天基雷达

摘要： 天基雷达作为一种新体制雷达,具备探测范围广、滞空时间长、反隐身目标、不受一般反辐射武器威胁等优势,随着国家航天技术与天基载荷技术的日益发展,天基雷达的实现也逐步推进.但天基雷达仍存在若干需要解决的问题,其中之一就是探测误差问题,因天基雷达信号传输距离远,受到不同因素影响,其探测误差较大.针对不同体制的天基雷达,研究了天基雷达所特有的测距误差来源因素,包括:卫星时钟误差、卫星星历误差、电离层延时、对流层延时等.通过仿真计算分析不同因素对探测过程的具体影响.

摘要： 为了满足未来大型相控阵天基雷达对低剖面、轻量化有源天线阵面的需求,设计了一种P频段14通道数字阵列模块(Digital Array Module,DAM).通过精简的系统架构设计、高密度集成的电路设计和紧凑的结构设计一系列技术方法,克服了DAM小型化和轻量化的设计难点,同时又获得了高效率和其他优良的电性能.最终研制得到样机,质量低至2.23 kg,效率达到45％(10％工作比),在天基雷达领域具有很好的应用前景.

摘要： 针对传统空间目标跟踪精度不高的问题,提出一种基于可观性分析的高精度空间目标跟踪方法.首先,基于Fisher信息矩阵法定义了一种新型可观性指标,并以空间目标跟踪为背景,针对采用天基雷达,天基红外或地基雷达所得到的不同量测模型系统分别给出了可观性指标值,并选出一种可观性指标值最大的空间目标量测模型.接着,基于无迹卡尔曼滤波和选择的量测模型,实现高精度的空间目标跟踪.相对于仅天基红外,天基红外与天基雷达相结合两种方案,仅天基雷达的空间目标跟踪测量方案具有较大的可观测性指标,进而具有较高目标跟踪精度.最后,数值仿真验证了该方法的有效性.

摘要： 天基雷达可以在全球范围内实现运动目标探测和对地高分辨率成像。该文研究了天基雷达系统问题，基于大型稀疏阵列天线，论述了天基雷达的技术体制和关键技术，设计了基于稀疏阵列的MEO轨道X波段天基雷达系统参数并分析了其系统性能，为天基雷达的技术实现提供了一种新的途径。%Space-Based Radar (SBR) can realize moving target detection and the high resolution imaging on a global scale. Based on large scale sparse array antenna, this paper discusses the space-based radar technology system and key technology. The system parameters are designed and its performance is analyzed for an X band MEO space-based radar. The large scale sparse array antenna provides a new selection for space-based radar.

摘要： Synthetic aperture ladar is a generalization of the synthetic aperture technique in the field of laser coherent detection with a higher resolution compared to the conventional synthetic aperture ladar. Compared with airborne and ground-based applications, there was no atmospheric turbulence and mechanical vibration in space. It′s very suitable for the application of synthetic aperture ladar. At the same time, synthetic aperture ladar′s advantages that the resolution doesn′t change with distance change can also be conducive to large scale spatial distance detection. Non-cooperative target high resolution imaging model was established with analysis on the key parameters of the system and a geostationary orbit system was designed. The system engineering need further breakthrough key technology. Combined with theoretical analysis, a scaling model validation experiment was carried on with space satellite motion simulated by the turntable and the cross-range resolution of 1 mm was obtained, proving the practicability of the system analysis and rationality of the system. The space-based synthetic aperture ladar technology has great promotion in applications.%合成孔径激光雷达是合成孔径技术在激光相干探测雷达领域的推广，相比传统合成孔径雷达具有更高的分辨率。相比机载、陆基等应用环境，空间没有大气湍流和机械振动，非常适合合成孔径激光雷达应用，而合成孔径激光雷达本身分辨率不随距离变化的优点，也利于空间大尺度距离探测。建立了对非合作目标进行高分辨率成像监测天基合成孔径激光雷达成像模型，对系统中关键参数进行分析，针对地球静止轨道上的目标进行了系统设计，提出系统实现工程化需要进一步突破的关键技术。结合理论分析，设计了缩比模型验证实验，利用转台模拟空间卫星间运动，得到了方位向分辨率1 mm的目标图像，证明了系统分析的合理性和该系统的实用性，对天基合成孔径激光雷达技术的推广具有一定意义。

