解相干算法本文研究了空間平滑類:前向平滑、后向平滑、前后向平滑算法。矩陣重構(gòu)類算法:矩陣分解算法、修正的矩陣分解算法、基于空間平滑的矩陣分解算法。Toeplitz類算法:托普利茲近似方法。對這些算法能夠達(dá)到的測量精度、分辨能力及影響因素做了仿真,并對工程上使用時的參數(shù)選擇做了分析,結(jié)果表明基于空間平滑的矩陣分解算法計算量小,更適于工程應(yīng)用。
　　最后,針對超