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弹载相控阵探测器自适应获取OMRC技术优化

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:究其原因,是由于在求解方位向角度时,利用的MRC并不是匹配度最高,直接影响了角度分辨率。为提升方位向的角度分辨率,可在对散射点测角时参考每一距离维内的最强散射点回波信号对应的MRC。因此就必须结合实际目标回波自适应修正MRC,使得对每一散射点的方位向轴偏角求解过程都利用的是该散射点周围最优MRC,从而保证测角结果具有较高的分辨率。

弹载相控阵探测器自适应获取OMRC技术优化

当探测信号经过目标区域散射点后,回波信号可由散射点的散射系数与探测器方向图共同决定,对相邻两天线阵元进行研究。令Σ(θ)、Δ(θ)分别表示和、差天线方向图向量,理想条件下Σ(θ)、Δ(θ)的关系可以表示为

式中,θ为目标偏离探测波束中心的角度;k为常数。由式(4-22)可将tan(kπθ)视为和波束、差波束比值的虚部,则θ可以表示为

式中,θ为目标偏离探测波束中心的角度;k为常数。由式(4-22)可将tan(kπθ)视为和波束、差波束比值的虚部,则θ可以表示为

式中,[]imag为取虚部函数。传统意义上的单脉冲测角,将探测范围内的全部回波数据用于形成和、差波束。当求解的MRC具有误差时,利用式(4-23)直接求解散射点的方位向角度亦会产生较大误差,且最终的测角剖面呈现“散焦”现象,导致方位向角度分辨率较低,难以实现高分辨测量。究其原因,是由于在求解方位向角度时,利用的MRC并不是匹配度最高,直接影响了角度分辨率。

为此,寻找最优的单脉冲响应曲线成为实现方位向高分辨测角的关键。仅考虑单一距离维目标区域的方位向,设探测波束以一定角速度进行方位向扫描,且在t时刻发现波束覆盖范围内的点目标。由于雷达回波数据可视为目标表面散射系数与天线方向图的卷积,则截获的回波信号经过接收通道形成的和波束、差波束可以分别表示为

式中,[]imag为取虚部函数。传统意义上的单脉冲测角,将探测范围内的全部回波数据用于形成和、差波束。当求解的MRC具有误差时,利用式(4-23)直接求解散射点的方位向角度亦会产生较大误差,且最终的测角剖面呈现“散焦”现象,导致方位向角度分辨率较低,难以实现高分辨测量。究其原因,是由于在求解方位向角度时,利用的MRC并不是匹配度最高,直接影响了角度分辨率。

为此,寻找最优的单脉冲响应曲线成为实现方位向高分辨测角的关键。仅考虑单一距离维目标区域的方位向,设探测波束以一定角速度进行方位向扫描,且在t时刻发现波束覆盖范围内的点目标。由于雷达回波数据可视为目标表面散射系数与天线方向图的卷积,则截获的回波信号经过接收通道形成的和波束、差波束可以分别表示为

式中,A为目标表面散射系数矩阵;θt为t时刻点目标与发射波束中轴线的夹角。则由目标回波数据之比得到实际单脉冲响应曲线为

式中,A为目标表面散射系数矩阵;θt为t时刻点目标与发射波束中轴线的夹角。则由目标回波数据之比得到实际单脉冲响应曲线为

在探测过程中,被测区域内最强散射点所反映的回波强度最大,当方位向测角分辨率达到最优时,该点处的回波响应应该无限趋于冲激响应函数[63],此时的角度分辨率达到最优。为提升方位向的角度分辨率,可在对散射点测角时参考每一距离维内的最强散射点回波信号对应的MRC。(www.xing528.com)

将同一距离维下最强散射点相邻范围内的回波数据作为参考数据,预先设定评估阈值用于评价MRC是否达到最优;通过迭代计算、修正并缩小回波数据范围,从而获得最强散射点范围内的MRC,并将该曲线视为该距离维下的最优单脉冲响应曲线,利用该曲线数据进行同一距离维下的方位向测角能够提升测角精度。

传统意义上利用MRC求解散射点回波轴偏角主要根据式(4-25)求解,并利用理想MRC求解不同散射点的DOA。实际上,对目标区域内的每一散射点的DOA的求解若均是借助理想条件下的MRC,就会导致在某些散射点的轴偏角求解过程产生较大误差,这是由于不同散射点的MRC会受到实际探测过程中的杂波影响以及通道噪声等外界干扰因素影响进而发生改变。因此就必须结合实际目标回波自适应修正MRC,使得对每一散射点的方位向轴偏角求解过程都利用的是该散射点周围最优MRC,从而保证测角结果具有较高的分辨率。

在实际的测角过程中对于算法实时性的要求特别高,因此求解所有散射点对应的最优MRC是较大耗时的过程,极大影响测角算法的整体响应耗时,不利于探测器实现高分辨探测。

为保证算法的实时性,在对同一距离维的不同散射点进行方位向角度求解时,利用该区域中最强散射点对应的MRC作为整个区域的MRC,但是最强散射点对应的MRC同样需要经过一系列的修正,当最强散射点对应的测角剖面达到预设精度时,即可认为此时的MRC为该距离维内的最优MRC,整个的求解过程利用迭代的方法自适应地判别是否达到最优条件。

在探测过程中,被测区域内最强散射点所反映的回波强度最大,当方位向测角分辨率达到最优时,该点处的回波响应应该无限趋于冲激响应函数[63],此时的角度分辨率达到最优。为提升方位向的角度分辨率,可在对散射点测角时参考每一距离维内的最强散射点回波信号对应的MRC。

将同一距离维下最强散射点相邻范围内的回波数据作为参考数据,预先设定评估阈值用于评价MRC是否达到最优;通过迭代计算、修正并缩小回波数据范围,从而获得最强散射点范围内的MRC,并将该曲线视为该距离维下的最优单脉冲响应曲线,利用该曲线数据进行同一距离维下的方位向测角能够提升测角精度。

传统意义上利用MRC求解散射点回波轴偏角主要根据式(4-25)求解,并利用理想MRC求解不同散射点的DOA。实际上,对目标区域内的每一散射点的DOA的求解若均是借助理想条件下的MRC,就会导致在某些散射点的轴偏角求解过程产生较大误差,这是由于不同散射点的MRC会受到实际探测过程中的杂波影响以及通道噪声等外界干扰因素影响进而发生改变。因此就必须结合实际目标回波自适应修正MRC,使得对每一散射点的方位向轴偏角求解过程都利用的是该散射点周围最优MRC,从而保证测角结果具有较高的分辨率。

在实际的测角过程中对于算法实时性的要求特别高,因此求解所有散射点对应的最优MRC是较大耗时的过程,极大影响测角算法的整体响应耗时,不利于探测器实现高分辨探测。

为保证算法的实时性,在对同一距离维的不同散射点进行方位向角度求解时,利用该区域中最强散射点对应的MRC作为整个区域的MRC,但是最强散射点对应的MRC同样需要经过一系列的修正,当最强散射点对应的测角剖面达到预设精度时,即可认为此时的MRC为该距离维内的最优MRC,整个的求解过程利用迭代的方法自适应地判别是否达到最优条件。

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