本文關(guān)鍵詞：沖激雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：設(shè)計(jì)并研制了一套沖激雷達(dá)原理樣機(jī)系統(tǒng);利用該樣機(jī)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了沖激信號(hào)波束合成、波束掃描等原理性概念,并對(duì)樣機(jī)系統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)性能指標(biāo)進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)測(cè)試;同時(shí),論文就陣列沖激雷達(dá)波束合成效率、波束掃描控制、數(shù)據(jù)處理方法等應(yīng)用基礎(chǔ)理論開(kāi)展了相應(yīng)研究。針對(duì)天線陣列輻射電磁波束的關(guān)鍵參數(shù)及其影響因素缺乏有效解析分析方法這一困難,作者依據(jù)沖激信號(hào)的傳輸特性,并同時(shí)考慮單元時(shí)域天線輻射特性,提出了綜合反映單元天線時(shí)域方向圖特性和沖激信號(hào)在空氣中傳輸特性的“點(diǎn)源近似”解析模型。在此基礎(chǔ)上,定量給出了陣列天線波束角寬度、場(chǎng)分量空間同步合成效率、掃描波束方位控制、目標(biāo)時(shí)差定位與跟蹤方法,以及沖激信號(hào)源觸發(fā)時(shí)間抖動(dòng)與幅度抖動(dòng)對(duì)陣面波束關(guān)鍵參數(shù)的影響等系列沖激雷達(dá)關(guān)鍵參數(shù)的解析計(jì)算公式和數(shù)值計(jì)算方法;編制了基于“點(diǎn)源近似”模型的上述關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值計(jì)算軟件;所有解析計(jì)算結(jié)果與數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果很好符合,表明“點(diǎn)源近似”模型可以作為時(shí)域系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一套可參考方法,以便簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確地分析時(shí)域天線陣列輻射電磁波束的關(guān)鍵參數(shù)及其影響因素。針對(duì)時(shí)域雷達(dá)或時(shí)域系統(tǒng)缺乏有效提取目標(biāo)沖激信號(hào)的成熟方法這一數(shù)據(jù)處理難題,作者在分析大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,提出了對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)采用時(shí)間校準(zhǔn)、幅度歸一、數(shù)據(jù)積累、數(shù)字濾波、時(shí)變放大等步驟的一套沖激回波信號(hào)數(shù)據(jù)處理方法,并編制了數(shù)據(jù)處理程序;利用該數(shù)據(jù)處理軟件,成功獲得了靜態(tài)與動(dòng)態(tài)目標(biāo)較為清晰的成像圖像,為時(shí)域雷達(dá)或系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法的進(jìn)一步研究,提供了一套可參考方法。為實(shí)現(xiàn)沖激雷達(dá)原理樣機(jī)系統(tǒng)研制,作者首先按時(shí)域雷達(dá)理論對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了分解;采用基于固態(tài)快速開(kāi)關(guān)器件和Marx方法研制了沖激信號(hào)源;通過(guò)仿真計(jì)算,優(yōu)化設(shè)計(jì)了槽天線;采用等效采樣方案,設(shè)計(jì)并研制了接收機(jī)子系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,陣面尺寸2?2 m2,3?3陣元數(shù)的原理樣機(jī)系統(tǒng)陣面峰值輻射功率80 kW,探測(cè)距離2 km,距離分辨率0.3-0.5 m,角分辨率3?,重頻5kHz,波束掃描范圍?45?;原理樣機(jī)系統(tǒng)各關(guān)鍵參數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。針對(duì)陣列沖激雷達(dá)是否可以實(shí)現(xiàn)波束合成以及波束掃描等關(guān)鍵技術(shù)的質(zhì)疑,作者利用原理樣機(jī)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)測(cè)試了3?3陣元輻射沖激信號(hào)在距離輻射陣面2 km范圍內(nèi),不同目標(biāo)點(diǎn)場(chǎng)分量的時(shí)間同步合成效率以及波束掃描時(shí)的波束指向偏差,實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,波束合成效率大于80%,波束掃描角誤差小于3 mrad;實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與采用點(diǎn)源近似模型的解析分析結(jié)果符合,在縮比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證層面,初步驗(yàn)證了沖激雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)波束合成和波束掃描的原理性概念。為驗(yàn)證原理樣機(jī)系統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)性能以及時(shí)與信號(hào)數(shù)據(jù)處理方法的有效性,實(shí)驗(yàn)測(cè)試了樣機(jī)系統(tǒng)對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)探測(cè)結(jié)果,按照作者提出的數(shù)據(jù)處理方法,得到了較清晰的成像結(jié)果,這為沖激雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)和數(shù)據(jù)處理的進(jìn)一步研究提供了技術(shù)和數(shù)據(jù)參考。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN958

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李楊;短距離超寬帶沖激成像雷達(dá)系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：1269608