相控阵跟踪测量雷达组网跟踪技术研究

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相控阵跟踪测量雷达组网跟踪技术研究

相控阵跟踪测量雷达组网跟踪技术研究摘要：相控阵跟踪测量雷达为有源电子扫描阵列雷达，亦或是无源电子扫描阵列雷达，其主要是改变天线表面阵列而发出的波束合成方式，以此改变波束扫描方向的雷达，此类设计与机械扫描雷达天线不同，其无需用机械马达驱动雷达天线，便可实现大范围侦测。

本文从相控阵技术的概念入手，对相控阵跟踪测量雷达的主要工作方式及组网跟踪系统资源管理技术进行研究和分析。

关键词：相控阵雷达；工作方式；组网跟踪系统；资源管理技术雷达的是远距离侦测的眼睛。

随着科技的不断发展，各种电子技术不断发展，推动了雷达技术的不断进步，从而使得雷达无论是在测量距离还是测量准确度方面都有着极大的进步。

相控阵跟踪测量雷达是一种先进的雷达技术，其测量距离远、准确度高，尤其是在多目标的测量跟踪上具有极强的优势，是部队应用较多也是投入研究力度极大的一种雷达技术。

相控阵跟踪测量雷达组网跟踪系统资源管理技术的应用，具有提升资源利用率、有效优化探测性能的作用。

1 相控阵技术的概念相控阵技术是指以阵列天线不同单元幅度、相位以及空间波束扫描为控制对象的一种控制技术。

其中，空间波束是在相控阵技术对不同单元阵列天线幅度和相位进行控制的基础上逐渐产生和形成的。

2 相控阵跟踪测量雷达的主要工作方式2.1 相控阵跟踪测量雷达的角度工作方式在相控阵跟踪测量雷达的角度工作过程中，其基本工作方式为手控、引导、搜索、跟踪等几个步骤。

在手控时，相控阵跟踪测量雷达的操作人员通过使用伺服操纵杆来手动控制相控阵跟踪测量雷达阵面法线的指向，将相控阵跟踪测量雷达的扫描范围对准所需扫描的目标空域。

利用角度引导数据，相控阵跟踪测量雷达的伺服系统来驱动相控阵跟踪测量雷达阵面的法线来跟随引导数据进行移动，实现对于空域的扫描。

而后，相控阵跟踪测量雷达的电子扫描波束按照顺序实现对于目标空域的扫描，其中，扫描多采用的是光栅扫描的方式完成对于指定空域的覆盖。

最后，相控阵跟踪测量雷达通过对接收到的目标的方位、速度的数据进行处理，完成对于相控阵跟踪测量雷达移动的方位、俯仰角度误差的计算，通过相控阵跟踪测量雷达的移动伺服控制系统完成对于目标的跟踪。

相控阵雷达变数据率跟踪方法研究的开题报告

相控阵雷达变数据率跟踪方法研究的开题报告一、研究背景随着现代雷达技术的不断发展，相控阵雷达的应用也日益普及，其主要优点在于具有高分辨率、灵活性、抗干扰性等特点。

然而，在实际应用中，相控阵雷达的数据处理量是很大的，需要高效的处理算法来提高数据处理速度和准确度。

因此，如何优化相控阵雷达数据处理算法成为了研究的重点之一。

二、研究目的本研究旨在通过对相控阵雷达数据处理算法进行分析和优化，提高相控阵雷达数据处理的效率和精度，具体实现方法是通过变数据率跟踪方法对雷达数据进行处理和优化，实现对雷达回波信号的实时跟踪。

三、研究内容本研究的主要内容包括以下方面：1. 相控阵雷达的基本原理及数据处理方法的分析，确定问题所在。

2. 对相控阵雷达数据处理过程进行分析和实验，找出数据处理中的瓶颈。

3. 提出基于变数据率跟踪方法的优化算法，并进行模拟实验验证。

4. 对比分析各种优化算法的优点和缺点，并提出改进方案。

5. 根据实验结果，提出相控阵雷达数据处理的最优方案，并开发相应的软件实现。

四、研究方法本研究采用实验和分析相结合的方法，具体如下：1. 根据相控阵雷达原理，分析雷达系统的数据处理流程和数据处理算法。

2. 通过仿真实验和实际测试，对相控阵雷达的数据处理中的问题进行分析。

3. 提出变数据率跟踪方法优化算法，并实现相应的软件程序。

4. 对比分析不同的优化算法的优点和缺点，并提出相应的改进方案。

五、研究预期成果预计本研究可以解决相控阵雷达数据处理的瓶颈问题，提高数据处理效率和精度。

具体成果包括：1. 提出基于变数据率跟踪方法的相控阵雷达数据处理算法，实现数据处理的高效和准确。

2. 对不同算法进行对比和分析，提出改进方案，逐步优化算法。

3. 根据实验结果，提出相控阵雷达数据处理的最优方案，并开发相应的软件实现。

六、研究时间安排1. 第一年：了解相控阵雷达的基本原理，并分析数据处理流程和算法，明确问题所在。

2. 第二年：通过实验和分析，找出数据处理中的瓶颈，提出优化算法。

相控阵雷达及组网跟踪系统资源管理技术

相控阵雷达及组网跟踪系统资源管理技术作者：王伟刘磊来源：《电子技术与软件工程》2016年第18期摘要从整体角度来讲，可以将传感器资源管理过程看成是其对相关传感器探测资源进行控制的过程。

这个控制过程具有一定的自动化特点。

本文从相控阵技术的概念入手，对相控阵雷达及组网跟踪系统资源管理技术进行研究和分析。

【关键词】相控阵雷达组网跟踪系统资源管理技术在实际过程中，相控阵雷达资源管理以及组网跟踪系统资源管理技术的应用，具有提升资源利用率、有效优化探测性能的作用。

为了保证上述技术的应用效果，需要对相控阵雷达的自适应问题以及组网跟踪系统资源管理技术的不同雷达形式加以重视。

1 相控阵技术的概念相控阵技术是指以阵列天线不同单元幅度、相位以及空间波束扫描为控制对象的一种控制技术。

其中，空间波束是在相控阵技术对不同单元阵列天线幅度和相位进行控制的基础上逐渐产生和形成的。

2 相控阵雷达资源管理技术这里主要从以下几方面入手，对相控阵雷达的自适应资源管理进行研究：2.1 选择相控阵雷达自适应采样间隔的策略在实际过程中，应该按照以下策略完成相控阵雷达自适应采样间隔的选择：在保证波束发射与所照射目标之间置信度和概率固定的基础上，尽量减少目标照射次数。

