有源相控阵雷达低截获性能验证系统建模与仿真研究

摘要

有源相控阵雷达（Active Phased Array Radar，APAR）融合了多种高新技术，是一种多功能、高性能的新型雷达，在现代高科技战争中发挥着巨大作用。随着科技的发展，现代战场的电磁环境变得日益复杂，雷达的低截获是避免其受到电子干扰和反辐射导弹（ARM）攻击的有效手段。提高有源相控阵雷达的低截获性能将使其具有更大的发展潜力。
　　本文采用计算机仿真方法，为验证有源相控阵雷达的低截获性能进行了相关建模，主要工作如下：
　　1．研究了相控阵雷达系统的组成，在此基础上结合计算机仿真的特点，对系统各组成模块的功能进行抽象、融合进而得到系统仿真模型。概述了雷达低截获的基本原理，简要分析了截获因子。
　　2．对雷达发射信号进行了建模与分析。具有良好LPI性能的发射信号对雷达实现低截获是十分重要的。本文对线性调频、二相编码、频率编码三种典型LPI信号进行了建模，并分析了信号的低截获性能。此外，还研究了LFM-Barker混合调制信号，它具备更好的低截获性能。
　　3．建立了相控阵天线的仿真模型。对一般阵列天线进行了理论分析，重点讨论了阵列因子，得到了一般阵列天线在远场区形成的总电场，从而由移相器控制对各天线单元的相位补偿即可实现天线波束在空间的不同指向。据此，实现了线性阵列与平面相控阵天线的建模，并进行了相关仿真。
　　4．对杂波进行了建模与仿真。对杂波进行模拟时，重点考虑其幅度特性和相关特性两个方面。本文以高斯型功率谱来描述杂波的相关特性，分别建立了幅度分布服从Rayleigh分布、Lognormal分布和Weibull分布等几种常用雷达杂波模型，并给出了相应仿真。
　　5．研究了一种基于相位展开的信号识别方法。分析了噪声对相位展开的影响，进而给出一种在存在噪声时对信号进行相位展开的处理方法。在此基础上对展开相位进行高阶差分，可得到信号的时频曲线，通过分析不同信号时频曲线的特征完成对信号的识别。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究动态

1.3 本文主要内容

第二章 相控阵雷达系统仿真模型与LPI基本原理

2.1 相控阵雷达系统

2.2 雷达低截获的基本原理

2.3 本章小结

第三章 低截获概率信号建模与分析

3.1 雷达信号的数学表示

3.2 LPI信号建模

3.3 本章小结

第四章 相控阵天线建模

4.1 一般阵列天线的理论分析

4.2 线性相控阵天线

4.3 平面相控阵天线

4.4 本章小结

第五章 杂波建模与仿真

5.1 杂波功率谱模型

5.2 杂波幅度分布统计模型

5.3 杂波仿真方法

5.4 杂波仿真实现

5.5 本章小结

第六章 基于相位展开算法的信号识别方法研究

6.1 相位展开算法

6.2 基于相位展开算法的信号时频曲线

6.3 基于时频曲线的信号识别方法研究

6.4 本章小结

全文总结

致谢

参考文献