摘要： Pulse repetition frequency(PRF)is one of the most important parameters in space-based radar design.To solve the problem of ground echo and pulse blocking,a pulse repetition frequency design proce-dure based on adaptive coverage diagram for space-based radar is presented in this paper.The calculation for-mula of the adaptive coverage diagram is deduced according to the satellite orbit and the radar parameters. The influences of pulse protection time,the height of radar and other factors on coverage diagram are dis-cussed with computer simulation.The computer simulation result shows that an adaptive coverage diagram can be obtained according to different parameters with the modified formula.The proposed method can pro-vide a reference for the PRF design of space-based radar.%脉冲重复频率(PRF)是天基雷达设计中最重要的参数之一。针对天基雷达星下回波和脉冲遮挡问题，提出了一种基于自适应斑马图的天基雷达脉冲重复频率设计方法。在天基雷达的星地模型基础上，根据卫星轨道和雷达参数，推导了自适应斑马图的计算公式，有效解决了天基雷达卫星轨道和地球模型对斑马图的影响。仿真分析了脉宽保护时间和星下点高度等因素对自适应斑马图的影响。仿真结果表明，修正的算法能够根据不同参数产生自适应斑马图，为天基雷达 PRF 设计提供参考。

摘要： 针对多部天基雷达采用分布式工作体制检测运动目标面临的杂波抑制困难问题,分析了沿航迹基线长度、有效基线长度、地面坡度、波束指向误差、图像配准误差、通道幅度和相位误差对杂波抑制和动目标检测性能的影响.仿真实验结果为以动目标检测为目的的卫星编队构形和雷达参数选择提供了一定依据.

摘要： 天基雷达平台具有高速运动的特点,在脉冲间存在距离单元走动,且存在多普勒混叠,脉间相参积累困难.本文提出了一种基于Keystone变换的运动补偿方案,在没有目标运动速度信息条件下补偿距离走动,从而使相参积累时间不再受平台高速运动的限制,为天基雷达微弱目标检测奠定基础.

摘要： 本文研究了天基雷达广域监视情况下舰船目标检测技术,通过天基雷达信号建模,分析了舰船目标信号的时域特性和多普勒特性,提出了一种基于时频二维补偿积累的天基雷达广域监视舰船目标检测方法,性能分析和仿真实验验证了方法的有效性。

摘要： Richard Yuse于1976年加入雷声公司，领导进行了一系列防空与导弹防御项目，并担任雷声公司技术服务部负责人。2010年3月，他被任命为雷声公司航天与机载系统分部总裁。航天与机栽系统分公司是雷声公司机栽和天基雷达以及其它传感器、通信和电子战系统的主要研发部门，其标志性产品包括用于“超级大黄蜂”的APG-79雷达以及美国海军未来战舰的防空与导弹防御雷达（AMDR）。

摘要： 天基雷达系统作为重要的信息获取手段,可全天时、全天候工作,并可在全球范围内探测和跟踪运动目标.空中动目标指示(AMTI)是天基预警雷达的核心工作模式之一.本文针对天基预警雷达的AMTI功能,对轨道高度、功率孔径积、工作频率选择、杂波特性以及对雷达系统的技术要求等方面进行具体的分析和讨论,并针对某参数下的天基预警雷达系统的AMTI工作模式进行了性能仿真.

摘要： 天基雷达为了实现一定的功率口径积，需要很大的面积，超过了运载工具整流罩所能容纳的尺寸，故必须采用可展开天线形式；又由于运载工具对天线的重量也有严格的限制，故必须采用轻型天线形式。轻型天线可采用薄膜天线或者瓦片天线，而展开方式可选择充气展开或者机械展开。

摘要： 本文基于美国和欧空局等在航天器在轨服务与操作技术上所取得的一系列进展情况,针对该领域技术发展趋势和未来应用拓展要求,通过分析天基雷达的功能及性能特点,提出了天基雷达在该领域的应用途径。