从本质上讲，可以将这种选择原则看成：人们需要在确定某个置信度值的基础上，将改置信度值对所照射目标之间采样间隔的最大值作为最终的自适应采样间隔。

2.2 后续发射波束照射目标有效性的影响因素在实际照射过程中，影响后续发射波束与目标照射之间有效性关系的因素主要包含以下几种：实际采样间隔的数值大小、预测值的准确度水平以及所预测位置点迹录取区域大小。

2.3 采样间隔与其他影响因素之间的关系在采样间隔数值发生变化的情况中，目标预测位置会随着该数值的变化发生相应的变化。

除此之外，因为所发射波束的指向位置为实际的目标预测位置，因此，当采样间隔数值发生变化之后，目标预测位置中的波束也会产生相应的变化。

远程预警相控阵雷达跟踪模型研究

远程预警相控阵雷达跟踪模型研究一、绪论A.研究背景和意义B.国内外研究现状C.本文的研究内容和思路二、基础理论A.雷达原理与工作原理B.相控阵雷达技术C.预警系统的组成与功能三、跟踪模型算法A.预警目标信息的获取B.卡尔曼滤波跟踪算法C.基于UKF的跟踪算法D.基于多目标跟踪的算法四、实验与仿真A.参数设置和模拟环境B.对比不同模型算法的实验结果C.模型性能评估和优化五、结论与展望A.本文实验结果的分析和总结B.研究工作的不足与展望C.相控阵雷达跟踪模型的未来发展方向一、绪论A.研究背景和意义随着现代科技的发展和进步，雷达技术已经成为了现代武器装备发展的重要和不可缺少的组成部分，而其中的远程预警雷达更是在现代战争中发挥着重要的作用。

近年来，世界范围内的军事冲突和恐怖主义活动不断升级，保障国家安全防范和打击意外袭击成为了各国军队的重点任务。

远程预警相控阵雷达作为一种先进的雷达技术，实现了对远距离目标的快速发现和跟踪，已经逐渐成为了军事前沿技术领域的研究热点。

因此，开展远程预警相控阵雷达跟踪模型研究，对于提升我国军事现代化水平，保障国家安全，防范和打击意外袭击，以及促进科学技术的创新和发展，具有非常重要的现实意义和深远的历史意义。

B.国内外研究现状国内外关于远程预警雷达技术的研究已经取得了很多进展，比如美国的E-2C/D预警机，中国的KJ-200/500预警机等等。

但是，远程预警雷达跟踪模型研究，特别是在算法方面的研究仍然存在不少问题和挑战。

在国际上，对于远程预警雷达跟踪模型算法的研究主要是基于卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法、无迹卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法等进行的。

但是，这些算法都存在不同程度的问题，如收敛速度慢、精度不高、鲁棒性不够等。

在国内，远程预警雷达跟踪模型研究也取得了一定的进展。

其中，最有代表性的就是海军航空兵部队的KJ-200/500预警机，其跟踪模型算法已经逐渐成熟，具有一定的性能和优势。

相控阵雷达系统最大跟踪能力研究

ｅｖｒｎｍｅｔｔｅｓａｉｔｃｍｅｎｒｖｓｔｔｍｅａｈｔｔｓｉａｌｕｉａｉｇｔｍｅｗｅｅｇｖｎｔｏｎｉｏｎ，ｈｔｔｓｉａｅｉｉ —ｉｎｄｔｅｓａｉｔｃｍｅｎｉｌｍｎｔｎｉｒｉｅｏｃｍｐｔｕｅ
Ａｂｓｒｃ：Ｍａｉｍｒｃｉｇｃｐｃｔｆｐａｅａｒｙｒｄｒｉｏｎｙａｋｙｓｓｅｉｄｘｂｔａｓｔａｔｘｍｕｔａｋｎａａｉｙｏｈｓｄ－ｒａａａｓｎｔｏｌｅｙｔｍｎｅ，ｕｌｏ
ｄｖｌｐｄｂｅｅｏｅｙＶＣ＋＋ａｄｔｅｒｌｔｄｃｎｌｓｏｓｗｅｅｖｌｄａｅｎｔｅｓｍｕａｉｎｓｆｗａｅｎｈｅａｅｏｃｕｉｎｒａｉｔｄｏｈｉｌｔｏｏｔｒ．Ｋｅｒ：ｐａｅ－ｒａｙｗｏｄｓｈｓｄａｒｙ；ｒｖｓｔｉｅｉｉｔｍｅ：ｍＤｌｍｒｃｉｇｃｐｃｔ￣ｍｕｔａｋｎａａｉｙｘ
工作模式的研究基础。为了从工程应用的角度深入分析该性能指标，本文在Ｓｎｅｉｇｒ模型基础上，
分析雷达跟踪的重访时间与工程测角误差的关系，并且分析在最小检测信噪比（Ｎ）ＳＲ情况下的跟踪
第８卷第４期
２１００年８月
信息与电子工程
ＩＯＲＭＡＴＩＮＦＯＮＡＮＤＥＣＲ０ＮＩＥＬＴＣＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ

光纤光学相控阵相干激光雷达系统关键技术研究共3篇

光纤光学相控阵相干激光雷达系统关键技术研究共3篇光纤光学相控阵相干激光雷达系统关键技术研究1光纤光学相控阵相干激光雷达系统关键技术研究激光雷达（LiDAR）作为一种高精度、高可靠性的传感器技术，已经被广泛应用于机器人、自动驾驶、环境监测等各个领域。

然而，激光雷达在成像距离、分辨率、抗干扰能力等方面还存在诸多的不足之处。

相控阵（Phased Array）技术是一种广泛应用于雷达、通信和声学领域的信号处理技术，它通过构成全向定向辐射场的干涉阵列天线，实现对目标的定向和信号处理，大大提高了雷达的性能指标。

