低截获概率火控系统的设计

基于直接序列扩频的鱼雷低截获概率信号及检测技术崔和;郑珂【摘要】基于直接序列扩频信号的低截获特性,进行了直接序列扩频(DSSS)信号波形设计,包括DSSS的原理及特性、扩频序列的生成方法和性质.研究了DSSS信号的最佳检测方法,即匹配滤波器检测.通过仿真,分析了DSSS信号在理想情况下的低截获特性.理论分析和数值仿真结果表明,DSSS信号具有大的时间带宽积、低的功率谱密度、良好的分辨性能,波形具有随机性,类似白噪声,具有很好的低截获特性.【期刊名称】《鱼雷技术》【年(卷),期】2015(023)003【总页数】9页(P187-195)【关键词】鱼雷;低截获概率;信号检测;直接序列扩频【作者】崔和;郑珂【作者单位】中国舰船研究院,北京,100101;中国舰船研究院,北京,100101【正文语种】中文【中图分类】TJ630.34在现代海战中，“先敌制胜”是保存自己和歼灭敌人的主要战术策略。

鱼雷在复杂恶劣的水声环境下进行主动探测，在对目标进行检测、定位、跟踪及识别的同时，它的发射信号也常常被敌方所利用，从而增加了自身被敌方发现的概率。

鱼雷的发射信号一旦被截获，就无法避免地“暴露”了自己，将面临下述威胁：1）敌目标潜艇投掷水声对抗干扰器材，同时采取机动规避措施，使鱼雷失去（或削弱）正常工作的能力； 2）敌舰采取硬杀伤手段拦截来袭鱼雷，摧毁或使其失去攻击能力；3）暴露了发射鱼雷的舰船，直接影响了我艇的安全性。

因此，怎样在及时发现敌目标的同时，能够有效的隐蔽自己，已经成为各国海军极其关注的问题。

自上世纪末以来，一些发达国家已开始探索水下声呐的低截获概率（low probability of inter-cept， LPI）技术。

文献［1］指出了主动声呐的隐蔽性受益于大带宽传输的波形。

文献［2］则在沿海浅水环境中使用传输巴克码和伪随机码波形测试波形发射端和位于目标的监听端的信号功率，结果表明，监听端收到的信号功率为1/d（d是距离），波形发射端收到回波的功率为1/ d2，由此传输所造成的信噪比差别与时间带宽积有关，这是LPI技术的关键。

低截获概率相控阵雷达系统建模与仿真的开题报告一、选题背景及意义相控阵雷达是目前广泛应用于军事和民用的一种主流雷达系统，其在空中目标监测、空中预警、导弹防御等领域具有广泛的应用。

在相控阵雷达系统中，为了提高目标的截获概率，一项关键的任务是设计出低截获概率的信号处理算法。

因此，对于低截获概率相控阵雷达系统的建模与仿真研究具有重要的现实意义和科学价值。

二、研究目标和内容本文主要研究的是低截获概率相控阵雷达系统的建模与仿真，主要目标和内容包括：1.建立低截获概率相控阵雷达系统的信号处理模型，包括波束形成、距离确定、速度测量和方位角测量等几个部分。

2.基于建立的信号处理模型，仿真相控阵雷达系统的工作过程，包括发射信号、接收信号、数字信号处理等各个环节，并对仿真结果进行分析和评估。

3.建立低截获概率处理算法的仿真模型，包括匹配滤波、空间滤波、谱分析、目标跟踪等算法，并对模型的仿真性能进行测试和验证。

4.分析低截获概率相控阵雷达系统的实际应用场景，在不同应用场景下比较和评价不同处理算法的性能和效果。

三、研究方法和技术路线为了完成本文所述的研究目标和内容，本文采用如下研究方法和技术路线：1.资料收集：收集与相控阵雷达系统相关的文献资料，深入理解相控阵雷达系统的性能和工作原理，为后续研究奠定基础。

2.信号处理模型建立：结合文献资料和系统性能要求，建立低截获概率相控阵雷达系统的信号处理模型，并对信号处理模块进行仿真验证。

3.系统仿真：基于信号处理模型，搭建相控阵雷达系统的仿真平台，使用Matlab等软件对系统进行仿真和分析。

4.算法仿真：对常用的低截获概率处理算法进行仿真，分析算法的性能和优劣，并挑选最优算法进行综合仿真。

5.实验验证：在相应的实验环境下，对仿真结果进行与实验结果进行比较和验证，分析仿真结果在实际应用中的可行性和效果。

四、预期成果和意义通过本文的研究，预期可以得到如下成果：1.建立低截获概率相控阵雷达系统的信号处理模型，深入理解相控阵雷达系统的工作原理和性能要求。

有源相控阵雷达的发展机载有源相控阵雷达的发展水平以美国最为先进。

在20世纪60年代末即研制出有604个单元的X波段有源阵列天线。

在1988年到1991年完成了配装F22战斗机的AN/APG-77雷达的飞行试验，该雷达有2000个T/R组件，对雷达反射面积为1平方米的目标，探测距离设计要求为120—220KM。

