随机捷变雷达导引头副瓣优化与高效能相参处理方法

Based on the requirements of countermining active jamming for the radar seeker, research on the novelties in waveform parameter design and efficient coherent integration for frequency agility signal, which is the hybrid of random frequency hopping signal and random pulse repetition frequency signal, will be carried out. The main purpose is to find solutions for the following crucial problems: integration detection for frequency agility signal, side lobe optimization with limited resolution constraint and target parameter estimation with high precision, etc. Our research can improve the battlefield adaptability of radar seeker, thereby improving the operational effectiveness of weaponry greatly..Research results of this application will enrich the theoretical system of waveform optimization and signal processing for frequency agility signals, and offer solutions with low side lobes and high precision for parameter estimation of frequency agility signals under the situation of limited resolution constraint. Furthermore, the breakthroughs in key technologies of frequency agility radar can also be applied in the security defense and satellite TT&C, etc., and promote the development of current equipments.

本申请从雷达导引头抗有源干扰等应用需求出发，通过开展随机捷变雷达导引头的波形设计和相参信号处理新方法研究，突破雷达导引头宽带随机捷变频与随机捷变脉冲重复频率下的相参处理与实时实现等关键技术，攻克随机捷变雷达回波信号积累检测、有限分辨率约束下的副瓣优化、目标位置与运动参数高精度稳健估计等难题，改善在复杂战场环境下雷达导引头的抗干扰能力，进而大幅提升现有武器装备的作战效能。.研究成果将进一步丰富随机捷变体制雷达导引头的波形优化与信号处理理论体系，揭示随机捷变信号在分辨率性能满足需求前提下获得最优化副瓣与高精度参数估计的机理与方法，有效提高我国雷达导引头的抗干扰和主动寻的能力。研究成果还可用于卫星安全测控、保密移动通信等多个领域，有效提高测控、通信链路“三防三抗”的技术水平。

随机捷变雷达波形具有抗干扰能力强、不受模糊栅瓣影响等优点，在复杂电磁环境下具有广阔的应用前景。但是，该体制下波形参数设计理论不完善，传统积累方法效能降低、副瓣高、计算量大，极大地限制了该波形的实际应用。本项目针对随机捷变雷达导引头的波形设计与相参信号处理方法开展了研究，解决了随机捷变雷达回波信号波形设计、积累检测、副瓣优化、目标位置与运动参数高精度稳健估计等难题，分别利用仿真和实测数据验证了所提算法的有效性。主要研究成果如下：.1. 利用数理统计方法分析了随机捷变信号的平均模糊函数特性，推导出了随机参数与分辨能力、副瓣抑制能力及解模糊能力之间的数值关系；研究了波形优化与参数设计方法，分析了波形选择对回波信号副瓣的影响，为后续相参积累处理技术的研究奠定了基础。.2. 针对随机捷变体制下长时间积累过程中出现的距离徙动和相位波动问题，建立了该体制下的雷达回波信号模型，提出了一种基于FJ-RFT的长时间积累算法，推导了该算法的盲速旁瓣表达式并对不同重频抖动参量下算法的积累性能进行了分析。研究了基于内插外推的距离—速度二维副瓣抑制算法，该算法能够对频点缺失的捷变信号距离副瓣进行抑制，同时可在速度维实现高分辨。.3. 针对平台强约束下目标运动参数的快速搜索问题，提出了基于盲速旁瓣学习的粒子群优化算法，利用主瓣与盲速旁瓣的位置关系提高了优化算法的收敛速度，实现了对多维参数的快速联合估计及对目标的快速积累检测。.本项目构建的随机捷变导引头副瓣优化与高效能相参处理方法，突破了随机捷变雷达回波信号波形设计、相参积累、副瓣优化、目标参数高精度稳健估计等关键难点，进一步丰富了随机捷变体制雷达导引头的波形优化与信号处理的基础理论，改善了复杂战场环境下雷达导引头的抗干扰能力，进而大幅提升了现有武器装备的作战效能。