而光纤光学相控阵（Fiber Optic Phased Array）结合了光学和相控阵技术，在激光雷达系统中具有十分广泛的应用前景。

本文将详细介绍光纤光学相控阵相干激光雷达系统的关键技术研究。

光纤光学相控阵激光雷达系统的构成包括光学发射端和接收端两部分。

下面分别从这两个方面进行介绍。

光学发射端光学发射端是指激光束从激光器出发，通过光学系统射入相控阵阵列中。

下面将从激光器、光束调制和光学结构三个方面展开具体介绍。

1. 激光器激光器是光纤光学相控阵激光雷达系统中最基本、最核心的组成部分之一。

常见的激光器有GaN-laser、DFB-laser、VCSEL等。

不同类型激光器的波长、输出功率、调制速度、光谱宽度等性能都不相同。

2. 光束调制由于激光雷达的应用场景复杂多变，因此对光束进行调制是必不可少的。

光束调制技术指的是对激光束的幅度、相位、极化等进行调制，从而使得激光束具有一定的时序和空间性能。

3. 光学结构光学结构的设计对光纤光学相控阵激光雷达的性能影响很大，其主要包括激光器输出光束整形结构、光纤产生相位延迟的结构和射线发射天线阵列结构。

光学接收端光学接收端是指相控阵阵列接收到反射回来的光信号，通过光学结构将光信号转化为电信号。

下面将从相控阵阵列、光学结构和光电转换三个方面展开具体介绍。

1. 相控阵阵列光纤光学相控阵激光雷达中的“相控阵”即指阵列天线。

利用相控阵雷达自身资源组网方式的研究

点间的通信，并对利用雷达资源组网的性能进行了评估，结果表明采用特殊设计的相控阵雷达节点能够实现网络组建进
行信息共享。关键词：雷达；网络；相控阵天线；时隙
ＡＳｔｕｄｙｏｎＮｅｔｗｏｒｋＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙＲａｄａｒ
ｔｈｅｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｃａｎａｃｈｉｅｖｅｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｒａｄａｒｆｕｎｃｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｄａｒ；ｎｅｔｗｏｒｋｄｅｓｉｇｎ；Ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙａｎｔｅｎｎａ；ｔｉｍｅｓｌｏｔ
ＴＡ０Ｙｕ，ＸＵＲｅｎｈｕｉ
（１．ＮａｎｊｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３９，Ｃｈｉｎａ）（２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＩＣＥ，ＰＬＡＵＳＴ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００７，Ｃｈｉｎａ）
ｍｅｎｔｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏｓｈｏｗｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔ

相控阵雷达技术在目标探测与跟踪中的应用

相控阵雷达技术在目标探测与跟踪中的应用雷达技术在战争、民用等领域都具有广泛的应用。

雷达能够探测出目标的位置、速度等信息，为后续的跟踪、识别、制导等提供了重要的数据支持。

而现代雷达技术中，相控阵雷达技术逐渐成为主流。

相比传统的机械式雷达，相控阵雷达具有探测、跟踪精度更高、反应更迅速、抗干扰能力更强等优点，被广泛应用于军事、民航、气象、海洋等多个领域。

相控阵雷达技术的原理是控制射频信号的相位和幅度，形成有向性较强的波束，从而实现对目标的定向探测和跟踪。

与传统的机械式雷达相比，相控阵雷达不需要机械扫描，只需控制阵列中每个元件的相位和幅度，就能够实现波束的快速转向，从而提高了探测和跟踪的效率和精度。

此外，相控阵雷达还具有舒适性压制、多波束、多任务、高速数字信号处理等特点，并且具有良好的抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境下工作。

在军事领域，相控阵雷达应用广泛。

具体来说，它主要应用于武器指示、目标搜索、目标跟踪、战机导航等领域。

例如，在武器指示方面，相控阵雷达能够快速锁定敌方目标，精确制导武器进行打击；在目标搜索方面，相控阵雷达可以快速扫描区域，找到敌方目标；在目标跟踪方面，相控阵雷达能够追踪敌方目标位置和速度等信息，以提高打击的精准度；在战机导航方面，相控阵雷达能够为战机提供准确的导航信息，使其更加精确地地避开敌方防空雷达的扫描。

除军事领域外，相控阵雷达还在民用领域得到广泛应用。

例如，在航空方面，相控阵雷达主要用于民航飞机的着陆和起飞等环节中。

相对于传统的机械式雷达，相控阵雷达可以更加准确地确定目标位置和速度，从而为安全着陆和起飞提供更为可靠和准确的数据支持；在气象领域，相控阵雷达可以为气象预报提供更高精度的天气探测和监测信息。

此外，相控阵雷达还被用于海洋领域、交通领域的安全监测等多个领域。

总的来说，相控阵雷达技术的应用范围十分广泛。

与传统的机械式雷达相比，相控阵雷达具有更高的准确度、反应速度更快等特点，被广泛应用于军事、民用、气象、海洋等多个领域。

组网雷达多帧检测前跟踪算法研究

组网雷达多帧检测前跟踪算法研究王经鹤;易伟;孔令讲【摘要】组网雷达系统(NRS)由于其稳健的性能优势,在近年来受到了广泛关注.目前,组网雷达系统在进行目标探测时常采用先检测后跟踪(DBT)算法,即在每个时刻先对接收到的回波数据进行单帧门限检测,得到疑似目标的点迹集合,然后上传这些点迹或由这些点迹跟踪得到的航迹估计到融合中心做进一步处理,最终得到全局估计结果.然而,当信噪比(SNR)比较低时,目标往往很难通过单帧门限检测,最终导致目标漏检、航迹起批难,无法有效发挥组网雷达系统优势.针对这一问题,该文提出了一种组网雷达多帧检测前跟踪(MF-TBD)算法.该方法首先在本地节点进行多帧检测前跟踪,然后传递检测得到的点迹序列到融合中心进行融合.该方法一方面利用了组网雷达系统平台优势;另一方面不同于常规先检测后跟踪技术,多帧检测前跟踪能够利用目标空时相关性积累目标能量,改善弱小目标检测性能;因此其可以有效提高系统对目标的检测性能.但是,多帧检测前跟踪输出结果和先检测后跟踪算法不同,导致现有融合方法不适用.针对这一问题,该文首先理论推导了点迹序列的融合方法,然后结合实际雷达模型给出了算法实现流程,最后提出了算法的粒子滤波实现方式并通过仿真实验验证了算法的性能.仿真结果证明该文提出的方法相比于先检测后跟踪算法,有4～6 dB的检测性能增益;相比于常规单传感器多帧检测前跟踪算法,航迹跟踪精度有50％左右的提升.【期刊名称】《雷达学报》【年(卷),期】2019(008)004【总页数】11页(P490-500)【关键词】组网雷达(NRS);多帧检测前跟踪;目标检测跟踪【作者】王经鹤;易伟;孔令讲【作者单位】电子科技大学信息与通信工程学院成都 611731;电子科技大学信息与通信工程学院成都 611731;电子科技大学信息与通信工程学院成都 611731【正文语种】中文【中图分类】TN9561 引言多传感器融合通过利用多个节点的信息，实现传感器间信息互补。