综合了探测、敌我识别、电子侦察和电子干扰等多种功能于一体，具有低截获概率（也就是说不易被对方雷达告警器发现）。

可以说美国在机载有源相控阵火控雷达技术上已经比较成熟。

除了APG-77雷达以外，美国还在原有的PD雷达上进行改进，换装相控阵天线，例如计划给F18E战斗机换装APG79雷达和给F15换装的APG63（V）3雷达等除此之外，英、法、德三国联合研制机载固态多功能有源相控阵雷达，2001年已经完成具有1200个T/R组件的全尺寸样机的试验工作，但是离实用化还有一定的距离。

前苏联在八十年代初即研制出无源相控阵雷达，装备于米格31战斗机上，搜索距离200千米，对战斗机的跟踪距离达到90千米以上，可以同时跟踪10个目标并攻击其中的4个，这在当时已经是比较先进的了。

目前俄罗斯正在努力发展有源相控阵雷达，但离实用化也有很大的距离。

目前世界上另一种装机实用化的有源相控阵雷达为日本F-2战斗机所采用的火控雷达，这反映了日本在电子工业上的技术实力。

该雷达包含800个T/R 组件，公开的探测距离为80KM（中等战斗机目标）。

如果这个数据属实的话，则说明日本虽然在半导体生产技术上比较先进，但是在雷达系统设计上的能力仍嫌不足。

我国从六十年代开始即开展相控阵技术的研究，并于七十年代研制成功7010大型远程相控阵雷达，曾出色的完成了观测美国天空试验室和苏联核动力卫星殒落任务，引起世界重视(相关资料可查阅中国科学技术协会网站文章)。

