相控阵-MIMO模式雷达导引头模型及关键技术研究
第３３卷第３期 ２０１３年６月 弹箭与制导学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ，Ｒｏｃｋｅｔｓ，Ｍｉｓｓｉｌｅｓ ａｎｄ Ｇｕｉｄａｎｃｅ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ ２０１３
相控阵．ＭＩＭＯ模式雷达导引头模型及关键技术研究
姜永华，李敬军，翟龙军，但 波
（海军航空工程学院，山东烟台２６４００１） 摘要：分析了相控阵雷达导引头和集中式ＭＩＭＯ雷达两种技术优缺点的基础上，提出了一种基于全数字式 相控阵雷达导引头硬件结构且联合运用相控阵雷达技术和集中式ＭＩＭＯ雷达技术的新型雷达导引头。给出 了新型导引头可行的运用模式和结构模型，并对模型中的主要部分进行了分析，总结了新模式导引头的优点， 最后对新型导引头实现的关键技术进行了阐述。 关键词：相控阵；集中式ＭＩＭＯ；可行性；结构模型；关键技术 中图分类号：ＴＪ７６５．３３１ 文献标志码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐｈａｓｅｄ－ＭＩＭＯ Ｒａｄａｒ Ｓｅｅｋｅｒ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
ＪＩＡＮＧ Ｙｏｎｇｈｕａ，ＬＩ Ｊｉｎｇｊｕｎ，ＺＨＡＩ Ｌｏｎ￣ｕｎ，ＤＡＮ Ｂｏ （Ｎａｖａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｙａｎｔａｉ ２６４００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ ａｎｄ ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ ＭＩＭＯ ｒａｄａｒ，ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｕｌｌｙ ｄｉｇ— ｉｔａｌ ｈａｒｄｗａｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ，ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ａｔ ｌａｓｔ ａ ｓｉｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｎｅｗ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ；ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ ＭＩＭＯ；ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｏｄｅｌ；ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
Ｉ， 引置
随着精确制导武器的发展，对于其内部制导系统 的要求也越来越高。雷达导引头特别是相控阵雷达
导引头一直是制导系统的研究热点…，但是其也存在
着一定的缺陷，新体制雷达技术——ＭＩＭＯ雷达技术
的出现为提升雷达导引头的性能提供了可行的技术。
ＭＩＭＯ雷达具有形成虚拟接收阵列孔径；低截获
能力；高参数分辨性；多探测目标及高抗干扰性等优 点 。按照天线阵列的布局ＭＩＭＯ雷达分为两种
体制：分布式ＭＩＭＯ雷达和集中式ＭＩＭＯ雷达。分布
式ＭＩＭＯ雷达为了获得信号的空间分集增益采用非
常大的阵元间距；集中式ＭＩＭＯ雷达运用发射信号分
集的方式并且充分利用了信号间的相干增益，阵元间
距较小，可以运用类似相控阵的结构 来实现。如果 将ＭＩＭＯ雷达应用于导引头上，显然只能采用集中式
ＭＩＭＯ雷达。
１ 新型雷达导引头的可行性分析
１．１ 两种技术的优缺点
相控阵雷达导引头具有自适应性强、反应能力 快、精度高、探测距离远、探测目标多、抗干扰性和可
靠性高等诸多优点。
相控阵雷达为了满足提高数据率、增强抗干扰能
力以及多目标探测的需求，需形成多波束，形成多波
