分布式多艦載高頻地波雷達(dá)測角性能研究.pdf

1、分布式多艦載高頻地波雷達(dá)是由多個具有一定排列方式的艦載雷達(dá)平臺構(gòu)成的一種新體制的對海探測系統(tǒng)，具有機動性高、雷達(dá)系統(tǒng)資源配置靈活、測角性能好、相互協(xié)作性強等優(yōu)點。相比其它體制的雷達(dá)平臺，它的系統(tǒng)更復(fù)雜且信號處理的難度也更大，存在諸多關(guān)鍵技術(shù)需要解決，尤其是跨平臺的相參信號處理，因此本文研究的重點是利用虛擬插值變換對各接收載艦進(jìn)行陣列重構(gòu)和信號重構(gòu)，具體為首先通過陣列重構(gòu)將各接收子陣映射為虛擬大陣列，然后通過信號重構(gòu)將各子陣接收數(shù)據(jù)重構(gòu)為

2、虛擬數(shù)據(jù)，最后對虛擬數(shù)據(jù)利用傳統(tǒng)波達(dá)方向估計算法進(jìn)行處理并得到目標(biāo)的方位估計。
　　虛擬插值變換能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)任意或時變的陣列重構(gòu)為虛擬陣列，重構(gòu)之后會使得接收數(shù)據(jù)的信噪比發(fā)生衰減，因此虛擬陣列結(jié)構(gòu)的選擇需要考慮使得信噪比衰減盡可能小，且對應(yīng)的虛擬數(shù)據(jù)易于后續(xù)算法處理，通常將中點時刻的物理陣列結(jié)構(gòu)或虛擬均勻線陣做為虛擬陣列的結(jié)構(gòu)。影響虛擬陣列設(shè)計的主要因素有插值寬度、虛擬陣列結(jié)構(gòu)等，插值寬度影響著物理陣列到虛擬陣列的插值精確性，虛擬陣

3、列結(jié)構(gòu)影響著信噪比的衰減。通過仿真實驗對靜止陣列和時變陣列的重構(gòu)誤差進(jìn)行分析，并利用基于虛擬插值的DOA估計算法進(jìn)行目標(biāo)方位分辨，將基于虛擬插值的空間平滑MUSIC算法放棄色噪聲的預(yù)白化，并通過增加空間平滑子陣數(shù)的方法壓縮噪聲基底以減弱色噪聲的影響。
　　對分布式多艦載雷達(dá)系統(tǒng)的動態(tài)幾何關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)，得到了發(fā)射載艦、目標(biāo)和接收載艦的距離和與速度和的關(guān)系。研究了分布式多艦載雷達(dá)系統(tǒng)的雙基地角的變化和載艦運動對一階海雜波譜展寬的影響，

4、將二階海雜波和大氣噪聲作為空間色噪聲處理，并用迭代法構(gòu)建了空間色噪聲模型。在動態(tài)幾何關(guān)系的基礎(chǔ)上，對目標(biāo)處于分布式陣列的同一距離多普勒單元時系統(tǒng)需要滿足的距離條件和速度條件進(jìn)行推導(dǎo)。建立不同情形下的分布式多艦載雷達(dá)的接收信號模型，并在一階海雜波和空間色噪聲的干擾下，對處于同一距離多普勒單元的目標(biāo)利用基于虛擬插值的空間平滑MUSIC算法進(jìn)行方位分辨，并與單子陣分辨的結(jié)果做了對比，得出在低信噪比下基于虛擬插值的分布式多艦載雷達(dá)具有更好的DO