影响高机动分布式协同雷达相参性的误差建模及性能分析

发布时间：2020-05-20 08:27

【摘要】：相对于造价高昂、机动性差、容易被摧毁的相控阵雷达而言,高机动分布式协同相参雷达系统由多部机动式小孔径单元雷达分散布设组成。通过对各单元雷达接收的回波包络进行信号级的相参合成,必要的时候可以对接收脉冲在时间维上进行相干积累,实现提升信噪比的目的,可等效成一个威力大的探测雷达,迎合现代战争对雷达作战的高精度、反隐身、抗干扰等多方面的性能要求。另外,高机动分布式协同相参雷达还具有诸多优势,如:灵敏度高,可以对目标进行远距离的识别、搜索和跟踪,机动性强,可根据作战环境快速进行新的部署;多单元雷达的单个发射功率低,而且通过正交多发射,可以实现低截获、抗摧毁。目前,分布式相参协同雷达技术已有相当多的理论成果。但在实际工程实现中,由于相参性受到各类系统误差的影响,各类误差的误差边界条件和误差测量、补偿方法是亟需解决的问题,具体包括时间同步误差、频率同步误差、天线相位中心误差、惯导误差、平台运动误差等,以及当系统各项误差不满足相参性的要求时,如何进行误差测量和校正,从而提升相参性具有重要意义。本论文首先阐述了分布式协同相参雷达应用的背景、意义和主要性能,并重点阐述了所面临的技术难题;其次从原理上对静态和高机动两种模式下的分布式协同相参雷达系统分别进行建模,给出了不同类型的正交信号在用于接收相参模式中的处理流程和框图,并基于正负线性调频信号对各模型做了仿真实验和和性能分析;然后对影响系统相参性能的各项系统误差的来源进行说明并建模分析,给出了各类误差的补偿方法及对应模型,最后通过仿真加以验证。在给定的信号信噪比要求下给出了各系统误差的边界要求;之后针对实际场景中出现扩展目标,提出了一种基于频域相关的包络对齐法,以及当出现某项或者多项系统误差超出误差边界要求时,提出了提高信噪比的相参方法和目标定位方法。通过仿真和外场实验数据处理和性能分析,表明了所提用于高机动协同分布式相参雷达系统的稳健信号相干积累方法解决了扩展目标情况下包络对齐问题,提高了包络对齐精度。利用测角器参数以及波束扫描法实现了提高相参信号信噪比的目的,采用目标标定的方法实现了对目标的定位跟踪。最后展望了高机动分布式相参协同雷达的下一步研究方向和目标。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN958

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本文编号：2672342