沖激雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、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(shí)驗(yàn)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

2、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(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)測試結(jié)果很好符合，表明“點(diǎn)源近似”模型可以作為時域系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一套可參考方法，以便簡潔、準(zhǔn)確地分

3、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(shí)驗(yàn)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

4、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(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5 kHz，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)測試結(jié)

5、果達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。
　　針對陣列沖激雷達(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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測試結(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