束的方法有串行多波束和并行多波束两种 。如果
采用串行多波束方法，其搜索时间并没有实质性的降
低，而采用并行多波束的方法，一般要采用宽带模式，
这必然要增大设备量和成本，与导引头体积小、重量
轻及尽量降低成本等要求相悖。
集中式ＭＩＭＯ雷达不光具有相控阵雷达的优点，
在虚拟孑Ｌ径、参数识辨能力和可靠性等方面还具有优
势 。采用相控阵结构的集中式ＭＩＭＯ雷达，若采
用正交多相编码的发射信号，可以轻易实现窄带并行
多波束，这样就同时解决了并行多波束和工程实现上
的限制，且由于正交多相编码的运用，使它在窄带基
础上实现了宽带雷达所具有的功能。 由于集中式ＭＩＭＯ雷达的发射波束不能在空间
同相叠加形成类似于相控阵技术产生的窄波束，而是
形成了覆盖整个空域的宽波束，虽然这样其探测范围
更宽广，但是其发射功率也就比使用同样阵列的相控
阵雷达要低，其探测距离要相应的变短，这也就限制
收稿日期：２０１２—１１—１９ 作者简介：姜永华（１９５７一），男，黑龙江绥化人，教授，博士生导师，硕士，研究方向：精确制导技术。
・４２・ 弹箭与制导学报 第３３卷
了集中式ＭＩＭＯ雷达应用范围。 １．２新型导引头的运用模式
综合考虑相控阵技术和集中式ＭＩＭＯ技术的优
缺点，拟在同一导引头中联合运用两种技术，实现两 者的互补，在导弹的自导阶段实现更优的性能。具体
的运用模式为：
１）为了达到体积、重量等的要求，计划采用毫米
波信号作为发射信号，为了相控阵技术和ＭＩＭＯ技术
的综合运用，系统结构采用全数字式相控阵雷达的硬
件结构。
２）当导弹距离目标较远时，利用相控阵雷达探测
距离远的优势，运用相控阵技术对目标进行探测、跟
踪等动作。 ３）当目标距离较近时，运用集中式ＭＩＭＯ雷达技
术对目标进行探测、跟踪与定位。技术运用变换的距
离点（或时间点），应根据信号的脉宽、重频周期、发 射功率及系统要求的响应时间等具体情况来合理
设定。 ４）为了在窄带信号上实现宽带雷达所具有的功
能ｉ在运用集中式ＭＩＭＯ技术时发射波形优先采用正
交多相编码体制。
，５）目标的极化信息对于目标的识别有着非常重
要的作用，这是不能够忽视的，所以在设计两种模式
的发射信号和接收信息的提取时，要考虑在内。
２ 新型雷达导引头的结构模型和优点
为了导引头在相同的结构中同时实现相控阵技 术和ＭＩＭＯ技术，且满足工程上的限制，设计了如图１
所示的全数字式结构，主要由天线阵列、Ｔ／Ｒ收发组
件、发射机、接收机、主控计算机等部分组成。天线阵
面（假设有 根天线）分为若干子阵（如 （１≤Ｌ≤
）个子阵），子阵间允许重叠，天线子阵后面接 个
Ｔ／Ｒ组件，Ｔ／Ｒ组件后面为相应的发射和接收处理，
整个发射／接收过程一直由主控计算机进行控制，并 进行幅相检测和资源的调度。
２．１天线阵列的配置
天线的布阵方式可以采用平面阵或共形阵等形
式。对于天线方案的选择主要根据系统要求的雷达
观察目标的能力、天线副瓣的要求、雷达测角方法、天
线相位控制扫描的范围、极化信息的提取、雷达隐身
性能等指标来进行选择。
最优的选择是共形阵列，具体选用何种阵面，还
要考虑实际工程的需要。 图】 相控阵一ＭＩＭＯ模式雷达导引头系统结构 ２．２ Ｔ／Ｒ组件的构造
典型的有源相控阵雷达系统的天线阵元数量庞 大，要解决安装在导弹上的体积、重量和散热等问题
几乎是不可能的。为了解决这些实际问题，一般的方 法是采用一个天线子阵对应一个Ｔ／Ｒ组件的体系，
若干个天线子阵再构成整个阵列。方案中综合考虑
各方面因素，决定采用上述全数字子阵式Ｔ／Ｒ结构， 其结构如图２所示。
： ：；＼
匕 Ｌ＝ 开关１．１ ｒ一
下变频Ｉ低噪声放大ｌ限幅器
图２ Ｔ／Ｒ组件结构 Ｔ／Ｒ组件包括发射支路、接收支路及控制部分， 发射支路对视频信号进行上变频、高功率放大和滤波
电路，滤波器的作用是抑制对其它装置造成干扰的频
谱分量及高次谐波；接收支路中包括限幅器、低噪声
放大器和衰减器。极化开关用于发射信号是分时极 化信号时提供天线选择的设置。必要时可以在极化
天线前段再加一个波束校正网络用以校正波束的幅
相信息。
２．３发射部分的构成 发射部分采用全数字结构， 个子阵发射机由
ＤＤＳ实现。当雷达主脉冲信号（即雷达的调制信号）
来临时，利用ＤＤＳ技术产生发射波束所必需的幅度、
