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1、1999年10月现代雷达第5期米波雷达超分辨的实验研究陆裕科(南京电子技术研究所南京210013)【摘要】简要地介绍了角度超分辨的基本原理以及米波雷达超分辨体制试验站的组成和主要技术指标,提出了解决通道修正、运动补偿等关键技术的方法。最后给出了米波雷达角度超分辨的外场实验结果。【关键词】反隐身,超分辨,阵列处理,空间谱估计ExperimentalResearchofMeterwaveRadarSuper-resolutionLuYuke(NanjingResearchInstituteofElectronic
2、sTechnologyNanjing210013)【Abstract】Theprincipleoftheanglesuper-resolutionandthetrailstationformationofthemeterwaveradarsuper-resolutionsystemweredescribed.Themaintechniquespecificationsforsolvingthekeytechniqueswhichincludedchannelmodification,motioncompensa
3、tionwerepro-posed.Finally,theoutfieldexperimentalresultsofthemeterwaveradaranglesuper-resolutionweregivenout.【Keywords】anti-stealth,super-resolution,arrayprocessing,spatialspectrumestimation1前言众所周知,在现代防空体系中,反隐身已成为军事技术上的重要议题。米波雷达由于波长长,对外形隐身、涂层吸波等多种隐身技术均有较好的抑制
4、作用,因此它具有良好的反隐身能力。但是,按经典定义,雷达角分辨力取决于天线的口径,在此定义下信号之间的夹角小于半功率点波束宽度,则两信号是无法分开的。提高雷达角分辨力的途径就是增大天线的口径尺寸,但对米波雷达而言,由于受机械转动的限制,这一方法是不现实的。我们研究的正是针对这一问题,在不增大天线口径的情况下,借助于现代空间谱估计技术来获得远小于天线波瓣宽度的超分辨能力。有关这方面的理论研究,文献已报道得很多,这里我们所做的工作是:在理论探讨和计算机仿真的基础上,重点建立一个米波雷达超分辨体制试验站,定量地进行阵
5、列超分辨的性能研究。2角度超分辨技术信号模型假设一由M个阵元组成的均匀阵列天线,K个窄带信号从不同的角度i(i=1,2⋯K)进〔1〕入天线,均匀阵列接收到信号矢量X(t)可用复包络表示为KX(t)=∑a(k)Sk(t)+n(t)k=1本文1998年9月10日收到,1999年5月14日收到修改稿。20现代雷达21卷其中2da()=1,exp-jsin,T2d⋯exp-j(M-1)sin为阵列对方向的导引矢量;Sk(t){k=1,2⋯K}为信号的复幅度,用矩阵可表示为X(t)=A()S(t)+n
6、(t)其中T图1均匀阵列天线A()=〔a(1),⋯a(k)〕,S(t)=〔S1(t),S2(t)⋯Sk(t)〕定义协方差矩阵为HR=E〔X(t)X(t)〕在多目标环境中,当波束在空间扫描时,其输入的响应作为扫描角的函数便构成了空间信号分布图,亦称为角谱图。若非指向信号受到抑制,则角谱图可真实反映目标在空间的分布情况,反之,若非指向信号没有受到应有的抑制,则在输出中,除了指向信号外还会有非指向信号,结果造成了角分辨能力下降。所谓超分辨,实质上是尽可能地抑制非指向信号,常见的方法有:Capon法、Music法
7、、LP法、ML法等。文献〔2,3〕详细地分析了上述运算方法。图2米波雷达超分辨体制试验站原理框图3米波雷达超分辨体制试验站3.1组成借用一部米波雷达,并对其进行局部改动,按原工作方式发射和接收信号。同时,在距该雷达200m处,再另外改造一部原米波雷达的天线(四路阵列,水平尺寸总长度不变),同步运行。第5期陆裕科:米波雷达超分辨的实验研究21将接收到的四路回波经各自的低功率馈电网络送到四路微组装接收机中,经中频采样和数字脉压,最后由超分辨处理机进行目标超角分辨,并实时显示其结果。其原理框图如图2所示。阵列接收设备
8、与原雷达时、空同步且频率相干。3.2阵列接收阵的主要技术指标1)工作频率f0=163MHz22)阵列天线天线口径16.8×4(m),分为四列〔附〕米波雷达相关参数2天线口径:16.8×8(m)天线水平波瓣宽度:7.5°～9°在f=163MHz时水平波瓣:7.8°发射信号形式:数字式线性调频信号:脉宽256!s,带宽0.5MHz3)四路高频滑环插入损耗:≤0.6dB四路相对幅度误差:≤0
