複雜地形下米波測高技術研究

《複雜地形下米波測高技術研究》是依託西安電子科技大學，由董玫擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜地形下米波測高技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：董玫
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

米波雷達由於具有反隱身和反輻射飛彈的優良性能，重新引起雷達界的高度重視，開發具備測高能力的米波三坐標（距離、方位、俯仰）雷達是當今雷達界的共識。目前在米波測高技術中，對多徑信號的建模是建立在平坦反射麵條件下的鏡面散射模型，然而在實際環境中，反射面情況是複雜的，因此有必要合理建模。本項目擬研究在複雜地形下的米波測高技術，利用散射中心的思想對反射面的電磁散射特性進行研究，從而對多徑信號進行合理地數學表征，進而研究米波段下低角跟蹤算法，為複雜環境下的信源定位問題提供關鍵技術。

結題摘要

米波雷達是遠程預警反隱身的重要裝備，米波測高技術是米波三坐標雷達的關鍵技術。本項目針對複雜地形下的米波測高問題進行研究，將粗糙面電磁散射仿真、基於稀疏重構的信號處理理論以及凸最佳化算法結合，研究了多徑信號的數學表征，米波段下低角跟蹤算法。該項目共發表學術論文6篇，其中SCI檢索2篇，EI檢索4篇；申請發明專利2項；參加國際學術會議1人次；培養碩士生3名。取得的主要學術成果如下：（1）利用3D造型軟體Rhinoceros，在已知數字高程圖或一定分布規律的條件下，對典型地形進行表征，然後利用電磁仿真軟體對造型軟體生成的地形數據進行電磁散射特性仿真。仿真結果表明，在無明顯障礙物及大尺度起伏的情況下，雷達低角度前向散射RCS總體上比後向散射RCS大的多。這說明利用散射中心思想對粗糙面進行建模進而對多徑信號進行數字表征是可行的。（2）研究複雜反射面下的波達方向估計問題。本項目採用穩健的自適應波束形成算法抑制多徑干擾信號，針對運動場景下，積累快拍數有限，主波束指向存在誤差以及信號噪聲時變等因素，提出了基於脊參數估計的對角載入係數選取算法。針對已有測角方法在低信噪比或信源相距較近時不能有效地抑制虛假譜峰等問題，提出了一種針對正則化參數選取的稀疏正則化信源定位算法，仿真結果表明提出方法能夠提高分辨力、有效抑制虛假譜峰、提高抗噪性能。研究一種基於少量先驗信息的穩健波束形成算法，該算法利用Capon空間譜對干擾加噪聲協方差矩陣進行重構，利用重構後的矩陣代替採樣數據協方差矩陣來近似估計真實的干擾加噪聲協方差矩陣。由於重構後的矩陣包含的期望信號分量很小，減小了其與真值之間的誤差，在不增加先驗信息的前提下，提高了算法的輸出信乾噪比和對誤差的魯棒性。