陣列雷達最優(yōu)子陣劃分與處理研究.pdf

1、對于大型陣列雷達而言，子陣技術(shù)可以極大地降低系統(tǒng)實現(xiàn)難度和工程代價，因此在國際雷達界倍受重視，并廣泛應用在GBR、THAAD、宙斯盾等先進的雷達裝備中。然而子陣設計的優(yōu)劣直接影響雷達系統(tǒng)的性能，如何實現(xiàn)最優(yōu)子陣劃分及子陣級信號處理面臨著諸多挑戰(zhàn)，也是我國諸多在研的陣列雷達迫切需要突破的技術(shù)瓶頸。論文開展陣列雷達最優(yōu)子陣劃分方法與處理技術(shù)的研究，取得的研究成果包括以下幾個方面：
　　1.子陣技術(shù)基礎。從子陣技術(shù)的內(nèi)涵及應用出發(fā)，給出

2、了子陣的數(shù)學建模方法，揭示了子陣結(jié)構(gòu)對天線方向圖性能的影響機理。引入“格論”的數(shù)學工具給出了陣列雷達的子陣級波束形成原理。研究了子陣級波束形成技術(shù)，將有限視場掃描、寬帶寬角域掃描、同時多波束掃描等波束形成技術(shù)納入到統(tǒng)一的理論框架下。
　　2.非規(guī)則子陣技術(shù)。針對陣元按任意柵格分布的平面陣列，提出了多聯(lián)多邊形的新型非規(guī)則子陣設計方案，這種新型非規(guī)則子陣能夠在兼顧工程實現(xiàn)難易的同時，較好地抑制柵瓣，獲得性能優(yōu)異的天線方向圖。以精確覆蓋

3、理論為基礎，提出了基于X算法的陣面精確劃分和準精確劃分方法，兩類劃分方法將陣面的劃分問題巧妙地轉(zhuǎn)換為精確覆蓋問題，能使用任意形狀給定的非規(guī)則子陣得出陣面的精確和準精確劃分方案。最后，在兼顧天線陣元極化特性和工程實用性的基礎上，結(jié)合方向圖的量化分析結(jié)果進一步優(yōu)化了非規(guī)則的子陣劃分方案。
　　3.重疊子陣技術(shù)。首先，推導了一維和二維的重疊子陣天線的方向圖計算方法。然后，采用交替優(yōu)化的思想，提出了重疊子陣天線的陣列加權(quán)值優(yōu)化方法。所提方

4、法將一個復雜的非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為兩個線性規(guī)劃問題的交替求解，能夠在較少的迭代步驟內(nèi)獲得陣元級和子陣級的最優(yōu)加權(quán)值，而且能夠獲得性能優(yōu)于傳統(tǒng)兩級低副瓣加權(quán)方法的方向圖。最后，通過理論推導和仿真實驗，指出了子陣級權(quán)值誤差和陣元級權(quán)值誤差對方向圖性能的影響機理。
　　4.單脈沖應用中的子陣技術(shù)?；陉嚵袉蚊}沖技術(shù)實現(xiàn)框架，給出了和差方向圖的子陣級綜合方法。采用激勵匹配準則研究單脈沖應用中子陣劃分的優(yōu)化設計，揭示了聚類分析與和差方向圖綜合

5、之間的關系，并提出了基于聚類算法的子陣劃分優(yōu)化方法，與經(jīng)典的子陣劃分相比，新方法可以靈活控制子陣個數(shù)、降低方向圖旁瓣，以及改善單脈沖測角性能。最后，研究了子陣級的單脈沖處理方法，推導了廣義單脈沖原理及其理論性能，并結(jié)合子陣劃分的優(yōu)化結(jié)果仿真研究了子陣級的單脈沖測角性能。
　　5.自適應陣列處理中的子陣技術(shù)。分析了SLC技術(shù)、ADBF技術(shù)和STAP技術(shù)等自適應陣列處理算法的特點，指出了各種典型處理之間的異同。接下來，重點研究了子陣級