相控阵雷达干扰抑制技术及硬件实现文献综述

 2022-11-29 16:29:31

【摘要】相控阵雷达(Phased Array Radar)是指通过改变天线阵列所发出波束的合成方式来改变扫描方向的雷达,包括有源电子扫描阵列雷达(active electronically array, AESA)和无源电子扫描阵列雷达(passive electronically scanned array , PESA)。此种方式和机械扫描式的雷达天线有差异,其能够降低或者完全避免利用机械马达促使雷达天线工作而取得覆盖较大侦测范围的效果。目前使用的电子扫描方式包括改变频率或者是改变相位两种,均是通过将合成波束的发射方向加以改变实现波束扫描。本文将研究干扰对雷达目标探测的影响,研究副瓣对消、旁瓣消隐的原理和实现方法,研究副瓣对消、旁瓣消隐的对付并适用的干扰形式。本课题研究64通道LFM雷达的干扰抑制技术,提高雷达在干扰环境下的目标探测性能。仿真验证和评估干扰抑制的性能, 用matlab仿真干扰信号,包括噪声干扰、回答式干扰等;针对64通道雷达,掌握副瓣对消、旁瓣消隐的原理,实现干扰抑制方法;用matlab仿真和硬件实现验证副瓣对消、旁瓣消隐的原理,实现干扰抑制方法。

【关键词】相控阵雷达 干扰抑制 仿真 旁瓣

【Abstract】Phased Array Radar refers to changing the direction of the radar scan by changing the synthesis way of the beam emitted from the array antenna,including active electronically scanned array radar or passive electronically scanned array radar. This design is different from the mechanical scanning radar array, which can reduce or totally avoid using motor-driven mechanical radar array to achieve the purpose of covering a large detection range. Nowadays, the way of electronical scanning includes changing the frequency or changing the phase, both of which can realize beam scanning by redirecting of synthesized beam. This paper will study the influence of interference on radar target detection, study the principle of sidelobe cancellation, sidelobe blanking and implementation methods, and study the interference modes of sidelobe cancellation and sidelobe blanking. This paper studies the interference suppression technology of 64-channel LFM radar to improve the target detection performance of the radar in the interference environment. Simulation verification and evaluation of interference suppression performance, simulation of interference signals with matlab, including noise interference, answering interference, etc.; for 64-channel radar, master the principle of sidelobe cancellation, sidelobe blanking, to achieve interference suppression method; simulation with matlab And the hardware realizes the principle of verifying the sidelobe cancellation and sidelobe blanking, and realizes the interference suppression method.

【Keywords】Phased Array Radar; interference suppression; simulate; side lobe

1 引言

1.1研究背景

雷达,由 Radar 音译得到,全称为 Radio Detection and Ranging,中译为“无线电探测和测距”,指利用发射和接收无线电波探测空间目标的详细信息。由于技术的不断改进,雷达的工作不再局限于目标位置和角度等信息的探测,还涉及到了测速和其他相关信息的提取等。

1960 年开始,卫星制造技术及导弹等技术的发展也促使了相控阵雷达技术。(PAR, Phased Array Radar)在很大程度上拥有了巨大的发展环境,并逐渐推广应用到多种战术雷达及民用雷达。其中,机载相控阵雷达和星载相控阵雷达就是军民两用相控阵雷达技术的典型案例。特别地,雷达技术在二战时期就已体现出其巨大的优势,雷达技术的应用对战争进程产生了巨大影响。战后时期,局部地区摩擦、纷争不断,又加快了雷达技术的发展速度和规模。尤其是在 2003 年“伊拉克战争”中,人们逐渐从“信息战”的角度来看待雷达获取情报信息、精确定位及远程打击的作用,认真对待雷达在信息对抗中所处位置与其处于恶劣复杂的电磁环境的影响。近年来,以军用为主的雷达技术在国家经济建设中的应用也日益增多,并不断扩大了其民用范围。因此,雷达技术在国民经济建设及科学研究创新方面出现的新需求也是雷达系统及系统部件等技术前进发展的动力,其中也包括相控阵雷达及其天线技术,而这种前进推动力也将日益增强。 雷达,由 Radar 音译得到,全称为 Radio Detection and Ranging,中译为“无线电探测和测距”,指利用发射和接收无线电波探测空间目标的详细信息。由于技术的不断改进,雷达的工作不再局限于目标位置和角度等信息的探测,还涉及到了测速和其他相关信息的提取等。

相控阵雷达是现代雷达体制的主要发展方向之一。相控阵雷达具有很多优势,它可以实现灵活的波束形成,满足机载预警雷达对波束宽度以及波束指向的要求。其采用电子扫描方式来控制波束指向,不需要机械的运动,而且扫描速度快,可同时跟踪多个运动目标,可利用空时自适应处理技术抑制杂波,相控阵天线还有利于降低体积与重量。除发射和接收雷达信号外,还具有电子对抗、无缘定位和通信传输等多种功能。线阵通常只能够在一个方向上完成扫描,而平面阵由于增加了一个方向的自由度,可以在俯仰向和方位向同时实现波束扫描目前具有旁瓣对消、旁瓣匿影、脉冲压缩等抗干扰技术的新体制相控阵雷达在预警监视、防空反导等领域具有广泛应用。

起初人们利用幅度加权、调整阵列结构等手段设计天线的方向图,达到降低方向图副瓣的目的,以此降低干扰对雷达系统的影响。但实际雷达系统中,雷达回波与敌对干扰信号相比往往是非常微弱的,即使干扰由副瓣进入系统依然可以高于由主瓣进入的目标信号,影响对有用信息的提取。因此,我们采用自适应加权技术,设法调整阵列天线的加权值,使天线方向图在干扰信号方向形成深的零陷,类似于空域滤波器的阻带,抑制掉强的干扰。并根据雷达系统的外部环境的不断变化,调阵列的自适应权值,使得阵列天线的空域滤波性能具有自适应能力。

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