相位信息，由此产生调制信号以及上变频所需的本振
信号（在接收状态时也使用同样的本振信号进行下变
频），子阵发射机输出的信号经过波束形成网络送往 第３期 姜永华等：相控阵一ＭＩＭＯ模式雷达导引头模型及关键技术研究 ・４３・
Ｔ／Ｒ组件。发射波束形成网络的功能是形成子阵中
各天线单元所需的幅相对应的发射信号，其结构如图 １所示的发射部分。全数字式发射结构具有以下 优点： 发射波束的副瓣更低，波束的控制更为灵活且扫 描速度更快，波束的幅度和相位连续精确可调，幅相 校正只需通过改变模块中的ＤＤＳ控制字就可实现，
对于宽脉冲信号而言，发射波束形成技术可以通过时 钟信号的控制来克服孔径的渡越时间以实现精确的 延时。 ’ ２．４接收部分的构成
经过下变频后的接收信号进入接收部分进行相 应的处理，其结构如图１所示的接收部分。由文献 ［５］等可知，由于波束形成和匹配滤波先后顺序的不 同，对于系统实现的难度和资源占用的多少有很大的 关系，在这里选用先接收波束形成再进行联合匹配滤 波与等效发射波束形成的模式。由于进行的是匹配
滤波和等效发射波束形成的联合处理，所以其匹配滤 波器的数量要减少许多，大大降低了系统实现的难度 和资源量。在联合匹配滤波和等效发射波束形成之
后，信号进入多通道高速信号处理机，对信号进行必 要的检测、估计等操作。
整个的发射／接收过程是在主控计算机的控制下 进行的，由于采用全数字式结构，并进行二维扫描，其 处理的数据量是十分庞大的，这就要求信号处理机的 速度要快，并且需要配置大容量的存储器。 ２．５新型导引头的优点 采用上述结构的新型雷达导引头与相控阵雷达 导引头相比，具有如下优点：
１）更大的等效天线接收孔径； ２）相控阵和集中式ＭＩＭＯ两种技术的灵活运用， 新型导引头既有探测距离的优势，又有探测时间的 缩短； ３）对于相控阵模式来说采用极化相位编码的发 射信号，可获得更多的目标信息，对于ＭＩＭＯ模式来 说还获得了更宽广的探测范围；
４）对于ＭＩＭＯ模式来说，采用正交多相编码信 号，可以在窄带信号的基础上实现宽带的功能； ５）共形天线的运用，可获得更好的隐身性能；
６）更好的抗干扰性能和低截获率。
３ 新型雷达导引头的关键技术
３．１ 新型雷达导引头的硬件结构
相控阵一ＭＩＭＯ模式雷达导引头是在相控阵雷达 的硬件结构上实现的，所以其实现难度与相控阵雷达
导引头的难度是一样的，主要存在天线阵列的设计、 Ｔ／Ｒ组件的研制、扰动去耦及天线阵列的热设计等问 题，文献［１］等已作讨论，这里不做分析。 ３．２新型雷达导引头的调度策略
目前提出的调度策略大多是基于时间规划或能 量分配的自适应调度策略 ｏ ，考虑了任务的优先级、
时间的规划、工作模式的调配、功率的分配等问题。 对于相控阵．ＭＩＭＯ模式雷达导引头来说，不光要考虑 模式内的调度策略，还应考虑模式间的调度策略。
对于模式内的调度，应立足于现有的调度策略研 究适合新体制导引头的调度策略，合理分配好模式内 的时间资源和功率资源，合理确定任务的优先级，选
单基地MIMO雷达中相干目标的波达角和多普勒频率快速联合估计算法
单基地MIMO雷达中相干目标的波达角和多普勒频率快速联合估计算法
曹仁政;张小飞
【摘 要】针对单基地MIMO中相干目标的波达角(Direction-of-arrival,DOA)和多普勒频率联合估计问题,提出了一种降维-前向平滑-传播算子算法(Reduced
dimension-forward spatial smoothing-propagator method,RD-FSS-PM).该算法首先通过对接收信号进行降维变换以降低复杂度,继而利用前向平滑技术(Forward spatial smoothing,FSS)实现解相干,最后通过传播算子算法(Propagator method,PM)实现了对相干目标的波达角和多普勒频率联合估计,且无需额外配对.与传统的FSS-PM算法相比,所提算法波达角估计性能提升,多普勒频率估计性能接近而复杂度大大降低.本文同时分析了算法的理论均方误差(Mean
squared error,MSE)和单基地MIMO雷达中波达角和多普勒频率联合估计问题的克拉美罗界(Cramer-Rao bound,CRB).最后提供了详尽的仿真实验以验证算法的性能.