雷达学科发展趋势与研究方向

雷达学科发展趋势与研究方向(一)微波遥感成像雷达技术合成孔径雷达(SAR)是一种主动式微波成像雷达，由于它具有全天候、全天时、髙分辨率、宽测绘带以及可穿透植被和土壤的能力，有着广泛的应用前景，如洪水监测、地形测绘、城市规划、环境监测、农作物评估、资源勘探和军事应用等。

毫无疑问，SAR技术将会快速发展，星载SAR因监测范围广，HP510电池将会成为未来的发展重点。

合成孔径雷达引起平台相对于固定的地面目标运动而形成合成孔径，实现成像;反过来，若雷达固定而目标运动，则以目标为基准可视为雷达在等效反方向运动，也能形成合成阵列，据此也可对目标成像，通常称为逆合成孔径雷达(ISAR)技术。

逆合成孔径雷达技术可用来对空中、空间和海上目标成像，已成为一个新的研究热点。

未来5~10年，微波遥感成像技术应着重研究以下问题:(1)高分辨率SAR及图像解释技术;(2)低频率机载SAR的探地能力;(3)动目标的检测、定位技术;(4)SAR定标技术(是SAR对地定量观测的关键技术);(5)3八尺小卫星及星座，星载5八尺实时图像处理技术;(6)多参数、多模式SAR综合技术及应用;(7)SAR干涉测量技术;(8)机动目标高分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)技术;(9)逆合成孔径雷达三维成像技术。

(二)空间和空中探测雷达技术相控阵技术为空间和空中探测雷达带来了许多优越性，因此各种先进的空间和空中探测雷达越来越多地采用了相控阵技术，DELLInspiron1525电池这种情况反过来又推动了相控阵技术的发展.相控阵雷达技术的下一步发展方向是:(1)有源相控阵雷达技术，尤其是X波段的有源相控阵雷达技术，以满足一些高端需求;(2)宽频带相控阵技术，主要用于高分辨率雷达，也可实现雷达与其他电子设备的综合利用;(3)低/超低副瓣相控阵天线技术;(4)数字相控阵技术;(5)共形相控阵天线技术;(6)毫米波相控阵天线技术;(7)天基相控阵技术;(8)低成本相控阵技术。

相控阵跟踪测量雷达测量跟踪特点及应用

相控阵跟踪测量雷达测量跟踪特点及应用作者：姚学斌来源：《中国新技术新产品》2016年第12期摘要：雷达的是远距离侦测的眼睛。

随着科技的不断发展，各种电子技术不断发展，推动了雷达技术的不断进步，从而使得雷达无论是在测量距离还是测量准确度方面都有着极大的进步。

相控阵雷达是一种先进的雷达技术，其测量距离远、准确度高，尤其是在多目标的测量跟踪上具有极强的优势，是部队应用较多也是投入研究力度极大的一种雷达技术。

本文在分析了相控阵跟踪测量雷达工作方式与工作特点的基础上对相控阵跟踪测量雷达在工作中所存在的角度、距离捕获与跟踪及丢失处理等方面的信息进行分析阐述，并对相控阵跟踪测量雷达在设计及使用中所存在的一些要点进行了介绍。

关键词：相控阵跟踪测量雷达；跟踪方式；测量方式中图分类号：TN927 文献标识码：A0. 前言相控阵跟踪测量雷达是一种在军事领域应用较多的雷达设备，通过使用相控阵跟踪测量雷达能够对飞行物的速度、位置等的信息进行精确的测量，为后续的处理提供详实的数据支撑。

在使用相控阵跟踪测量雷达对飞行器进行测量的过程中，经常会出现从一个目标上分离出多个目标，需要对出现的目标同时进行跟踪捕获与测量。

现代相控阵跟踪测量雷达在跟踪捕获多个目标方面具有出色的特性，同时还能根据测量到的数据无站址进行误差转换，从而使得数据测量的准确性大大提高，能够较高精度的完成对于飞行器飞行数据的测量。

1. 相控阵跟踪测量雷达的主要组成相控阵跟踪测量雷达是一由一套复杂的系统组成，其通过使用相控阵天线完成电磁波的发射，并结合单脉冲角跟踪技术完成对于信号的接收和处理。

其中相控阵跟踪测量雷达所使用的相控阵天线阵面通过伺服系统进行俯仰和位置定位，完成对于相控阵跟踪测量雷达阵面指向空域的转换。

相较于传统的雷达电磁波束的扫描，相控阵跟踪测量雷达采用的是电子式的扫描方式，通过电子控制波束的方向，能够快速的完成对于指向空域的扫描，能够自主、快速的发现目标，同时对于引导数据的精度要求大大降低，同时通过在相控阵跟踪测量雷达上采用相应的时间分配技术可以使得相控阵跟踪测量雷达对于扫描空域内实现多目标跟踪测量。

