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数模混合二维相控阵雷达远场收发校准方法研究

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火控雷达技术 2024年第3期53卷 84-89,95页

作者：同非罗丁利胡海蔚徐保庆西安电子工程研究所西安710100

本文提出了一种基于最小系统设计准则的数模混合二维相控阵雷达远场收发校准方法,给出了实现流程、数据分析过程和实测结果。方向图的实测结果显示本文提出的校准方法得到的收发方向图主要技术指标良好且均满足使用要求,在实际工程中具... 详细信息

本文提出了一种基于最小系统设计准则的数模混合二维相控阵雷达远场收发校准方法,给出了实现流程、数据分析过程和实测结果。方向图的实测结果显示本文提出的校准方法得到的收发方向图主要技术指标良好且均满足使用要求,在实际工程中具有较好的操作性和推广性。

关键词：最小系统数模混合二维相控阵天线校准方向图

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二维相控阵低慢小雷达数据处理系统的设计与实现

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二维相控阵低慢小雷达数据处理系统的设计与实现

作者：胡文豪南京理工大学

学位级别：硕士

近年来,低慢小飞行器造成的事故日益增多,对国家和社会的安全带来了重大威胁,如何对低慢小飞行器实施有效的监管已经迫在眉睫。传统的雷达对低慢小目标检测效果较差,因此设计一款全天候、高精度跟踪的低慢小雷达具有重大意义。当前部分... 详细信息

近年来,低慢小飞行器造成的事故日益增多,对国家和社会的安全带来了重大威胁,如何对低慢小飞行器实施有效的监管已经迫在眉睫。传统的雷达对低慢小目标检测效果较差,因此设计一款全天候、高精度跟踪的低慢小雷达具有重大意义。当前部分低慢小雷达采用边扫描边跟踪技术(Track-While-Scan,TWS),雷达的跟踪数据率较低、实时性较差并且容易丢失机动目标。论文中雷达根据相控阵天线波束捷变的特性,采用边跟踪边扫描技术(Track-And-Scan,TAS),能够较好的解决上述问题,提高雷达的跟踪数据率,增加对机动目标跟踪的稳定性。论文主要设计了基于TAS技术的二维相控阵低慢小雷达数据处理系统,并在实际场景中实现了该系统的应用与调校。首先,论文介绍了国内外低慢小雷达的发展现状,以及TAS技术的研究背景和意义。然后,论文研究了雷达数据处理的基本理论,介绍了点迹处理步骤及常用航迹滤波算法,并且叙述了航迹从起始到消亡的整个过程。之后,论文阐述了二维相控阵低慢小雷达的系统组成,其中主要论述了数据处理系统的设计方案。再后,论文详述了数据处理系统中网络通信模块、搜索数据处理模块、跟踪数据处理模块、参数及航迹信息存储模块的设计与实现。最后,论文在实测中验证了数据处理系统各个模块的正确性。实验结果表明,二维相控阵低慢小雷达数据处理系统能够完成对多目标的搜索及实时跟踪。

关键词：低慢小二维相控阵雷达数据处理 TAS技术

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基于多核DSP的二维相控阵单脉冲测角技术

基于多核DSP的二维相控阵单脉冲测角技术

作者：杨静西安电子科技大学

学位级别：硕士

单脉冲测角技术已经被广泛的应用于二维相控阵体制雷达中,以实现对目标实时、精确的定位和跟踪。由于雷达分辨率的提高,现代雷达系统数据处理面临更大的数据量和更高的实时性要求,传统单核数字信号处理器的运算能力已经不能满足实际需求... 详细信息