【期刊名称】《数据采集与处理》
【年(卷),期】2018(033)005
【总页数】11页(P826-836)
【关键词】多输入多输出雷达;相干目标;波达角估计;多普勒频率估计;传播算子算法;空间平滑
【作 者】曹仁政;张小飞 【作者单位】中国电子科技集团有限公司第二十八研究所,南京,210007;南京航空航天大学电子信息工程学院,南京,211106;南京航空航天大学电子信息工程学院,南京,211106
【正文语种】中 文
【中图分类】TN95
引 言
多输入多输出（Multiple-input multiple-output，MIMO）雷达的相关研究已成为学术界关注的重点。该种体制的雷达在发射和接收两端均配备多根天线用于发射和接收信号，相比于传统体制雷达，其自由度大幅提高，在抗干扰性能、参数估计准确度、空间分辨率等方面有显著提升［1-4］。
微波新技术在现代相控阵雷达中的应用分析
微波新技术在现代相控阵雷达中的应用分析
孟凡伟
【摘 要】随着应用需求的不断变化和发展，相控阵雷达朝着超宽带、多功能、高性能和高集成的方向发展，微波通讯技术作为雷达系统中的重要通讯方式，对于雷达的灵敏度影响较大。雷达系统中的火控、指导和侦察功能，都需要依托微波技术来实现。除此之外，新技术的发展改变了传统相控阵雷达的单通道信号传递方式，实现了多通道通讯，显著增强了雷达信号维度。新型的微波技术视角覆盖的范围更广，通道构成的类型更加多样化。文章从现代相位控阵雷达技术特点展开讨论，提出几点有利于增强雷达技术在领域内的应用效果的可行性措施。%With the
constant change and development of application requirements, phased
array radar in ultra-wideband, multi-function, high performance and high
integration in the direction of the development of microwave
communication technology as an important communication methods in
radar system, for greater effects on the sensitivity of the radar. The fire
control radar system, guide and reconnaissance capabilities, needs to be
based on microwave technology to realize. In addition, the development of
new technology has changed the traditional single channel of phased array
雷达工作原理及相控阵雷达工作原理
精心整理 雷达的工作原理
雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2 其中S为目标距离，T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间，C为光速 雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。 测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理：当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。 雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。 其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积，并与目标本身反射雷达电磁波的能力（雷达散射截面积的大小）等因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角及方位角范围确定的区域。 雷达的技术指标与参数很多，而且与雷达的体制有关，这里仅仅讨论那些与电子对抗关系密切的主要参数。 根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期（脉冲重复频率）、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率。 雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述，波束越窄，天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中，雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内，在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中，我们常常形象地把主波束称为主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间，需要通过天线的机械转动或电子控制，使雷达波束在探测区域内扫描。 概括起来，雷达的技术参数主要包括工作频率（波长）、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的，因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如，为提高远距离发现目标能力，预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率，而机载雷达则为减小体积、重量等目的，使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明，如果知道了雷达的技术参数，就可在一定程度上识别出雷达的种类。 雷达的用途广泛，种类繁多，分类的方法也非常复杂。
有源相控阵末制导导引头干扰技术
有源相控阵末制导导引头干扰技术
杨爱平,刘 军,陈 勇(中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101)
摘要:相控阵末制导导引头是目前最前沿的雷达导引头之一。介绍了相控阵末制导导引头的信号特点,论述了前沿复制干扰、卷积调制干扰技术。仿真结果表明卷积干扰能够对相控阵末制导导引头形成有效干扰。最后提出了对相控阵末制导导引头自适应干扰的方案。关键词:相控阵;导引头;自适应干扰;卷积干扰中图分类号:TN972 文献标识码:A 文章编号:CN32-1413(2018)04-0015-03DOI:10.16426/ki.jcdzdk.2018.04.004
JammingTechnologiesofActivePhasedArrayTerminalGuidanceSeeker
YANGAi-ping,LIUJun,CHENYong
(The723InstituteofCSIC,Yangzhou225101,China)
Abstract:Thephasedarrayterminalguidanceseekerisoneofthemostadvancedradarseekersat
present.Thispaperintroducesthesignalcharacteristicsofphasedarrayterminalguidanceseeker,
discussesthejammingtechnologiesoffrontcopyandconvolutionmodulation.Thesimulation
resultsshowthattheconvolutionjammingcanimplementeffectivejammingtophasedarraytermi-
nalguidanceseeker.Finallytheschemetojamthephasedarrayterminalguidanceseekeradaptivelyispresented.