相位阵列雷达目标跟踪技术研究

相位阵列雷达目标跟踪技术研究雷达是一种广泛应用于无人机、飞机、船舶等领域的技术。

它通过探测并锁定目标的位置、方位、距离、速度等参数，为飞行器提供安全保障和导航定位。

然而，由于目标数量多、速度快、航迹不规律等因素，雷达的目标跟踪技术仍然面临巨大的挑战。

相位阵列雷达是一种新型的雷达技术，具有高分辨率、高精度、高抗干扰等优点，因此备受关注。

本文将对相位阵列雷达目标跟踪技术进行研究探讨。

一、相位阵列雷达基本原理相位阵列雷达是一种基于阵列天线的雷达技术。

相位阵列雷达通过多个天线阵列的相位差控制，在整个阵列覆盖区域内形成波束扫描，达到探测目标的目的。

与传统雷达不同的是，相位阵列雷达具备制定多种波束形状的能力，从而提高了雷达的探测定位能力。

它可以通过改变雷达设计参数，自动调整发射功率和阵列天线的相位，从而实现目标跟踪与控制。

相位阵列雷达之所以可以高效率地跟踪目标，是因为它可以按照要求统一调整发射波束和接收波束的方向，保持波束指向目标。

然而，在进行目标跟踪的过程中，雷达需要不断识别目标，以及根据目标位置、速度等信息对波束进行控制，从而保持跟踪目标。

这就需要相位阵列雷达在信号处理方面有超越传统雷达的技术优势。

二、相位阵列雷达目标跟踪技术研究现状现阶段，相位阵列雷达已经在民用航空、军事领域等各个领域中得到了应用。

相位阵列雷达目标跟踪技术也随之而起，并在目标识别、目标跟踪算法等方面进行了持续的研究。

目标跟踪技术是相位阵列雷达的核心技术之一，从而更好的保证雷达的应用效果。

相位阵列雷达目标跟踪技术包含多种算法：卡尔曼滤波、最小平方预测滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波等。

不同的跟踪算法在不同的数据处理环境下都有着各种优劣，因此在应用过程中需要强调实际情况的参数和应用需求。

此外，目前还有一些新型的相位阵列雷达目标跟踪技术正在不断研究中，包括模糊度处理技术、双重跟踪、目标跟踪转单目标跟踪等。

这些新技术的研究，无疑有助于相位阵列雷达的目标跟踪技术得到更好的发展。

雷达组网系统多目标跟踪资源管理技术研究

雷达组网系统多目标跟踪资源管理技术研究随着国防科学技术的不断发展,相控阵雷达得到了普遍的应用。

与传统雷达相比,相控阵雷达波束指向灵活,能实现快速扫描,同时目标的容量大,可在空域内同时跟踪数百个目标,所以相控阵雷达组网系统能够对整个范围内进行跟踪定位。

雷达组网的优势在于三个方面:更宽广覆盖面、更强大的跟踪探测能力、更强的作战生存能力。

雷达组网系统中的雷达资源管理根据管理对象的不同,可以将雷达组网下的传感器资源管理分为微管理和宏管理。

所谓微管理,主要是指单个雷达根据本周期内的执行任务以及资源的约束,给出本雷达在下一个周期内的执行模式、执行间隔和执行任务。

宏管理是指从宏观角度管理相控阵雷达系统内的所有雷达,为每一个雷达制定下一周期的工作模式、工作序列等内容。

虽然相控阵雷达整体性能相对于传统雷达性能较高,但随着跟踪目标数目的增大,雷达资源的有效分配的难度增大。

在多雷达多目标的环境下,为了更好的发挥雷达组网的探测跟踪能力,本文针对雷达组网系统中雷达与目标之间的分配问题进行了研究,论文的主要工作内容总结如下:首先,从资源管理的模型结构出发,建立了雷达组网多目标跟踪资源管理框架。

其次,针对传统的基于协方差控制的多雷达多目标的分配算法中计算量大、耗时性大,响应性差的弊端,提出了一种基于跟踪目标个数和跟踪精度的多雷达多目标的启发式分配算法,该算法采用启发式算法,避免求解最优值,使计算量减小,同时保证尽可能跟踪较多的目标,并进行仿真分析。

然后,提出了一种基于跟踪连续性的多雷达多目标分配的整数规划算法,该算法将目标优先级、雷达优先级、相邻两时刻雷达-目标分配结果等因素融合为一个目标函数,在雷达组网系统的约束条件下,采用整数规划方法进行求解,并进行仿真分析。

最后,针对整数规划算法计算量大的劣势,提出了一种基于跟踪连续性的多雷达多目标分配的启发式算法,该算法依然依据目标、雷达优先级,通过依照上一周期的分配结果采用启发式做出此周期的分配,时效性强。