摘要： 本文提出了一种抑制分布式天基雷达均匀稀疏阵列栅瓣指向模糊的技术。系统在发射和接收时使用三种不同频率的信号,利用其目标在主瓣指向上重合而在栅瓣指向上分散特性,经信号处理后得到三组关于目标有无及目标距离、速度和幅度信息,然后采用综合分析方法判断出目标真正位置,从而抑制住栅瓣指向模糊。仿真结果表明:该方法可在确保角分辨力和角测量精度的前提下,增大波束方向图无栅瓣指向模糊的角度范围,适用于抑制分布式天基雷达这种天线阵元数量极少且孔径超长的阵列天线方向图的栅瓣指向模糊。

摘要： "天基雷达(SBR)计划"是美国空军为实施其具有转折性空间力量增强战略的一项具体内容。该计划的任务是建造一个由8-10颗雷达成像卫星组成的星座,星上主要有效载荷为合成孔径雷达(SAR)和运动目标指示器(MTI),旨在为美国部署在全球的武装部队提供实时或准实时的战术和战场信息。本文首先从对SBR的需求、SBR的由来及其研制目的等方面介绍了SBR计划的实施背景,接着概括了SBR的特点,然后重点对已经提出的几种SBR实现方案及关键技术进行了详细介绍,最后从技术的角度指出:SBR对雷达系统的设计与实现提出了新挑战,SBR及其相关技术必将成为今后一、二十年内雷达技术发展的重点。

摘要： 本文以三轴稳定天基雷达为研究对象，根据天基雷达工作特点和Vega Prime的开发库要求，提出了虚拟环境下基于矢量的自主姿态控制的算法。该算法基于双矢量定向的思想，不仅适用于天基雷达卫星进行姿态控制，而且对于开发人员在虚拟现实中进行对地、对日或者恒星等目标进行定向时的姿态控制也具有一定的借鉴意义。

摘要： 天基雷达接收到空间高速机动目标的多帧回波数据,针对如何利用多帧回波数据对空间目标进行参数估计的问题,本文提出一种利用改进频域补偿和分数阶Fourier变换的多帧相参TBD方法.该方法利用改进的频域补偿法将各帧数据中出现距离徙动的目标回波信号校正到一个距离单元内,接着在补偿由于不同数据帧带来的固有相位差基础上对一个距离单元内的目标回波数据进行分数阶Fourier变换而用于目标参数估计.该方法充分利用多帧回波数据间的相位信息,避免了常规检测前跟踪方法由于帧间非相参积累所导致的能量积累损失的问题,本文方法能够在低信噪比的情况下获得较高的目标参数估计性能.仿真结果验证了所提方法的有效性.

摘要： 在重要航天器上搭载小型毫米波雷达对空间碎片探测具有以下优势，不受光照条件影响可全天时工作、波长较短易于实现对小尺寸碎片的观测，容易得到较高的测量精度，容易以较小的体积和重量实现，适用于天基平台。本文提出了采用三维成像概念直接实现空间小目标的探测和定位方法,前二维分别为传统雷达中的距离向和方位向粗成像,第三维为沿交轨向布置的稀疏阵列实孔径成像.为了提高稀疏阵列的利用效率同时兼顾对高速目标的多普勒容限,采用全阵同时发射正交码分LFM信号的方式,各子阵多通道同时接收,再经过孔径综合处理获得满阵信号的方法.这种方式的优点是直接利用三维成像方法获得空间小目标的三维位置,定位精度高、无模糊,且通过慢时间域相干积累和阵列向孔径综合,使信噪比大大提高,利于实现小目标探测,同时通过阵列稀疏化设计能够大大减小阵列的硬件规模,降低了对天线安装布局的要求.本文对信号模型和信号处理方法进行了系统的介绍,设计了系统参数并进行了性能分析.

摘要： 随着空间的开发利用,空间碎片与日俱增,对航天器的危害已不容忽视。由于地基监视系统受布站条件的限制和自然环境的影响,其观测能力和精度都受到很大的限制。天基雷达工作在较高的高度,能够不受日照和天气条件的限制,全天候、全天时的对空进行探测。天基空间目标监视雷达主要对空间中的“危险碎片”进行监视和定轨,提供相关信息来帮助地面工作人员和设计人员采取有效措施来维持航天器的正常工作和保证航天员的安全,是当今研究的热点。本文介绍了国内外天基空间目标监视雷达的研究现状,并对其发展趋势进行了探讨。