双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度无模糊估计方法
双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度无模糊估计方法
赵智昊;王志民;孙扬
【摘 要】在传统的相控阵雷达中,由于受到脉冲重复周期(PRF)的限制,距离估计精度和速度估计精度往往难以同时得到提高.该文将频控阵(FDA)和双基地多输入多输出(MIMO)雷达相结合,提出了一种基于双基地FDA-MIMO雷达的角度、距离及速度联合估计方法.文章首先利用FDA技术,使得雷达的发射矢量中包含目标的角度、距离甚至速度信息.然后提出了基于子阵的波形设计和解耦合算法以对发射矢量中距离-速度进行解耦合处理,并利用传统的子空间类算法对目标的发射角(DOD)、接收角(DOA)、距离和速度进行估计,最后文章提出了基于FDA的解模糊方法以解决距离和速度模糊问题.另外,该文推导了该方法下参数估计的克拉美罗界(CRB)并分析了其性能.仿真结果验证了所提出方法的能够对目标的角度、距离和速度进行无模糊的联合估计.%It is known that velocity estimation ambiguities can be
eliminated and range estimation ambiguities may appear with high pulse
repetition frequency (PRF) in traditional phased-array (PA) radar.In this
paper,a joint unambiguous angle,range and velocity estimation method is
proposed for bi-static Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO) radar with
frequency diverse array (FDA).First,with the FDA,the transmit steering
远程预警相控阵雷达跟踪模型研究
总第２００期 ２０１１年第２期 舰船电子工程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．２ ５３
远程预警相控阵雷达跟踪模型研究
秦义” 李俊林 ’李争” 张鑫” （空军雷达学院研究生管理大队” 武汉４３００１９）（空军雷达学院预警监视指挥系 武汉４３００１９）
摘要利用多目标跟踪检测的工作原理和边跟踪边搜索（ＴＡＳ）的工作方式与远程相控阵预警雷达相结合的方式，建 立了远程预警相控阵雷达的跟踪模型。并对模型扫描跟踪的每阶段资源的需求问题进行了合理解决。 关键词远程预警相控阵雷达；多目标跟踪；边扫描边跟踪；资源调配 中图分类号ＴＮ９５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ
Ｅａｒｌｙ Ｗａｒｎｉｎｇ Ｐｈａｓｅｄ－Ａｒｒａｙ Ｒａｄａｒ
Ｑｉｎ Ｙｉ ’Ｌｉ Ｊｕｎｌｉｎ Ｌｉ Ｚｈｅｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｘｉｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＡＦＲＡ”，Ｗｕｈａｎ ４３００１９） （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅａｒｌｙ Ｗａｒｎｉｎｇ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｃｏｍｍａｎｄ，ＡＦＲＡ ，Ｗｕｈａｎ ４３００１９）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｙ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｅ ｌｏｎｇ ｒａｎｇｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｐｈａｓｅｄ－ａｒｒａｙ ｒａｄａｒ ｗｉｔｈ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔａｒｇｅｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＴＡＳ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｕｉｌｄ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｒａｎｇｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｐｈａｓｅｄ－ａｒｒａｙ ｒａｄａｒ．Ａｎｄ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅ，ｗｈｉｃｈ ａｐｐｅａｒ ｉｎ ｅｖｅｒｙ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｎ ｓｃａｎｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｒａｃｋｉｎｇ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｌｏｎｇ－ｒａｎｇｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｐｈａｓｅｄ—ａｒｒａｙ ｒａｄａｒ，ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇ，ｔｒａｃｋ ａｎｄ—ｓｅａｒｃｈ，ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａ— ｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＮ９５
相控阵导引头微带天线阵设计及单元功率容量计算
第３ｏ卷第６期 ２０１０年１２月 弹箭与制导学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＰｒｏｊｅｃｔｉｌｅＳ，Ｒｏｃｋｅｔｓ，Ｍｉｓｓｉｌｅｓ ａｎｄ Ｇｕｉｄａｎｃｅ Ｖｏ１．３Ｏ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ ２Ｏ１Ｏ
相控阵导引头微带天线阵设计及单元功率容量计算
郝 媛，潘英锋，唐志凯
（空军雷达学院，武汉４３００１９）