【doc】相控阵雷达中的TWS和TAS跟踪技术

相控阵雷达中的TWS和TAS跟踪技术第6期999年6月电子ACTAELECrRoNICASINICAⅥ27No6June1999【提要】本跟踪边搜索技术出了在相控阵雷性能进行了比较美键词:边阵雷达中的TWS和TAS跟踪技术,触躲'一,燮燮Track..While--ScanandTrack.-andSearch/ TrackingTechniquesinPhasedArrayRadarY atlgChenyang,MaoShiyi,LiShaohong (DepartmentofElectronicEngineering,BeijingUniversityofAeronautireandA~trotlflutic s.Bei)ing100083,PRChina)Abstract:Twotrackingte出n1queTrack—While-ScanandTmck-andSearcharestudiedfromtheaspectofbasiccon—ceptsandthepeancepredictioninthispaperThesimilaritiesanddifferencesofthesetwotechn iquesinphasedarrayradarandoftrack-while-scantechniqueinphasedarrayradarandmechanicalscanningradar Kl"ecompared111emethodstocalculatetheperf∞manceindexofthecwotechniquesinphasedarrayradarareproposed,includingaccuracy,tar getcapacity,utilizationrateof嘲1r船andreactiontime.Tperformanceofthe.twotechniques∞r力paredKeywords:Traek-while-scan,Track-and-search,Phasedarrayradar,Mechanicalscanningr adar一,目言技术综合性能的几个指标t提出了计算1和TAS跟踪技只术角观测精度,跟踪容量,资源利用率和反应时间的方法当利用传统的机械扫描雷达进行多目标跟踪时,可以采用边扫描边跟踪(1_S:Track-whlte-scan)技术对于相控阵雷达,由于其具有可以灵活分配雷达资源,波束能够无惯性地在任意时翔指向任意位置的特点.使之在进行多目标跟踪时,可以采用传统的1弋Ⅳs技术和边跟踪边搜索TAS方式能够充分发挥相控阵天线波束捷变所提供的巨大潜力,因此.对于相控阵雷达来说+典型的跟踪方式是TAs方式.但是,TAs是一种非常耗费雷达资源的工作方式因此,当雷达面对密集多目标环境时,可以利用TWS技术来弥补TAS的弱点…经过多年的实践.在机械扫描雷达TwS跟踪技术方面的应用和研究已经比较成熟【卜,但在相控阵雷达中TWS技术方面的研究还非常少,对于TAS技术的研究则主要集中在自适应变数据率算法方面5在相控阵雷达跟踪技术的性能预测方面,尚来看到公开发表的文献率文从基本概念和性能预测角度,对相控阵雷达的TWS和TAS跟踪技术进行了研究和比较.首先,比较了相控阵雷达中的1弋ⅣS和TAs技术,以及在机械扫描雷达和相控阵雷达中的TwS技术.而后,导出了评估多功能相控阵雷达跟踪19卯年12月收蛩1.1998年5月修改定穑二,Tv与TAS概念的比较1的含义是指通过搜索得到一帧的数据后.利用在这一帧中得到的所有观测数据进行数据处理,即进行数据的相关,互联,滤波,以完成多目标跟踪的任务.在TWS方式中,搜索占主导地位跟踪不额外占用雷达资源,而是利用搜索得到的信息来完成.TWS技术既可以用于机械扫描雷达,也可以用于相控阵雷达边跟踪边搜索(TAS)指的是跟踪与搜索交替进行或同时进行的跟踪方式.在TAS方式中,跟踪与搜索的波束完全独立,从而可对搜索和跟踪独立地进行最优设计跟踪不必等到搜索一帧结束后再进行,而是按照一定的数据率安排跟踪照射波束.跟踪主要利用跟踪波束得到的数据进行处理.在用TAs方式跟踪目标时,一般采用跟踪照射完毕立即进行数据处理的方法,因此这种方式要求算法具有更高的实时性在TAs中,跟踪占主导地位TAS技术只能用于相控阵雷达,因为它要求雷达具有波束捷变的能力.相控阵雷达既可以单独采用TWS或TAs跟踪方式.也可以采用二者同时进行的方式2电子1999正在机槭扫描雷达与相控阵雷达中应用TWS时,最大的不同来糠于其扫描方式的差异,从而引起了测角方法的不同. 机械扫描雷达中往往采用最大信号法测角而在相控阵雷达中,由于搜索一般采用离散扫描方式,一般只能采用最大波束指向法测角,使其在搜索时的角度测量有较大的量化误差,如果波位不能排列得非常密,则其测向精度将小于机械扫描雷达.这种量化误差的存在使得在相控阵雷达中利用丁ws技术进行多目标跟踪比机槭扫描雷达更为困难在相控阵雷达中利用s与TAS技术时.二者根本的区别在于TAS方式能够利用相控阵雷达波束捷变和能量可控的特点,而TWS方式则不能三,相控阵雷达中Tv和TAS方式的性能研究本文将对在相控阵雷达中TWS和TAS两种跟踪方式的主要性能:跟踪精度,跟踪容量和反应时间进行分析1.跟踪精度众所周知,跟踪精度主要受到测量精度和跟踪数据率的影响由于s和TAS的主要不同来源于测角方式的不同,所以下面只分析二者的测角精度(1)TWS的精度在相控阵雷达中,s一般采用最大波束指向法测角.当目标距离较远因而不必进行冗余点迹处理时,_rws的角测量误差为r0::J(日)?02(1)其中声(为检测出的点迹在角度上的概率分布密度若搜索波位采用典型的等边三角形交错排列,则当采用了冗余点迹预处理技术时,_rⅣs的平均角测量误差为: r—————一口w:√董P?口(2)其中Pr,1,2,3为被检测出的观测值落人渡位不重叠区及落人两个和三个相邻波位覆盖区域的概率,为落人无重复观测及只有两个和三个重复观测区域的观测量的平均角误差方差,它与波位间距,波束宽度击和信噪比SNR有关TWS的测量精度较低,只要渡位间距,波束宽度和信噪比一定.则其角测量精度不可控制,且存在很大的量化误差, 使滤波器难以滤除(2)TAS的精度当采用单脉冲技术测角时,若只考虑热噪声,蜊TAS的理想测角误差为:=0.53'日3m/4SNR(3J可见.TAS跟踪精度可以根据要求通过调节信噪比来进行自适应控制,而s则不行所以,当系统要求达到很高的跟踪精度时,应考虑采用TAS方式:若系统开始工作时采用的是S方式,则应把由1'wS建立的航迹转换为精密跟踪方式,即干lI用单脉冲方式测角,用与搜索波束独立的跟踪波束耐性能要求高的目标进行跟踪.2极限跟踪容量(1】33NS的跟跨容量对于Tws方式.