单脉冲测角技术已经被广泛的应用于二维相控阵体制雷达中,以实现对目标实时、精确的定位和跟踪。由于雷达分辨率的提高,现代雷达系统数据处理面临更大的数据量和更高的实时性要求,传统单核数字信号处理器的运算能力已经不能满足实际需求,而多核数字信号处理器(DSP)的性能高、功耗低、并行处理能力强以及外设资源丰富,更符合现代雷达系统的发展方向和需求。现代相控阵雷达在进行测角处理时通道数多、数据量大且算法复杂度较高,所以研究基于多核DSP平台的二维相控阵单脉冲测角技术具有一定的理论意义和工程应用价值。本文以二维相控阵单脉冲测角技术的原理为基础,结合某雷达的实际需求,完成了一种基于多核DSP平台的多线程二维和差测角算法的设计。具体的研究内容如下:(1)从相控阵天线的阵列模型和波束形成技术出发,分别对相位和差单脉冲测角算法、振幅和差单脉冲测角算法以及相控阵二维和差测角算法进行了详细的分析,给出了详细的理论推导过程。针对相控阵二维和差测角算法开展了仿真实验,并对影响测角精度的因素作出了分析;(2)根据相控阵二维和差测角算法的原理,使用多核多线程的程序设计方法,在多核DSP的硬件平台上,完成了一种多线程二维和差测角方法的设计,并给出了该方法的具体实现框图和程序设计流程;(3)使用C语言与OpenMP(共享存储并行编程)技术相结合的方式完成了相应软件处理程序的编写工作,实现了多线程目标角度测量的功能。充分发挥出了多核DSP的并行运算能力,提高了系统的运算效率。并将多核DSP的运算结果与MATLAB的运算结果进行了分析对比,验证了算法的正确性和可行性;(4)给出了基于多核DSP平台进行多线程程序设计的优化措施和注意事项。研究结果表明本文所设计的多线程的二维和差测角算法运行结果正确、误差较小,具有一定的工程应用价值。

关键词：单脉冲测角技术多核数字信号处理器多线程程序设计二维相控阵

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基于集成光子学的二维相控阵的幅相优化研究

基于集成光子学的二维相控阵的幅相优化研究

作者：臧佳丽浙江大学

学位级别：硕士

相控阵雷达由于波束指向灵活、抗干扰能力强和可靠性高等优势在电子战争领域有重要的应用前景。天线阵列的幅度分布影响波束形状,而相位分布影响波束指向。其中相位分布由移相单元实现,传统相控阵的移相单元采用电学处理方式,无法满足... 详细信息

相控阵雷达由于波束指向灵活、抗干扰能力强和可靠性高等优势在电子战争领域有重要的应用前景。天线阵列的幅度分布影响波束形状,而相位分布影响波束指向。其中相位分布由移相单元实现,传统相控阵的移相单元采用电学处理方式,无法满足复杂环境下大带宽、大动态范围以及高频段等要求。光学真时延网络可以解决这个问题,同时还具有低传输损耗和抗电磁干扰等优势。相比分立器件搭建的光学真时延网络,利用集成光子学实现的真时延网络可以减小系统体积、降低结构复杂度。本文研究基于集成光子学的二维相控阵中幅相优化问题,旨在提高该系统的扫描波束性能。集成光学真时延线中,硅基二进制波导型延迟线具有带宽大,时延范围大,且原理简单、性能稳定等优点。但该延迟线基于光路切换的原理,存在时延离散性,会产生量化误差。此外,受光纤切割精度的限制,系统中的连接链路长度无法精确控制,也存在随机误差。因此带来的整体相位误差使得基于二进制光学真时延网络的相控阵波束指向角误差较大。为了改进波束指向精度,论文研究了时延量化误差和光纤随机误差对波束指向角的影响,分析了将离散二进制时延和连续可调时延结合的结构,减少了离散量化误差,且和单纯连续可调时延线相比降低了复杂度。结合二维时延网络,分析推导了这种时延结构下相位误差和波束指向角误差的关系,提出了一种基于线性规划的相位优化算法,调节时延结构中的连续时延部分,改变行时延和列时延。仿真结果表明:这种时延结构和相位优化可以克服现有的二进制时延线的量化误差问题,同时对链路长度的随机误差进行优化,提高波束指向角精度。相控阵天线中,天线阵元的幅度分布会影响旁瓣水平,旁瓣过高会影响信号的保真度。论文分析了天线阵元幅度分布和旁瓣的关系,结合二维光控网络,提出了一种基于二次规划的幅度优化算法,调节行放大和列放大增益,对每行每列的幅度分布进行整体加窗,减小旁瓣的同时降低了复杂度。介绍了该幅度优化算法的工程实现,初步证实了该算法在实际工程应用中的可行性。最后仿真实现了幅相联合优化,证实论文提出的幅相优化算法可以同时减小波束指向误差并降低旁瓣。