在九十年代又研制出YLC-2全固态相控阵远程警戒雷达(第二届中国国际国防电子展览会上展出)。

低截获概率雷达技术研究的开题报告开题报告论文题目：低截获概率雷达技术研究研究背景和意义雷达技术在军事、民用和科研等领域具有广泛的应用。

然而，随着现代电子战技术的发展，雷达自身也面临着截获、干扰和欺骗等问题。

为了解决这些问题，低截获概率雷达技术得到了广泛的研究和应用。

低截获概率雷达技术是指在电子战环境下通过一系列技术手段使雷达信号的截获概率降低，即使对方具有较强的干扰和欺骗能力，也能准确地探测到目标。

该技术具有重要的军事意义，在反隐身和反雷达干扰等方面具有广泛应用前景。

研究内容本文主要研究低截获概率雷达技术的关键技术和应用方法。

具体内容包括：1. 低截获概率雷达技术的研究背景和现状分析，包括雷达截获问题和现有解决方案等。

2. 低截获概率雷达技术的基本原理和关键技术，包括宽带信号的设计与发射、多波形、扫描技术、距离门、抗多径技术等。

3. 低截获概率雷达系统的性能评估方法，主要是对系统的截获概率、误报率、探测距离、跟踪性能等进行性能评价。

4. 低截获概率雷达技术在实际应用中的具体方法和策略，包括基于通信信号的雷达，基于MIMO技术的雷达等。

研究方法和技术路线本文将采用文献调研、理论分析和仿真验证相结合的方法来研究低截获概率雷达技术。

具体的技术路线如下：1. 文献调研，对低截获概率雷达技术的研究背景、现状、基本原理和关键技术等进行系统的梳理和分析。

2. 基于理论分析，深入研究低截获概率雷达技术的关键技术，包括宽带信号的设计与发射、多波形、扫描技术、距离门、抗多径技术等。

3. 采用仿真验证的方法，在MATLAB等仿真平台上搭建低截获概率雷达系统，并对其性能进行评估，包括截获概率、误报率、探测距离、跟踪性能等。

4. 结合基于通信信号的雷达和基于MIMO技术的雷达等实际应用，探索低截获概率雷达技术在实际应用中的具体方法和策略。

研究进展和成果预期本文将对低截获概率雷达技术的关键技术和应用方法进行深入研究，挖掘其潜在的应用价值。

基于功率控制的雷达低截获概率探测技术WANG Yatao;ZHANG Baoqun;ZENG Xiaodong【摘要】针对雷达信号被截获问题,为了实现先敌发现的目的,通过搜索和跟踪状态的功率控制,实现了雷达的低截获概率(LPI)探测技术.论述了雷达LPI探测的原理,推导了临界功率和LPI探测距离的表达式,给出了功率控制步进和目标RCS抖动对LPI探测距离的影响机理.仿真结果表明,在功率控制步进大干6 dB、RCS抖动超过1 dB时,在LPI探测距离内截获状态和探测状态会发生较大起伏,与实际试验的结果相符.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2019(049)003【总页数】5页(P205-209)【关键词】雷达;LPI探测;功率控制【作者】WANG Yatao;ZHANG Baoqun;ZENG Xiaodong【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】TN911.70 引言在先敌发现、先敌攻击和先敌摧毁的作战理念下[1-3]，机载雷达作为大功率有源辐射源，很容易被敌方截获，进而发起干扰和攻击，使战机的生存受到严重威胁。

因此，参照卫星采用功率控制[4-6]，雷达需要采取相应的低截获概率(LPI)措施[7-8]。

雷达实现LPI的重要途径之一是功率控制，通过降低天线的峰值辐射功率，在保证有源探测距离的前提下，降低被侦察设备截获的距离，从而实现LPI探测[9-11]。

文献[12-14]研究了目标跟踪时雷达的自适应跟踪功率分配算法，但没有考虑雷达的初始搜索功率。

文献[15]研究了功率分级的实现原理，利用改进的粒子群多目标优化算法对阵元的开关进行了优化设计，然而算法并未考虑对手侦察设备的能力。

本文针对对手侦察设备的灵敏度以及目标平台RCS水平，研究了雷达的LPI 探测技术，可以实现在搜索和跟踪状态下对敌方平台的隐蔽探测。

1 LPI探测原理1.1 雷达作用距离不失一般性，考虑有大气衰减的情况，雷达方程[16]为：(1)式中，Pt为雷达发射功率(W)；Gt为雷达探测时发射增益；Gr为雷达探测时接收增益；λ为雷达信号波长(m)；σ为敌方侦察设备平台的雷达截面积(m2)；δ为大气衰减因子(dB/m)；R为我机雷达与敌方侦察设备平台的距离(m)；Pr，R为雷达接收功率(W)。

