MIMO雷达射频隐身性能研究

论文摘要

在雷达的设计过程中，使其具有更强的探测性能和使其具有更好射频隐身性能一直是矛盾的。随着雷达技术的不断发展，电子侦察技术也日趋先进，在复杂的电子对抗环境中雷达的生存能力无时无刻不面临着来自敌方电子对抗措施的考验。雷达为了反截获、抗摧毁，从而提高自身的作战能力，它应在满足其作战目的，即尽可能探测到更远、更小、更慢的目标的前提下，减少被雷达侦察设备、反辐射导弹截获的概率。因此，雷达射频隐身性能是雷达生存力的重要指标。在通信系统中，受到多径衰落的影响，无线信道的可靠性很差。为了克服这种影响，90年代末出现了MIMO技术。它提供的空间复用增益和空间分集增益能够有效的提高通信信道容量、信道可靠性，减少误码率。受到通信系统MIMO技术的启发，D.Rabideau等人提出MIMO雷达的概念。经过一段时间的研究与发展，由于与传统雷达结构的相似性，集中式MIMO雷达得到了更多的关注。当前，MIMO雷达技术已成为雷达领域的一个研究热点。作为一种新的雷达体制，MIMO雷达在检测弱目标、速度分辨力、动态范围、抗截获等方面上具有优异的性能。近几年来，国内对MIMO雷达在目标探测上的研究已经有不错的进展，但是对其射频隐身性能的探讨还不够深入。在抗截获性能分析方面，已有的文献都只是从发射功率的角度讨论了MIMO雷达的被截获距离；对侦察接收机截获MIMO雷达发射信号的实际性能，并没有定量的分析。本文首先介绍了MIMO雷达原理，从发射功率上比较了MIMO雷达与传统相控阵雷达主瓣及副瓣的抗截获性能。接着从侦察接收机对雷达发射信号的侦察技术出发，应用时频分析技术讨论了MIMO雷达发射线性调频信号时的抗识别性能；应用谱相关技术讨论了MIMO雷达发射相位编码信号时的抗识别性能；并且将其与传统相控阵雷达发射相同信号时的抗识别性能做了对比和仿真，在此基础上讨论了MIMO雷达与传统相控阵雷达在射频隐身性能上的差异。最后，介绍了基于时差定位技术的辐射源定位原理，并以此为基础，推导了MIMO雷达防定位性能；同样的，与传统相控阵雷达的防定位性能做了比较。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及发展趋势
• 1.2 MIMO雷达发展动态
• 1.3 本文主要工作及内容安排
• 第二章 MIMO雷达基本原理及其抗截获性能分析
• 2.1 MIMO雷达基本原理
• 2.2 截获概率因子分析
• 2.2.1 截获概率因子的定义
• 2.2.2 雷达各参数对LPI性能的影响
• 2.3 MIMO雷达LPI性能的功率分析及仿真
• 2.3.1 MIMO雷达在主波束方向上的LPI性能
• 2.3.2 MIMO雷达在相控阵副瓣方向上的LPI性能
• 2.3.3 MIMO雷达LPI性能分析及仿真
• 第三章 基于时频分析的线性调频信号检测
• 3.1 辐射源识别
• 3.1.1 辐射源识别技术简介
• 3.1.2 时频分析理论
• 3.1.3 线性调频信号的时频分析仿真
• 3.2 基于Wigner-Hough变换的线性调频信号抗截获性能分析
• 3.2.1 Wigner-Hough变换
• 3.2.2 基于Wigner-Hough变换的LFM信号抗识别性能仿真
• 第四章 基于谱相关理论的相位编码信号检测
• 4.1 谱相关理论
• 4.1.1 谱相关理论原理
• 4.1.2 谱相关函数的主要特点
• 4.1.3 谱相关函数的计算
• 4.2 伪随机二相编码信号的谱相关
• 4.2.1 谱相关函数与模糊函数的关系
• 4.2.2 伪随机编码脉冲串信号的谱相关函数
• 4.2.3 脉间伪随机二相编码（SINE-PRBC）脉冲串信号的谱相关
• 4.3 基于谱相关理论的相位编码信号抗识别性能仿真
• 第五章 MIMO雷达防定位性能研究
• 5.1 辐射源定位原理
• 5.2 MIMO雷达抗定位能力分析
• 5.3 采用相关法测时差时的定位误差
• 5.3.1 时差的精度
• 5.3.2 定位误差
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 硕士在读期间取得成果