关键词：二维相控阵集成光子学相位优化幅度优化光学真时延

一种基于FPGA的二维相控阵天线配相算法实现方法

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火控雷达技术 2020年第1期49卷 60-65页

作者：江承财李明张小虎云龙西安电子工程研究所西安710100 陆军装备部驻西安地区军事代表局西安710032

本文介绍了一种基于FPGA的二维相控阵天线配相算法实现方法。通过分析二维相控阵配相计算方程,获得适用于FPGA架构的配相算法,利用FPGA芯片丰富的存储器资源、DSP资源和并行运算特性,实现大规模二维相控阵天线的快速配相,满足天线波束... 详细信息

本文介绍了一种基于FPGA的二维相控阵天线配相算法实现方法。通过分析二维相控阵配相计算方程,获得适用于FPGA架构的配相算法,利用FPGA芯片丰富的存储器资源、DSP资源和并行运算特性,实现大规模二维相控阵天线的快速配相,满足天线波束在空间超高速扫描需求。

关键词： FPGA 并行运算二维相控阵快速配相

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基于二维相控阵体制的“低慢小”目标探测雷达频率捷变技术

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江苏科技信息 2023年第17期40卷 72-76页

作者：周仕祺叶舟田格格陆晓明中安锐达(北京)电子科技有限公司北京100070 上海航天电子设备研究所上海201101

“低慢小”无人机由于飞行高度低、飞行速度慢、体积小等特点,在多径效应的影响下,一直是雷达目标探测的一个难点。文章在分析了频率捷变带宽对于多径的改善效果后,提出了基于二维相控阵体制的频率捷变技术,通过频率捷变技术结合二维相... 详细信息

“低慢小”无人机由于飞行高度低、飞行速度慢、体积小等特点,在多径效应的影响下,一直是雷达目标探测的一个难点。文章在分析了频率捷变带宽对于多径的改善效果后,提出了基于二维相控阵体制的频率捷变技术,通过频率捷变技术结合二维相控阵波束固定不会因为转动带来回波幅度调制的优点,采用相参积累的脉冲组间频率捷变改善雷达探测性能。在雷达整机上进行外场技术验证,在1 GHz的天线带宽内进行频率捷变。实测结果表明,采用该技术能够提升雷达对于极低空飞行目标的探测性能。

关键词：多径低慢小频率捷变二维相控阵

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宽频带2D相控阵声束特性及脉冲场分析

压电与声光 2001年第3期23卷 240-243页

作者：周秦武丁爱玲戴启军卞正中西安交通大学电信学院西安710049 陕西长安大学计算机系西安710064

二维 (2 D)换能器阵列在横向和侧向两个方向上可实现超声波束的聚焦控制 ,在整个三维空间实现聚焦声束的扫描。文章通过对波束采用系统理论仿真的方法 ,确定优化适于医学成象的参数。研究了宽带 2 D阵列波束的频率特性 ,并对阵列阵元尺... 详细信息

二维 (2 D)换能器阵列在横向和侧向两个方向上可实现超声波束的聚焦控制 ,在整个三维空间实现聚焦声束的扫描。文章通过对波束采用系统理论仿真的方法 ,确定优化适于医学成象的参数。研究了宽带 2 D阵列波束的频率特性 ,并对阵列阵元尺寸和阵元数对波束特性的影响效果进行了研究。

关键词：超声换能器宽频带二维相控阵声束特性脉冲场

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宽带宽角相控阵天线研究

零八一科技 2009年第3期 27-30页

作者：司军吴万军汪波曾传宝梅飞中国兵器装备集团成都火控技术中心成都611731 零八一电子集团科技公司高频高能室广元628017

本文设计了一种用于宽带宽扫描角相控阵的印制天线单元，通过添加寄生贴片，单元天线波束宽度的仿真结果E面达到120°，H面达到150°（中心频率处）。由这种印制天线单元构建了一个11×11小阵．对小阵扫描特性及互耦影响进行了分析和测... 详细信息

本文设计了一种用于宽带宽扫描角相控阵的印制天线单元，通过添加寄生贴片，单元天线波束宽度的仿真结果E面达到120°，H面达到150°（中心频率处）。由这种印制天线单元构建了一个11×11小阵．对小阵扫描特性及互耦影响进行了分析和测试。试验表明，小阵在有源反射系数小丁0．5时，E面扫描角为±50°，H面扫描角为＋55°。

关键词：二维相控阵小阵试验宽角匹配