摘 要：文中重点研究了微带天线的功率容量能否满足相控阵导引头的要求。首先，根据课题需要进行了相 控阵导引头天线阵的总体设计；然后，根据典型参数和需要的探测距离，计算出导引头天线阵中每个单元的发 射功率；接着，对矩形微带天线的功率容量进行了研究，并给出了矩形微带天线功率容量随关键参数变化的曲 线，该曲线对于矩形微带天线的设计具有参考价值，研究结果表明微带天线的功率容量可以满足相控阵导引 头的应用要求。 关键词：相控阵；导引头；相控阵导引头；功率容量
中图分类号：ＴＪ７６５．３ 文献标志码：Ａ
Ａｒｒａｙ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｅｌｅｍｅｎｔ’Ｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ
Ｈｏｍｉｎｇ Ｓｅｅｋｅｒ’Ｓ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ
ＨＡ（）Ｙｕａｎ．ＰＡＮ Ｙｉｎｇｆｅｎｇ。ＴＡＮＧ Ｚｈｉｋａｉ
（Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｒａｄａｒ Ａｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００１９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｔｈｅｒ ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ａｎｔｅｎｎａ’Ｓ ｐｏｗｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｈｏｍｉｎｇ ｓｅｅｋｅｒ’Ｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，
ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ ｕｓｅｄ ｂｙ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｈｏｍｉｎｇ ｓｅｅｋｅｒ ｗａｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅｎ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｅａｃｈ ｕｎｉｔ ｏｆ ｓｅｅｋｅｒ’Ｓ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｔｙｐｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ；Ａｆｔｅｒ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｒｅｃ—
相控阵天线集成技术_彭祥龙
微波学报2010年8月
相控阵天线集成技术
彭祥龙 ( 西南电子技术研究所 成都 610036 )
摘 要：低成本、更高频段与可扩展是推动相控阵天线集成技术发展的主要动力。本文综述了砖块式与瓦片式两种相控阵天线集成阵列结构，以及多功能芯片与射频晶圆集成技术的发展，指出开发多功能芯片是当前发展毫米波相控阵天线的重要途径。 关键词：相控阵天线，低成本，集成技术，多功能芯片，毫米波 Phased Array Antennas Integration Technology PENG Xiang-long （Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu 610036） Abstract：Low-cost，higher frequency and scalability are the main impetuses to the development of phased array antennas integration technology. In this paper, the progresses in architecture of phased array antennas (brick-type and tile-type building blocks) and RF circuit integration technology (chips with multi-function and RF-wafer scale integration) are reviewed. Finally, it is pointed out that development of chips performing multi-function is an important way to develop millimeter-wave phased array antennas. Key words：Phased array antennas, low cost, integration technology, multi-function chips, millimeter-wave 引 言 随着微电子与计算机技术的发展，相控阵系统逐渐应用于战术层面，如战斗机、直升机、无人机、
毫米波宽带相控阵导引头关键技术综述
２０１３年６月 第３３卷第３期 宇航计测技术 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｊｕｎ．，２０１３ Ｖｏ１．３３．Ｎｏ．３
文章编号：１０００—７２０２（２０１３）０３—０００７—０４ 中图分类号：ＴＪ７６５．３３１
毫米波宽带相控阵导引头关键技术综述
王 炼 董胜波 王秀君 易晓丽
（１．北京遥感设备研究所，北京１００８５４； ２．中国电子科技集团公司第二十九研究所，四川成都６１００３６； ３．北京无线电测量研究所，北京１０００３９） 文献标识码：Ａ
摘要 毫米波宽带相控阵导引头技术是目前世界各国的研究热点。其威慑力决定于它的“快、远、 精、多”能力，即快速性、远距探测能力、精度和多目标能力。毫米波宽带相控阵导引头采用电扫描技术，具备 快速性；采用毫米波宽带成像技术，能对目标进行准确跟踪拦截，实现精确制导；采用有源阵列天线技术，可 以得到较大的合成功率，增加导引头的远距离探测能力；快速灵活的波束控制使得导引头具有检测与跟踪多 目标的优势。在分析了毫米波宽带相控阵导引头技术研究现状和基本特点及优势的基础上，主要对有源阵 列天线技术、宽带毫米波成像技术、空时自适应处理技术及多目标检测与跟踪技术等毫米波宽带相控阵导引 头的关键技术进行了初步探讨。 关键词 毫米波宽带成像相控阵导引头 白适应波束形成多目标检测与跟踪
Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＭＭＷ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｐｈａｓｅｄ
