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便携式高频地波雷达阵列、雷达系统性能分析方法及雷达 

申请/专利权人:哈尔滨工业大学(威海)

申请日:2022-01-21

公开(公告)日:2024-06-14

公开(公告)号:CN114442084B

主分类号:G01S13/88

分类号:G01S13/88;G01S7/40

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.06.14#授权;2022.10.11#实质审查的生效;2022.05.06#公开

摘要:本发明属于阵列天线技术领域,提供了便携式高频地波雷达阵列、雷达系统性能分析方法及雷达。高频地波雷达阵列的阵元是圆柱状的磁天线,且磁天线内部含有三个磁性天线体组件;高频地波雷达阵列是由多个阵元组成的均匀线阵,且阵列平面的法线与海面垂直。系统性能分析方法包括从目标探测性能和目标估计性能两个方面来分析雷达系统的目标检测性能;目标探测性能的优劣采用磁天线的有效高度来衡量;目标估计性能的优劣采用MUSIC算法的均方根误差以及角度分辨力来衡量。本发明有利于缩小天线体积、降低布阵成本,提高雷达系统的灵活性以及在电子对抗中的生存能力;对于雷达系统来说,能够在仅轻微损失目标估计性能的同时获得更好的目标探测性能。

主权项:1.一种基于磁天线的便携式高频地波雷达阵列的高频地波雷达系统性能分析方法,其特征在于,所述系统性能分析方法包括目标探测性能和目标估计性能;所述目标探测性能采用磁天线的有效高度he对目标探测性能进行衡量,有效高度he公式为: 其中,n为磁芯上的线圈匝数,s为磁芯的横截面积,λ为电磁波的波长,μer为磁芯的有效磁导率,定义为: 其中,μ0为磁芯的初始磁导率,d为磁芯的直径,l为磁芯的长度;所述目标估计性能采用MUSIC算法的估计误差以及角度分辨力进行衡量;该基于磁天线的便携式高频地波雷达阵列的阵元由天线体外壳及天线体组件构成;所述天线体外壳采用聚乙烯材料,由一个中空圆柱体及上下两块正方体围成;所述天线体组件主体部分为空心的圆柱形铁氧体棒,并在所述铁氧体棒上绕制线圈和加载电容;该基于磁天线的便携式高频地波雷达阵列由小型的磁天线与高频地波雷达接收阵列相结合构建,在同样的接收增益条件下能够显著降低天线体积、降低布阵成本,提高高频地波雷达阵列的灵活性及在电子对抗过程中的生存能力;同时在雷达系统性能方面能够在仅轻微损失目标估计性能的同时获得更好的目标探测性能;所述天线体外壳中,中空圆柱体的高度为50cm~70cm,底面直径与上下两块正方体的边长相等,均为40cm~50cm;所述天线体组件个数为三个,且三个天线体组件呈一字形平行排列;所述三个天线体组件上的线圈数不同,圈数多的天线体组件工作于低频段,圈数少的天线体工作于高频段,三个天线体组件各自输出电信号,信号合成后满足4-9MHz带宽;所述磁天线能够在较小的实际尺寸下获得较大的有效高度:当dl=110时,0.0115λ长的磁芯就能得到最佳长度0.25λ的有效高度;当dl=120时,获得0.25λ的有效高度也仅需要0.0135λ的磁芯长度;而电天线的实际长度大于其有效长度,即电天线获得0.25λ的有效高度需要有大于0.25λ的实际长度;使用磁天线能够显著降低天线体积、降低布阵成本,提高高频地波雷达阵列的灵活性;由于有效高度和探测性能挂钩,基于磁天线构建高频地波雷达阵列能够提高系统的目标探测性能。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 哈尔滨工业大学(威海) 便携式高频地波雷达阵列、雷达系统性能分析方法及雷达

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