机载前视阵列雷达低空环境感知方法研究

本项目研究利用机载前视阵列雷达获取低空环境信息以保障飞行安全的信号处理理论和方法。首先，针对前视阵列雷达系统复杂度高的问题，设计全波位稀疏代价函数，采用先进的智能算法实现稀疏阵列布阵与多波束优化设计；然后，针对前视阵列雷达三维成像数据量和运算量大的特点，通过徙动校正将三维数据解耦，研究低运算量多波束并行处理的三维成像方法；最后，针对低空杂波非平稳问题，研究三维图像域空域滑动、波位视角补偿和相关特征样本挑选的独立同分布样本获取方法，探索利用高度向信息、自适应处理器维数调整和联合多统计特征等新途径以提升低空运动目标检测性能。通过本项目的研究，可实现对低空静止场景和运动目标信息的获取，对于提升我国低空民用遥感和军事战场感知能力具有重要意义。

在国家自然科学基金资助下开展了青年基金项目“机载前视阵列雷达低空环境感知方法的研究”的基础理论与应用研究。自2012年1月立项以来，项目组经过3年的科研攻关，顺利完成机载阵列低空环境感知的基础理论与试验研究。在理论研究方面，项目组围绕项目研究目标，开展了前视阵列雷达低空环境感知理论研究工作，包括前视阵列优化设计、复杂低空环境回波信号建模与仿真、低空静止场景成像(一维、二维与三维成像)、低空运动目标检测（对地和对空运动目标检测）。在试验研究方面，项目组开展了低空环境感知试验研究，包括地面试验与飞行试验，取得了良好的低空环境感知效果。项目执行期间，共发表论文14篇（任务书中要求10篇）,其中期刊论文10篇（SCI检索3篇，EI检索6篇，国内核心1篇，任务书中要求SCI/EI收录不少于6篇），会议论文4篇（国际会议EI检索2篇，国内会议2篇）；授权专利12项，受理专利6项（任务书中要求申请2－3项），获软件著作权1项；国际合作访问学者1名，培养博士研究生3名（任务书中要求1－2名），培养硕士研究生9名（任务书中要求5-6名）；上述部分成果集成于“多输入多输出(MIMO)雷达系统体制和机理研究”(公布名)，2013年获国防技术发明奖二等奖；相关成果推广应用项目2项。综上所述，经过三年的集体攻关，项目组圆满完成项目研究内容，形成了一套较为完整的前视阵列雷达低空环境感知方法与技术体系。实际完成的各项指标超过计划任务书要求。