Ａｒｒａｙ Ｓｅｅｋｅｒ
ＷＡＮＧ Ｌｉａｎ ＤＯＮＧ Ｓｈｅｎｇ．ｂｏ ＷＡＮＧ Ｘｉｕ－ｊｕｎ ＹＩ Ｘｉａｏ．１ｉ （１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｂｅｒｉｎｇ １００８５４； ２．Ｃｈｉｎａ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｇｒｏｕｐ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｎｏ．２９ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００３６； ３．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３９）
相控阵雷达导引头总体技术研究
兵工自动化 ２００７年第２６卷第１期 武器装置目动化 Ａｒｍａｍｅｎｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ０．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ２００７，Ｖｌ０１．２６，Ｎｏ．１ 文章编号：１００６—１５７６（２００７）０１—０００３—０２ 相控阵雷达导引头总体技术研究 李秋生 （赣南师范学院物理与电子信息学院，江西赣州３４１０００） 摘要：相控阵雷达导引头具有波束扫描灵活、空间功率和时间资源分配可控等优点，具有有源，无源相控阵列组 成形式。前者每个天线单元用１个接收机和发射功率放大器，后者共用１个或几个发射机和接收机，采用时需综合 考虑。有源相控阵雷达导引头的组成有相控阵天线、波束控制计算机、Ｔ／Ｒ组件、激励器、功率分配器、波束形成 网络、接收机、信号处理、数据处理、中央控制计算机等部分。 关键词：相控阵；雷达导引头；总体技术 中图分类号：ＴＪ７６５、３３ｌ 文献标识码：Ａ Ｔｏｔａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ Ｒａｄａｒ Ｓｅｅｋｅｒ ＬＩ Ｑｉｕ—ｓｈｅｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ＆Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｇａｎｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇａｎｚｈｏｕ ３４１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ（ＰＡＲＳ）ｈａｓ ｓｏｍｅ ｍｅｒｉｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｇｉｌｅ ｂｅａｍ ｓｃａｎｎｉｎｇ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｗｅｒ＆ｔｉｍｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｉｔｓ ｍａｋｅｕｐ ｈａｓ ｔＷＯ ｆｏｒｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｃｔｉｖｅ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｄ ｐａｓｓｉｖｅ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ．Ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｅｖｅｒｙ ａｎｔｅｎｎａ ｕｎｉｔ ｈａｓ ａ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ａｎｄ ａ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｌｌ ａｎｔｅｎｎａ ｕｎｉｔｓ ｓｈａｒｅ ｏｎｅ ｏｒ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｎｅｅｄｅｄ ｗｈｅｎ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｃｈｅｍａ、Ａｃｔｉｖｅ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ ｉｓ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ，ｂｅａｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｔ／Ｒ ｍｏｄｕｌｅ， ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒ，ｐｏｗｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ，ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｅｎｔｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｅｔｃ、 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ；Ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ；Ｔｏｔａｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ０ 引言 相控阵雷达导引头具有灵活波束指向、可控空 间功率及时间资源分配等特点。目前，国外在反导 导弹的厘米／毫米波段雷达导引头中引入了该技术， 而国内目前尚无科研单位进行研制。 ｌ总体方案选择 系统组成：采用移相器控制波束的发射和接 收。含：①有源相控阵列，每根天线单元用接收机 和发射功率放大器；②无源相控阵列，共用１个或 几个发射机和接收机，其性能与采用阵元密切相 关。方案考虑：①无源条件下集中式发射机能否 满足导引头对发射信号平均功率要求，若达不到， 应采用有源分布式发射机；②发射馈线损耗及网 络承受功率能力；③弹载下，发射机增益大小、 带宽、效率、调制方式、相位灵敏度、电源要求、 可靠性、成本、体积和重量等。 ２ 基本组成 以有源相控阵方案为例，其组成可分为相控阵 天线、波束控制计算机、Ｔ／Ｒ组件、激励器、功率 分配器、波束形成网络、接收机、信号处理、数据 处理、中央控制计算机等部分，如图１。 收多 束形 网络 至． 王．工ｋＳ ±譬 盆坠墨Ｉ ｌ 相坚型１医束蝗 １ Ｌ 百 丽 圆 圈 圈 回 回