由于利用的是搜索得到的信息,故只要计算机资源充足,能够检测出多少目标就能跟踪多少目标.即其最大跟踪目标数只受到计算机贷源的限制(2)全TAS的跟踪容量研究表明,垒TAS跟踪方式的极限跟踪容量不仅受到计算机资源的限制,还受到雷达时间和能量资源的约束l81.㈩～一等㈥N一=㈤其中:NN—d和N删d分别为在雷达资源约束,距离不模糊约束和计算机资源约束下的极限跟踪容量;y为与雷达系统参数有关的常数;亍嘲为最佳平均跟踪帧周期;为更新一个目标所需的最佳平均照射次数:SNRc,~最佳跟踪信噪此,最佳的含义是耀踪每条航迹所占用舶要的时间;为雷达非工作时间;DL为雷达长期占空比.同时由上述基本约束条件限制的极限跟踪容量为:～一=删n(Nm小N,N∞)(7)3资源利用率(1)TWS方式的资源利用率若相控阵雷达中只采用s跟踪技术,则雷达资源将全部用于搜索,即搜索贷源利用率为100%(2)TAS方式的资源利用率设截获概率为R,目标流强度为每秒进行个目标,搜索规定的空域共需要照射N毋个波束,从K>K帧开始,每秒有^删?个目标离开监视空域则可导出在TAS方式中搜索,截获和跟踪的资源利用率如下TAS搜索所占用的雷达时间和能量为:rrrs=/(8)犯..'/('J(9JTAS截获所占用的雷达时间和能量为:m'‰.TOTA/(10)犯'NAB.NPK~4仇')(11)TAS跟踪的资源利用率为:K"¨_PD.'….'H(1一Po,.)+～'∑?芦?…'TC)TT~'珥(1一')一..IT.TOTL'](12)衙.m.『～PD*1"=≠+''Ⅱ(1一'Pm.)+.'PcAK.+..号'尸卜妥第6期橱晨阳:相控阵雷达中的TWS和TAS跟踪技术3TTI/(D.?T)(13)』-一式中1D和TO'I',分剐为第K帧中截获和跟踪被束的平均驻留时间.为第帧进人空域的目标的跟踪帧周期,N为一次跟踪更新所需的照射渡束数,为搜索空域中所有波位的驻留时间之和N豫H为使跟踪滤波器达到稳定状态所需要的帧数.当用有限的雷达能量资源去跟踪以上计算出的,要求跟踪的大量目标时.如果雷达资糠饱和,则采用减步搜索所占资源的方法来解决,即增加搜索帧周期,直至各种功能所占用的所有时间和能量资源之和小于或等于l4反应时间本文研究的反应时间指雷达探测跟踪系统的反应时间,即从确认发现目标到建立稳定的跟踪航迹所需要的时间.这段时同实际上可以丹为三部分:从发现目标到能成功地截获目标时所需要的时间"r,当信噪比足够高至能成功地截获目标时截获或航迹起始过程所需要的时问tAB以及目标截获或航迹起始成功后得到稳定航迹所需要的时间tTRBf1】TWS的反应时间可计算TWS的反应时间为:T～一lABm(1一l/(PF—jgPD出)PDo/【(1gPFlgP~o)lgP])十(～1唧s+N再㈣)'丁(14j其中:为第K帧的搜索帧周期;N-/P.EB~.S为滤波器瞬态过程的帧数,与滤波帧周期有关;H心w;为用于航迹起始的帧数,与航迹起始算法有关;了为目标的到达时间;S,NRp为~对应于PrK:4的信噪比,由[4]的有关数据求得;PF为虚警概率.从式(I4)可见,FWS的反应时间与目标的到达时间,截获算法和搜索帧周期有关.目标的到达时间和搜索帧周期越长,截获算法越差,Tws的反应时间就越长f2)TAg的反应时间TAs进行航迹起始时,可以采用报警证实方法,利用系统能够提供的最高数据率,尽快起始成功.1s的反应时间为:T～1…IA(∞十tTRI~:+(11/"g一lgPf聃)】gPJ/【(1glgPD0)lg])+('+Nvv.b~,s)'T-ma(15)其中:为第一次检测到目标的时间,与搜索顺序和目标分布有关;丁,为证实和航违起始时的帧周期;丁豫8为用于建立稳定航迹的过渡过程的帧周期:!\rTRI~TA.q为过渡过程的照射次数滤波器瞬态过程持续的帧数与丁T瑚有关.m与Z4S方式中所采用截获算法有关从式(1S)可见,TAS的反应时间与目标的到选时间和截获算法有关,与没有显式的关系实际上,『F与有若,但T对T¨lAs的影响较小四,仿真研究1TW$和TAG角度观测误差设搜索渡位间距等于日圈l给出了由式(1～3)计算的1'ws和_rAS的归一化角观测误差其中曲线l和2分别为台并冗余观测时和经过正确冗泉观测合并后TWS的归一化角观测误差标准差坩和靠n/3出,曲线3为1的归一化角观测误差标准差从图1中可见,咖;/83出随着SNR的增加而增加.这是因为,随着SNR的提高,在平均一个波束内能够检测到目标的范围增加,由于采用最大波束指向法测角且不对冗余观测进行合并,所以使角观测误差增加当对相邻渡位得到的冗余观测进行了正确的台并后,角观测误差随SNR变化很小,误差标准差(曲线2)基本稳定在半功率波束宽度的l/3由于在SNR<l5dB时出现冗余观测的概率很小,故经过台并概率加权后,曲线2与不合并时的误差曲线l几乎相同.而曲线3表示的1AS的角观测误差则随着SNR的增加而迅速减小2.TWS和TAg的极限跟踪窖量日2给出了1s方式下的极跟跟踪容量其中曲线l23分别为在雷达资源,距离不横糊和计算机资源约束下的跟踪容量N小N和N慨3,曲线4为在所有基本约束下的极限跟踪容量N…仿真中的雷达参数为:1nH:r,发射机峰值功率100kW,系统损耗l0dB,工作波长3cra,天线增益44dB,方位角和俯仰角扫描范围分别为=45.和0.～60.,目标散射面积2长期和短期占空比分剐为5%和10%墓匪藿4电子1999年能够充分发挥相控阵雷达特点的截获算法通过调节报警证实一航迹起始三个阶段的参数,可以在更低的搜索信噪比条件下达到较高的正确截获概率,从而能够减小tAC裹1计算TAS反应时间的实验参数目标起伏模型f信SwerlingI10610—610SNRy:ST=SsSwerlingI10610一l0SNR~'4Rr=SNRs+3(BSwerbngⅡ106i06l0Isv=sT:ssS~ertingⅡl010—2l00lSNRv=SNRT=S.N~RsSwed~Ⅱ10610—610JssT=ss+6dB在下面的实验中,选择五种参数,如表I所示其中尸,尸,P盯,SNRs.SNq"v和srT分别为搜索,证实和航迹起始时采用的虚警概率和信噪比设航迹起始阶段的照射波束数和帧周期分别为『彻:2和Tl=0is,在达到稳定的航迹之前,滤波器瞬态过程的照射波束数的帧周期分别为N丁R日=20和TT:0.2sTz=/3.若发现目标时目标的距离为200kin.