摘要： 分析了空间碎片的分布概况和一般探测方法,着重介绍了地基雷达观测空间碎片的方法和利用天基雷达观测空间碎片时系统设计需重点关注的问题。

摘要： 本发明提供了一种基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统，包括：对天基预警雷达多通道回波进行预处理，得到预处理后的雷达回波数据；对预处理后的雷达回波数据进行Keystone变换，完成距离走动矫正；对经过距离走动校正后的回波数据沿方位子孔径进行划分，保证子孔径内不发生多普勒扩散；在各子孔径内利用后多普勒空时自适应处理技术完成杂波抑制，在各子孔径内完成初步积累，然后通过低门限的恒虚警检测，提取出待检测目标；对提取到的待检测目标逐个进行相位补偿后沿子孔径方向进行傅里叶变换，以实现子孔径间的相参积累并进一步提高目标信号的输出信杂噪比，最后通过高门限检测剔除虚警并保留真实目标点。

摘要： 本发明提供了一种天基测雨雷达目标定位及降雨信息三维处理方法和系统，根据天基测雨雷达工作模式、观测几何模型和运动关系联立方程组；以WGS‑84坐标系为参考，解算定位方程组获得不同斜距下观测区域的位置信息；通过坐标转换获得目标的经纬度及海平面高度信息；以目标定位结果为基础，建立三维网格数组，分别表示经度、纬度和海平面高度，网格中每个元素值表示对应经纬度和海平面高度的雷达回波功率值；最后以海平面高度为单位进行剖面处理实现空间降雨信息的三维显示。本发明利用微波信号的穿透性和雷达在径向距离上的垂直分辨能力，接收不同高度降雨回波，反演得到精确的降雨强度和降雨类型等信息，提高了天基降雨测量能力。

摘要： 本发明公开了一种天基预警雷达级联三维空时自适应处理方法及天基预警雷达，其中方法步骤如下：S1：对接收的平面阵回波数据进行方位向加切比雪夫权子阵合成第一变换矩阵，从而实现方位副瓣杂波衰减；S2：再在俯仰维进行俯仰子阵合成第二变换矩阵，实现俯仰空域通道数的降低；再结合第一变换矩阵进行张量积运算得到整个空域变换矩阵；S3：根据整个空域变换矩阵进行张量积运算得到多通道的空时降维矩阵；S4：利用空时降维矩阵变换后的数据进行空时联合自适应处理，实现主瓣杂波抑制；S5：对主瓣杂波抑制后的数据进行恒虚警检测。本发明适用于天基预警雷达杂波抑制处理，具有系统自由度低、均匀训练样本需求少和运算复杂度小的特点。

摘要： 一种抗干扰天基TDM‑MIMO雷达系统目标探测方法，基于天基TDM‑MIMO雷达系统的信号模型，建立了发射波形的参数化模型，以表征雷达探测性能的发射信号集复合模糊函数和表征抗欺骗干扰的正交性为评价函数优化设计雷达发射信号集，通过对回波信号依次进行与各发射波形对应匹配滤波、校正高速目标的阵列走动及分组相干累积等信号处理，获得了信号处理增益，同时提高了信干噪比，保证了雷达探测性能的前提下，兼顾了抗干扰性能，而且波形的复合模糊函数具有对多普勒不敏感的特性，在检测高速运动目标时，适用于天基TDM‑MIMO雷达探测高速空间目标的实际工程应用。

摘要： 本发明涉及雷达信号处理技术领，公开了一种天基预警雷达非平稳杂波抑制方法及系统，包括以下步骤：S1.各方位发射阵元发射信号，并在不同脉冲与方位的发射信号中进行编码；S2.递增天线在发射的信号的频率；S3.进行下变频处理，再进行模数变换，并储存数字化后的回波数据；S4.将数字化后的回波信号的数据进行俯仰子阵合成为单通道的接收通道，同时将回拨信号接收方位向的数据进行子阵合成为多通道的接收通道；S5.对每个方位的接收通道分别进行匹配滤波，解码每个方位的发射信号；S6.设计一个俯仰空域滤波器，进行空时自适应处理滤除杂波。本发明解决了现有技术无法对距离模糊情况下非平稳杂波进行有效抑制的问题，且具有准确稳定的特点。