基于机器学习的自主火控系统设计与实现自主火控系统是现代军事技术中的重要组成部分，它能够对目标进行精确打击，并提高作战效率和士兵生存能力。

为了满足当前战场环境的需求，基于机器学习的自主火控系统在设计与实现中扮演着重要角色。

本文将深入探讨基于机器学习的自主火控系统的设计原则和实现方法。

首先，基于机器学习的自主火控系统的设计需要考虑到目标识别和打击的精确性。

传统的火控系统通常使用事先设定的规则和算法来判断目标和计算打击参数，但这种方法依赖于人工的规则设计，无法适应不断变化的战场环境。

机器学习技术可以通过训练算法和数据集来自主地学习和识别目标，从而提高打击精度。

设计师可以利用深度学习算法训练神经网络来实现目标识别任务，将图像数据输入到网络中，通过训练网络输出目标的类别和位置信息。

在打击过程中，系统可以根据目标的位置和属性，自动调整打击参数，提高命中率和对敌人的有效打击。

其次，基于机器学习的自主火控系统的实现需要考虑实时性和可靠性的要求。

在实际战斗中，时间是非常宝贵的，火控系统需要快速响应并进行实时的目标识别和打击。

为了实现实时性，设计师可以使用轻量级的机器学习算法，减少计算量和响应时间。

此外，系统还需要考虑到网络通信的延迟和不稳定性，确保数据传输的可靠性。

采用分布式系统架构，可以将模型和算法部署在多个节点上，实现并行计算和分布式任务处理，提高整体的性能和容错性。

另外，基于机器学习的自主火控系统的设计还应该考虑到对抗性环境下的鲁棒性和安全性。

在实际战争中，敌方可能采取各种干扰手段，例如伪装、屏蔽和欺骗，来干扰火控系统的正常运行。

为了保证系统的鲁棒性和安全性，设计师可以引入对抗训练的方法来提高系统的抗干扰能力。

对抗训练是指利用敌对样本进行模型的训练和优化，使得模型具备对抗性的鲁棒性。

另外，设计师还可以采用加密技术和身份验证机制来确保系统的安全性，防止敌方篡改和攻击。

最后，基于机器学习的自主火控系统的设计和实现还需要考虑实际应用的可行性和可用性。

相控阵雷达系统低截获概率设计
郑传林;朱剑平;徐绵起
【期刊名称】《空军预警学院学报》
【年(卷),期】2003(017)001
【摘要】从低截获概率雷达的截获因子出发,探讨了从天线设计、信号处理、系统损耗等方面提高雷达低截获性能,并在此基础上,结合现代相控阵雷达技术的特点,提出了基于低截获概率的相控阵雷达系统的设计思想.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】郑传林;朱剑平;徐绵起
【作者单位】空军雷达学院研究生队,湖北,武汉,430019;空军雷达学院雷达系统工程系,湖北,武汉,430019;空军雷达学院研究生队,湖北,武汉,430019
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.92
【相关文献】
1.相控阵雷达增程扩容系统设计与实现 [J], 张景东; 葛页; 赵明旭; 刘帆; 郭倩倩
2.基于相控阵连续波雷达体制的炮弹落点测量系统设计 [J], 王珂
3.基于相控阵雷达脉冲负载特性的电源系统设计及仿真研究 [J], 周龙;郑和俊
4.基于Zynq的小型化相控阵雷达阵面主控系统设计 [J], 钱倩云;殷志勇
5.一种有源相控阵雷达阵面环控系统设计 [J], 李大成;周康;孙颋
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便携式战场侦察雷达低截获波形激励设计程焰平【摘要】便携式战场侦察雷达发射波形激励设计的主要任务是在满足整机指标的前提下,如何降低体积、重量及功耗.论述一种便携式战场侦察雷达波形激励的低功耗、小型化、低截获设计方法.模块集成化及MCM设计可以降低波形激励的体积、重量,采用模拟二相码、锁相等电路可以降低功耗,采用二相码波形激励形式可以改善低截获性能.设计的波形激励输出功率大于等于10 W,改善因子大于等于45 dB,总功耗小于等于7 W,重量小于等于1.3 kg,体积小于等于140 mm×130 mm×30 mm,满足系统的要求.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)023【总页数】3页(P27-29)【关键词】X波段;二相码;低截获;波形激励、低功耗;便携式【作者】程焰平【作者单位】华东电子工程研究所,安徽,合肥,230031【正文语种】中文【中图分类】TN950 引言战场侦察雷达开始应用于二次世界大战期间,跨入20世纪90年代后,战场侦察雷达作为一种轻型的战场侦察手段而成为陆军装备。

战场侦察雷达具有全天候工作的特点,它探测的主要目标为：人、车、舰船、低空飞行物等,轻型战场侦察雷达是指采用轻型设计,供步兵小组便携使用,侦察战场活动目标的雷达,可用于战区前沿侦察，保卫主要设施，防止恐怖袭击等场所,它能及时为战场指挥部提供实时、准确的战场情报。

多部战场侦察雷达对不同战区局部探测的信息由战场指挥部汇总,可以掌握整个战区的情况[1]。

脉冲多普勒二相码体制不存在收发隔离问题,雷达最大作用距离取决于平均发射功率,其信噪比较准连续波低6 dB,较连续波低3 dB以上;其测距精度较准连续波低6 dB以上,较连续波低3 dB以上;其测速精度较准连续波低6 dB以上,较连续波低3 dB以上;其测距分辨率远低于准连续波,较低于连续波,有盲距;其体积重量比准连续波及连续波都大[2]。

低截获概率技术在机载火控雷达中的应用的开题报告
一、选题背景和意义
随着现代战争的快速发展，高精度的机载火控雷达在现代空战中扮演着越来越重要的角色。

然而，对于敌方的防御手段——电子干扰技术的应对仍然是机载火控雷达面临的重要问题，特别是在低空、近距离空战中更为突出。

目前，研究人员在低截获概率技术方面取得了一些进展，该技术能够有效抵抗干扰，提高雷达的抗干扰性能，从而提高在电子战场环境下的雷达探测效率和目标识别能力。

因此，本研究将着重探讨低截获概率技术在机载火控雷达中的应用，以提高雷达的抗干扰能力和性能，为现代空战的胜利做出积极的贡献。

二、研究内容和主要任务
1. 对低截获概率技术进行系统的梳理和分析，理解其基本原理和应用范围。

2. 研究低截获概率技术在机载火控雷达中的应用，分析其优缺点，探讨如何将其应用于机载火控雷达抗干扰性能的提升。

3. 设计并建立机载火控雷达低截获概率系统模型，重点研究其探测性能和目标识别能力。

4. 基于模型仿真分析机载火控雷达低截获概率技术的性能，包括抗干扰性能、探测性能和识别性能等。

5. 结合实际数据进行实验验证，验证机载火控雷达低截获概率技术的有效性和可行性。

三、研究进展和成果展望
通过对低截获概率技术的分析和研究，将其应用于机载火控雷达中，实现雷达的高效抗干扰，提高探测性能和目标识别能力。

通过实验验证，进一步优化低截获概率技术，提高其稳定性和可靠性，为现代空战中雷达探测技术的发展做出积极的贡献。