米波相控陣?yán)走_回波仿真及低仰角估計技術(shù)研究.pdf

1、米波（VHF）雷達因其反隱身的天然優(yōu)勢近年來備受關(guān)注，卻也由于其波束較寬，當(dāng)探測低仰角目標(biāo)時接收回波中除目標(biāo)一次反射的直達波以外還包含經(jīng)反射面二次反射的多徑干擾信號，二者的強相關(guān)性使得米波雷達探測性能下降、目標(biāo)參數(shù)估計錯誤。為解決上述問題，本文對多路徑情況下米波雷達探測低仰角目標(biāo)的相關(guān)問題進行了分析探討，并重點研究了基于子空間的低仰角估計技術(shù)，提出了基于方位維波束形成的俯仰維超分辨MUSIC算法，該算法結(jié)合了陣元域和波束域二者的優(yōu)勢，提

2、高了估計精度的同時降低了運算量，更適用于米波雷達低仰角目標(biāo)估計。具體工作概括如下：
　　1.建立了動目標(biāo)多路徑回波模型。分析了運動目標(biāo)的回波模型，介紹了多徑效應(yīng)產(chǎn)生機理，建立了低仰角目標(biāo)的多徑平面反射模型和球面反射模型，研究了影響反射系數(shù)幅相的多方面原因，仿真得到目標(biāo)回波，進而對仿真回波進行距離-多普勒二維信號處理，估計目標(biāo)參數(shù)，最終進行MATLAB軟件編寫。
　　2.研究了基于波瓣分裂的測角技術(shù)。分析了現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，由于

3、高度不同的陣元分裂區(qū)域不同，彼此間互補部分測角盲區(qū)，來估計目標(biāo)仰角。對算法進行計算機仿真，并分析驗證了天線高度、陣元間距、目標(biāo)仰角、信噪比等因素對測角精度的影響，理論推導(dǎo)并仿真驗證了反射系數(shù)幅度對測角性能影響，可以得出波瓣分裂算法性能依賴于反射系數(shù)、極化方式等先驗信息的獲取。
　　3.研究了基于子空間的米波雷達低仰角估計技術(shù)。闡述了一維MUSIC算法及解相干算法（包括空間平滑、矩陣分解和Toeplitz算法）原理，仿真分析了測角精

4、度、兩目標(biāo)中心角度變化對測角性能的影響、平滑次數(shù)和不同的解相干算法對于分辨能力的影響，并進行軟件設(shè)計。著重研究了基于面陣的MUSIC超分辨測角技術(shù)，分析了經(jīng)典二維MUSIC算法、基于波束空間的二維MUSIC算法以及二維空間平滑算法的基本原理，綜合上述算法的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上結(jié)合米波雷達低仰角估計問題，提出了基于方位維波束形成的俯仰維MUSIC算法。分別對三種算法的空間譜、分辨能力、測角精度及運算量等進行了仿真分析與比較，得出本文提出的算法具有