则可求出当目标速度和搜索帧周期不同时,TⅣS和TAS的反应时间丁4盯如表2所示TAS的反应时间SNRec;09IV=300m/sTs=5sV=600rn/sTq=5sV=300m/s了-s:10sdB1SACtAB￡TR日lIRKnZT￡l舳l￡TR日SRE~7tACSABr7船tRE4~ TWS119.2}52l550I11726115l50915230l呻182TWS:217.9I22050【721}20l5071240100142TAS:122.4l155024【1607902I4831570.24161TAS:221.3l1220.24l12662l0.2【466l240.24128TAS:326l2510.24l256127l0.214131253O.24257TAS423.5【1870.24l19194l0.2l4991890.24193TAS5211112024l11757l0.2l461l14024l18从表2可见:(0)TAs的反应时间并不像直观想象的那样总远远小于1wS.如果同样的目标都从远娃进人监视空域,1的反应时间可能长于TⅣS,因为TAS算法要达到较高的成功截获概率需要较高的信噪比,故从发现目标到成功截获之间的这段时间较长:(6)TⅣS和1lAs的反应时间不仅与所采用的航迹起始(或截获算法)有关,还与搜索帧周期和目标速度有关.搜索帧周期对TⅣS方式反应时间的影响很大,而对1As影响很小;(17)如果发现目标时,信噪比已经达到成功截获所要求的信噪比,如对于低空突防目标,则TAS 的反应时间将远远小于下.在以上实验中,假定了存在截获和跟踪波束时总的搜索帧周期等于只有搜索时的搜索帧周期这实际上相当于目标到达率较小的情况若目标到达率较高,则总的搜索帧周期将远远大于只有搜索时的帧周期,此时TⅣS方式的反应时间将更长五,小结用相控阵雷达跟踪多目标具有很多优点,可以通过灵活控制波束及波形参数来改善检测和跟踪性能1wS方式充分利用了搜索得到的信息,不额外占用雷达资源,给雷达造成的负担小,但其反应速度慢,跟踪精度低,快速反应能力和灵活性较差由于跟踪从属于搜索功能,所以无法通过自适应调节资源来达到高跟踪性能1方式跟踪精度高,可充分利用相控阵雷达的特点,对跟踪低空突防和高速飞行目标反应速度快但是,1方式的性能对资源占用率锟敏感,当要求同时跟踪的目标数很多时,1lAs方式将占用大量的雷返资源当考虑到跟踪容量时.若只要求对大量远距离目标时保持监视,没有更高的精度要求,则采用TⅣS方式比较合适因此,如果雷达的作用距离较远,需要跟踪的目标数较多,则可对远距离,低优先级目标采用1wS方式进行跟踪.而对近距离或机动或高优先级目标采用TAS方式进行跟踪如果目标数较少或雷达资源足够多,则最好采用TAS跟踪方式以保证达到较高的跟踪性能插晨阳1989年和1997年在北京航空航天大学分别获得硬士和博士学位1989年至今在该校电子工程系任教,现为副教授在信号趾理,雷选数据处理和相控阵雷选等领域从事研究工作毛士艺北京航空航天大学教授,博士生导师中国电子学会会士主要研究领域为高分辨卑雷达成象,弱信号检测,非高斯信号建模,信号分类,多传感器融台和多日标跟踪等参考文献1DR13illetter,MtdtiftmctionArrayRadar,ArtechHItNccwoM,.'vIA..19892SS131~kilqa/1Muh~TargetTrackingwithRadarA~lJcaticaas ArtechHouse,INC,Dedhara,19863YBarShalcm.Muhitarget—Mtdtiser~rTracking:Applicationsand AdⅡ,ArtechHouse,INC,BostonLondc~,19924FarirtaAandStudcrFA.RadarDataPmeessatg,19855YBarShalomMtdtitargetMultise~corTrackingandFllh.Turi~din1997NationalRadarConfeMay.1997(下转第8页)一●电子1999芷D定标车图3发射天线渡前及接收天线增益的变化四,结论本文分析了远场条件在散射计绝对定标中的作用.根据近场条件下散射计绝对定标的要求,提出了有效雷达散射截面的概念,使近,远场条件下的定标公式得以统一文中给出了实现近场条件下散射计绝对定标的方法,初步讨论了定标体选择和瞄准精度要求的问题.对四种雷达散射计定标的结果证明所给方法的有效性参考文献A.KFungCoherentScatteringofaSphericalWavefrom叽Irregu LarSudaoeIEEETrans.onAP.1983,30(1):68～72AKBhattachar:,Ta,High-FrequencyElectromagneticTechniques: RacemAdvancesandApplicationsJOHNWILEY&)NS.INC,1995:Chapter1一董癌龙1969年生1996年6月毕业于西安交通大学,莸工学博士学位.现为中科院空间中心博士后.主要研究趣为电磁理论,微波遥感,小渡变换及信号分析与处理等吴季1958年生研究员,1993年毕业于丹麦技术大学,获博士学位.现为中科院空同中心副主任,微波遥感研究室主任.主要研究兴趣为,徽嫒遥感,天线理论与设计,天线近场测量理论与技术,遥感器定标等.孙波中科院空问中心高级工程师主要研究方向为散渡散射计,散渡辐射计设计与研耐,遥感器定标等FT0,RKMooreAK.FungMRemoteSens—ing:vⅡAddison—WesleyPublishingCompany,1982:Cl'mpter10羹囊山中科院空间中心研究员.863航天领域空间科学与应用RGKouy~xrnjianandLPete~s,Jr,RangeRequisernetltinRadar专家组组长,国家重大航天工程多模卷遥感器分系统主任设计师主Crc~sSecticnMe~-urement.ProeIEEE,1965,53(8):920--928要研究方向为微波遥感,星载遥感器技术,微小卫星技术及应用等+(上接第4页)6橱晨阳,李少拱,毛士艺,张肇武相控阵雷达数据处理的预处理forPhasedArrayRadarJournalofElectrordas,Dec,1997算法电子,1998,39RADanaandD.MoraldaReliableSingleS~artTargetAcqtfisidcn7DKBanon,ModemRadarSystemAnnb'sis,ArtechH0,1988:UsingCorrelatedobsertb ∞.Proe0f1982lEEInt.RadarConf.,80～86Oct1982161～658ChenyangY ang,SMao,一gl』TheLimitTargetCa~city。