[發明專利]基于目標運動匹配的智能雷達

有效

• 申請號: 201510014628.1
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104597440B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 錢衛平;張艷;金勝;郭軍海;郭永強
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G01S13/50
• 分類號: G01S13/50;G01S13/66
• 代理公司: 北京市維詩律師事務所11393
• 代理人: 楊安進

技術領域

本發明涉及雷達測量領域，具體特別涉及一種基于目標運動匹配的智能雷達。

背景技術

地基脈沖測量雷達是航天測控和裝備試驗的主要裝備，系統的基本組成包括天饋線、天線座與角伺服、發射機、接收機、頻率源、信號處理、測距測速分系統，可實現對飛行器目標的連讀跟蹤和其空間位置包括距離，方位角，俯仰角及徑向速度的測量。雷達發射機接收來自頻率源分系統的激勵波形信號和定時信號，產生高功率電磁波，通過天饋線向空間輻射，經目標后射后的回波經空間傳輸被雷達天線接收，射頻回波信號經過下變頻、濾波、放大處理變換到中頻進行模數轉換，送信號處理與測距測速分系統在數字域完成濾波檢測、參數測量與跟蹤回路閉合。模擬信號在下變頻、濾波、放大處理過程不可避免的會引入諧波、交調、互調等干擾，導致模擬處理過程對信號的惡化，對會對雷達的測量精度造成影響。

雷達發射信號的波形參數，如脈寬、帶寬、基帶調制方式和重復頻率等一般是預設好的，動目標檢測(Moving Target Indication，MTI)雷達可在常規波形和動目標檢測波形進行切換以適應低仰角跟蹤時的地物雜波抑制，現代先進相控陣雷達系統的波形參數可根據目標位置，主要是距離的變化，進行調整以實現資源調度的最優化，但這些調整都是根據預先設定的判斷條件進行的，不能自適應地根據目標運動狀態和環境的變化進行發射信號的實時調整。同時，雷達系統對回波信號的接收處理普遍采用基于輸出信噪比最大的匹配濾波理論，工程上，為了便于實現，通常以發射波形作為參考來設計接收機濾波器。但雷達信號從發射到再次被雷達接收，存在從雷達到目標再經由目標反射回雷達傳輸時延，同時，目標的運動還會對入射的雷達波形產生幅度或頻率的調制。根據匹配濾波器的性質，其對波形相同而幅度不同的時延信號具有適應性，而對于頻移信號不具適應性。因此，目標運動會產生回波信號與接收機濾波器的失配，造成信噪比的損失，影響對目標檢測和估計的精度。目前，雷達系統中一般都采用發射波形預失真或對回波信號進行補償方法來減小失配，但要設計與回波信號嚴格匹配的濾波器，需要對目標運動狀態的精確感知，并建立目標運動參數與反射信號波形參數間的映射關系，其中涉及復雜的數學建模與計算，因此長期以來基于目標運動的精確匹配濾波無法在雷達系統真正實現。隨著雷達在高精度測量領域應用需求的增強，這種傳統方案的脈沖測量雷達已經很難滿足厘米級測距、測速精度的測量要求，尤其是對高動態目標的匹配和高精度測量。

發明內容

有鑒于上述現有技術所存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于目標運動匹配的智能雷達，針對傳統脈沖測量雷達設計中存在的不足，以全數字結構框架為基礎，以目標運動狀態感知與模型參數匹配為核心，通過自適應調整控制發射波形、匹配濾波模型和相應的信息處理方法，獲得最佳的目標檢測性能和關于目標運動參數的最優估計，實現雷達系統的高靈敏檢測跟蹤和高精度測量。

為了實現上述目的，依據本發明提出的一種基于目標運動匹配的智能雷達，其特征在于所述智能雷達包括以下系統：發射機分系統，分別與任意波形產生分系統、跟蹤控制分系統、天饋線分系統連接；任意波形產生分系統，還分別與模型匹配控制分系統、頻率源分系統、數字接收與高速采集分系統、跟蹤控制分系統連接；模型匹配控制分系統，所述模型匹配控制分系統還與綜合信息處理分系統連接；頻率源分系統，還分別于數字接收與高速采集分系統、跟蹤控制分系統連接；天饋線分系統，還分別與數字接收與高速采集分系統、天線座與角伺服分系統連接；數字接收與高速采集分系統，還分別與綜合信息處理分系統、跟蹤控制分系統連接；綜合信息處理分系統，還分別與天線座與角伺服分系統、跟蹤控制分系統連接；天線座與角伺服分系統，天線座與角伺服分系統還與跟蹤控制分系統連接，以及跟蹤控制分系統。本發明還可以采用以下技術措施進一步實現。