摘要： 本发明涉及一种基于天基TDM‑MIMO雷达空间碎片的测角方法，首先将每个接收阵元相对目标运动产生的虚拟阶梯形阵列中的每个数据进行距离向脉冲压缩和脉冲内傅里叶变换，得到每个数据的频域表示；然后将每个接收阵元相对目标运动产生的虚拟阶梯形阵列中每个数据的频域表示进行校正；将每个接收阵元中被校正完的数据按虚拟阵元顺序重新排列，得到P×BN维矩阵XP×BN；对XP×BN进行脉冲内逆傅里叶变换，得到数据时域表示xP×BN，至此将每个接收阵元相对目标运动产生的虚拟阶梯形阵列校正为均匀线阵，然后采用传统方法进行测角。本发明同时涉及一种测角系统。本发明提高了阵列雷达检测目标的性能。

摘要： 本发明公开的一种基于模糊矩阵更新的天基雷达距离/速度解模糊方法，属于雷达技术领域。本发明采用模糊矩阵代替传统的距离‑速度二维分离解模糊准则，以矩阵扩充、元素排序、幅度方差排序和元素更新的方式，能够规避分数阶误差的问题，同时能够解决多目标配对出错和噪声配对引起的虚影问题。本发明在多重PRF观测下，实现天基雷达目标探测多目标距离‑速度解模糊的同时，能够抑制虚影的出现。本发明具有运算速度快、实时性好、抗噪能力强的特点，且能应对多目标或导弹突防的情况，具备良好的工程应用价值。本发明尤其适用于超高速目标探测多目标距离‑速度解模糊。

摘要： 本发明提供了一种天基雷达空间运动目标检测和参数估计方法及系统，包括：步骤S1：对雷达回波进行预处理得到基带回波信号；步骤S2：基于多普勒模糊和多普勒失真信号的回波特性，构造相应的相位补偿函数，以同时消除基带回波信号中多普勒模糊和多普勒谱失真的影响；步骤S3：对消除多普勒模糊和多普勒失真的基带回波信号执行Keystone变换完成线性距离走动矫正；步骤S4：完成距离矫正后，构造加速度匹配滤波器组消除剩余的距离弯曲和多普勒扩展；步骤S5：完成距离走动和多普勒扩展矫正后，利用二维傅里叶变换完成最终相参积累结果。与传统的Keystone变换匹配滤波方法相比，所提出的修正Keystone变换匹配滤波方法方法可以在不降低信噪比的情况下实现对高机动目标的相干积分。

摘要： 本发明公开一种基于滑窗滤波响应损失的天基雷达离散旁瓣杂波识别方法。其实现步骤是：1.滑窗距离分段设计；2.空时自适应降维处理；3.滤波响应损失建模；4.距离单元配准；5.滤波响应损失判决。本发明同时提供一种基于滑窗滤波响应损失的天基雷达离散旁瓣杂波识别系统。本发明结合天基雷达广域探测能力以及离散强散射点的非均匀场景分布特性，通过统计不同分段数据对应的空时自适应处理滤波响应损失，提升真实目标与离散旁瓣杂波的容错判决能力。同时引入了样本分段配准思想，避免了场景边缘杂波抑制能力差的缺陷，实现简单，稳健性高，为天基雷达非均匀环境杂波稳健抑制提供了一种有效途径。

摘要： 本实用新型公开了天基雷达卷轴式伸杆薄膜天线结构系统，包括卫星主机结构和卫星主机与卷轴式伸杆薄膜天线系统连接机构，所述卫星主机与卷轴式伸杆薄膜天线系统连接机构安装固定在卫星主机结构的下端两侧上，所述卫星主机与卷轴式伸杆薄膜天线系统连接机构的外端设置有基于弹性的形状记忆复合材料的卷轴式伸杆，所述基于弹性的形状记忆复合材料的卷轴式伸杆的外侧位于卫星主机与卷轴式伸杆薄膜天线系统连接机构上设置有相控阵薄膜天线，天基雷达天线质量低，并且发射前收拢起来所占体积较小，整体的成本低，在运载发射时，因整体所占体积较小，从而使得整体发射成本降低，而且在展开时，整体在常态化工作时很稳健，这样能重复收拢和展开使用。