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主动毫米波导引头地面雷达站检测识别技术

程永强  
【摘要】: 采用主被动复合体制的中远程反辐射导弹,相对仅有被动导引头的反辐射导弹可极大提高其抗目标雷达关机能力和目标选择能力,是反辐射导弹的发展方向之一。主动雷达导引头对地面雷达站的检测和识别技术是提高导弹作战效能的关键技术。 本文首先简要介绍了主动反辐射导引头地面雷达站检测与识别技术的研究现状,总结了其中的关键技术,阐述了论文的研究背景和主要工作。然后从目标电磁散射特性、目标检测和目标识别三个方面,较为系统地研究了雷达天线电磁散射特性建模、强地杂波背景下地面雷达站目标检测和雷达天线的多特征融合目标识别技术。 针对检测与识别的需要,从天线的电磁散射机理出发,研究了旋转拋物面反射天线和隙缝阵列天线RCS的分析方法,考察了隙缝阵列天线RCS随平板尺寸、隙缝数目和入射波频段的变化规律,并对地面雷达站天线的识别特征进行了分析。 针对空地制导雷达对地面目标检测的技术难点,研究了采用多普勒波束锐化(DBS)技术提高雷达的方位向分辨能力,通过细化分辨单元提高信杂比,从而提高导引头在强地杂波背景下目标检测能力的方法。分析了空地制导雷达的地面杂波特性,给出了最小可检测信号雷达散射截面与雷达纵向和横向分辨力的定量关系;介绍了多普勒波束锐化技术的基本原理,重点研究了DBS扫描成像的关键技术;提出了通过对目标区域进行连续扫描成像,利用多子图(序列图像)估计目标的RCS序列,进而用于识别的思想。 基于对雷达天线识别特征的分析和对目标RCS序列的估计结果,研究了主动雷达导引头地面雷达站的目标识别技术。给出了地面雷达站目标识别的总体框架,构造了相控阵雷达天线的四类特征,提出了相应的识别算法;依据各特征的优缺点,提出了多特征融合识别算法;同时,对识别结果的实时更新及最可靠识别目标的选择等问题进行了讨论。 针对非扫描主动雷达导引头,研究了基于一维距离像的地面雷达站天线目标的高分辨检测技术。对相控阵雷达天线的高分辨散射特性进行了分析,提取了平板和隙缝的等效散射中心,给出了其能量分布;介绍了调频步进雷达高分辨成像的基本原理,并将其用于天线目标的成像;基于天线的距离像,研究了天线目标的单周期径向积累检测算法和多周期积累检测算法,推导了最佳检测器结构,并对其检测性能进行了分析。 本文对主动毫米波反辐射导引头地面雷达站的检测与识别技术作了一定程度的探索性研究,为采用多模复合制导体制的新型反辐射导弹武器的研制和部分装备的改造提供了技术支撑。


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