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),實驗驗證了沖激信號波束合成、波束掃描等原理性概念,并對樣機(jī)系統(tǒng)目標(biāo)探測性能指標(biāo)進(jìn)行了初步實驗測試;同時,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)理論開展了相應(yīng)研究。針對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)沖激信號的傳輸特性,并同時考慮單元時域天線輻射特性,提出了綜合反映單元天線時域方向圖特性和沖激信號在空氣中傳輸特性的“點源近似”解析模型。在此基礎(chǔ)上,定量給出了陣列天線波束角寬度、場分量空間同步合成效率、掃描波束方位控制、目標(biāo)時差定位與跟蹤方法,以及沖激信號源觸發(fā)時間抖動與幅度抖動對陣面波束關(guān)鍵參數(shù)的影響等系列沖激雷達(dá)關(guān)鍵參數(shù)的解析計算公式和數(shù)值計算方法;編制了基于“點源近似”模型的上述關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值計算軟件;所有解析計算結(jié)果與數(shù)值仿真和實驗測試結(jié)果很好符合,表明“點源近似”模型可以作為時域系統(tǒng)設(shè)計的一套可參考方法,以便簡潔、準(zhǔn)確地分析時域天線陣列輻射電磁波束的關(guān)鍵參數(shù)及其影響因素。針對時域雷達(dá)或時域系統(tǒng)缺乏有效提取目標(biāo)沖激信號的成熟方法這一數(shù)據(jù)處理難題,作者在分析大量實驗測試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,提出了對測試數(shù)據(jù)采用時間校準(zhǔn)、幅度歸一、數(shù)據(jù)積累、數(shù)字濾波、時變放大等步驟的一套沖激回波信號數(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)與動態(tài)目標(biāo)較為清晰的成像圖像,為時域雷達(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。為實現(xiàn)沖激雷達(dá)原理樣機(jī)系統(tǒng)研制,作者首先按時域雷達(dá)理論對系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了分解;采用基于固態(tài)快速開關(guān)器件和Marx方法研制了沖激信號源;通過仿真計算,優(yōu)化設(shè)計了槽天線;采用等效采樣方案,設(shè)計并研制了接收機(jī)子系統(tǒng)。實驗測試結(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)實驗測試結(jié)果達(dá)到設(shè)計預(yù)期。針對陣列沖激雷達(dá)是否可以實現(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),實驗測試了3?3陣元輻射沖激信號在距離輻射陣面2 km范圍內(nèi),不同目標(biāo)點場分量的時間同步合成效率以及波束掃描時的波束指向偏差,實驗測試結(jié)果表明,波束合成效率大于80%,波束掃描角誤差小于3 mrad;實驗測試結(jié)果與采用點源近似模型的解析分析結(jié)果符合,在縮比實驗驗證層面,初步驗證了沖激雷達(dá)可以實現(xiàn)波束合成和波束掃描的原理性概念。為驗證原理樣機(jī)系統(tǒng)目標(biāo)探測性能以及時與信號數(shù)據(jù)處理方法的有效性,實驗測試了樣機(jī)系統(tǒng)對靜態(tài)和動態(tài)目標(biāo)探測結(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)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN958

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 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：1269608