数字相控阵多功能被动探测技术研究

发布时间：2018-05-08 15:45

  本文选题：相控阵 + 数字波束形成　； 参考：《中国舰船研究院》2016年硕士论文

【摘要】：随着电子信息系统技术的快速发展,数字相控阵技术日益成熟,应用也愈来愈广泛。为满足未来军用综合电子信息系统的信号侦收、目标探测和定位的多功能一体化作战需求,在近年来发展起来的新一代多动能一体化被动探测定位系统中,广泛采用了数字相控阵技术,为实现多任务、多功能共用射频系统和共享天线孔径奠定了基础。基于数字相控阵技术的多功能一体化被动探测系统,既可以利用宽带数字化技术实现对目标辐射信号的频域宽带截获,又可充分利用数字波束形成技术具有的天线波束扫描灵活、高增益、低副瓣的优点,以及可同时形成多个天线波束的能力,通过采用同时数字多波束瞬时宽角空域覆盖,实现对辐射源目标信号的高概率截获、高精度测向和连续跟踪监视。本论文课题针对未来海空一体化多功能被动探测系统技术发展需求,重点探索数字多波束宽角覆盖高效空域扫描策略、接收数字多波束形成方法、被动探测数据处理方法和数字相控阵多功能被动探测系统工程设计方法。论文分析了多功能被动探测系统在频域、空域、时域对辐射源目标信号的截获条件,在天线波束空域扫描波位编排方面,基于权重分区思想,建立了关于截获概率、平均发现时间、搜索时间配额的空域搜索参数联合优化模型,求解得到了高截获概率的最优子空域搜索帧周期,并仿真分析了该算法对辐射源目标信号的截获性能;在数字多波束形成和目标测向方面,讨论了基于单脉冲的多波束比幅测向及数字和差比幅测向算法,给出了通过鉴角曲线线性拟合进行角度估计的单脉冲数字和差比幅测向简化算法;在辐射源信号分选和目标定位方面,仿真分析了动态关联和直方图信号分选方法,针对双站测向交叉定位算法,给出了在最小圆概率误差准则下形成最优交会角的条件,并利用用实测数据对数据处理算法的性能进行了仿真验证。在数字相控阵多功能被动探测系统设计方面,给出了典型系统组成框图、被动探测信号处理系统设计和双站协同被动测向交叉定位系统设计方案,并研制了双站协同探测系统组网控制软件和双站协同被动探测系统数据处理软件。
[Abstract]:With the rapid development of electronic information system technology, digital phased array technology is becoming more and more mature and widely used. In order to meet the need of multi-function integrated combat of signal acquisition, target detection and positioning in the future military integrated electronic information system, a new generation of multi-kinetic energy integrated passive detection and positioning system has been developed in recent years. Digital phased array technology is widely used, which lays the foundation for multitask, multi-function common RF system and shared antenna aperture. The multifunctional integrated passive detection system based on digital phased array technology can realize broadband interception of target radiation signal in frequency domain by using wideband digital technology. It can also make full use of the advantages of flexible antenna beam scanning, high gain and low sidelobe, and the ability to form multiple antenna beams simultaneously. By using simultaneous digital multi-beam instantaneous wide-angle airspace coverage, High probability interception, high precision direction finding and continuous tracking of emitter target signal are realized. In order to meet the needs of the future multi-function passive detection system, this paper focuses on the digital multi-beam wide-angle coverage high-efficiency airspace scanning strategy, and receives the digital multi-beam forming method. Passive detection data processing method and digital phased array multifunctional passive detection system engineering design method. In this paper, the acquisition conditions of radiation source signals in frequency domain, spatial domain and time domain for multifunctional passive detection system are analyzed. The interception probability is established on the basis of weighted partitioning in antenna beam spatial domain scanning wave level arrangement. The optimal subdomain search frame period with high probability of interception is obtained by the joint optimization model of spatial search parameters of average discovery time and search time quota, and the performance of the algorithm for intercepting emitter target signals is analyzed by simulation. In the aspect of digital multi-beam forming and target direction finding, the multi-beam specific amplitude direction finding and digital and differential amplitude direction finding algorithms based on single pulse are discussed. A simplified algorithm of single pulse digital and differential ratio amplitude direction finding for angle estimation by linear fitting of angle discrimination curve is presented, and the dynamic correlation and histogram signal sorting methods are simulated and analyzed in the aspects of emitter signal sorting and target location. For the bistatic direction finding cross location algorithm, the condition of forming the optimal intersection angle under the minimum circle probability error criterion is given, and the performance of the data processing algorithm is simulated by using the measured data. In the design of digital phased array multifunctional passive detection system, the typical system block diagram, the design of passive detection signal processing system and the design scheme of bistatic cooperative passive direction finding cross location system are given. The network control software of bistatic cooperative detection system and the data processing software of bistatic cooperative passive detection system are developed.
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN97

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本文编号：1861998