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相比于相控阵雷达系统,数字阵列雷达作为一种更新体制的雷达系统,因其全数字处理所带来的灵活性,拥有更大的动态范围,能够更好地对强杂波环境下小目标进行检测;利用收发波束的数字波束形成(Digital Beamforming,DBF),实现更低副瓣的天线波束性能,得到更优的系统检测与跟踪能力。因此,数字阵列雷达正受到国内外越来越多研究学者的关注。本文从数字阵列雷达的研究出发,为提高雷达系统的作用距离及跟踪精度,在现有典型的作战场景中,利用经典的雷达信号处理、跟踪理论及捷联解耦方法,对数字阵列雷达中的机动目标跟踪技术进行了深入地研究。主要的研究工作如下:1.针对数字阵列雷达的速度跟踪环路,提出了带有环路滤波的叉积自动频率速度跟踪环路设计方法(Cross Product Automatic Frequency Control with Loop Filter,CPAFCLF),实现了对鉴频误差的闭环控制,加快了速度跟踪误差的收敛速度。几种不同信噪比(Signal-to-NoiseRatio,SNR)场景下的仿真实验,说明该方法具有良好的信噪比动态范围。2.研究数字阵列雷达的距离跟踪算法时,针对经典的“当前”统计模型中目标机动频率与加速度极限值无法准确预设的问题,联合CPAFCLF算法,提出了带有速度预测的自适应“当前”统计模型距离跟踪算法(Adaptive“Current”Statistical Model with Velocity Prediction,ACSMVP),实现了过程噪声协方差矩阵的自适应计算。接着,提出了基于Sage-Husa带有速度预测的自适应“当前”统计模型距离跟踪算法(Sage-Husa-based ACSMVP,SH-ACSMVP),提升了距离跟踪的性能。典型跟踪场景的仿真表明,SH-ACSMVP算法的距离跟踪性能更优。3.高脉冲重复频率脉冲多普勒体制数字阵列雷达中的“距离遮挡”效应,降低了雷达系统对目标跟踪的稳定性。为此,设计了一种新的波形选择策略。此策略利用提出的脉冲重复频率选择准则,离线计算得到距离对应脉冲重复频率的波形查找表。再通过距离预测值,从波形查找表中选择波形,作为下个相参处理间隔(Coherent Processing Interval,CPI)的发射波形,实现后续跟踪阶段的抗距离遮挡。仿真结果表明了此波形选择策略的正确性及有效性。4.角度跟踪环路是数字阵列雷达中最重要的跟踪环路,是决定雷达系统能否稳定跟踪目标的关键。本文提出了恒定系数角度跟踪环路滤波设计方法(Constant Coefficient Angle Tracking Loop Filter,CCATLF),提升了角度跟踪性能。其次,提出了两种基于拐点检测的角度跟踪环路设计方法。针对数字阵列雷达系统中的角度跟踪环路在跟踪初期跟踪误差收敛速度慢,跟踪末期存在跟踪误差发散的两个问题,提出了自适应角度跟踪环路滤波设计方法(Adaptive Angle Tracking Loop Filter,AATLF)。接着,理论推导了AATLF算法得到的角跟踪误差方差与角度跟踪通道信号SNR之间的关系公式,并证明了所设计角度跟踪环路的稳定性与等效环路噪声带宽的大小无关。仿真结果表明,AATLF方法不仅应用场景最广,也是其中性能最好的角度跟踪方法。5.对于弹载或机载应用的数字阵列雷达,雷达平台的姿态扰动会严重干扰数字阵列雷达中天线阵面的波束指向,造成雷达系统对目标角度跟踪的稳定性下降。受本文角度跟踪环路设计方法的启发,联合典型的捷联解耦算法(Strapdown Decoupling Method,SDM)原理,提出了基于环路滤波的捷联解耦方法(SDM based on Loop Filter,SDMLF)与基于自适应环路滤波的捷联解耦方法(SDM based on Adaptive Loop Filter,SDMALF)。仿真结果验证本文所提算法是稳定有效的。最后,结合应用需求及实验室现有的半实物仿真平台,对两种捷联解耦算法进行了系统测试,验证了这两种捷联解耦方法在实际系统应用中的可行性与有效性。