探究全息凝视雷达系统技术与发展

探究全息凝视雷达系统技术与发展

1,郭俊良    ,2,周强

1. 北京理工大学重庆创新中心 重庆 401100

2.零八一电子集团有限公司 四川成都 611731

摘要：全息凝视雷达是通过衍射与干涉的原理完成记录的。其可以监测物体的真实状态，运用三维成像的方式，使三维图像可以进行再现并完成记录操作。而雷达是通过监测探测目标距离的方式，掌握其变化情况，如方位、径向速度、高度等。运用雷达及全息术的探测原理，形成的一种技术设备。基于此本文结合实际思考，首先，简要分析了全息凝视雷达系统技术，其次阐述了全息凝视雷达系统技术的发展趋势。以期对相关部门的工作有所帮助。

关键词：全息凝视雷达；多功能；数字阵列

引言：为实现对变化目标环境的监测，掌握当前的地形环境以及电磁环境，可通过全息凝视雷达系统技术的应用，完成高性能计算、高集成度阵列，运用大带宽数据完成对应的存储以及传输操作。将雷达感知理论应用于实践操作层面上，形成全息凝视雷达系统技术，整合雷达的多功能。通过宽波发射的方式，完成对单个波束的处理以及接收操作。

一、全息凝视雷达系统技术分析

（一）全息凝视雷达目标检测技术

雷达在发射后需控制波束的宽度，检测功放炮的运行状态。首先，可运用天线阵元的控制方式，开展相位加权操作，让波束能够展宽。使天线的不同阵列能够以线性的状态运行，增加对调频信号的观察，运用规律加权的方式，使波束在同一空间内进行扩展。这样一来，一旦波束的增益呈现出下降的趋势，则可对其实际波动进行勘察。解决在波束展宽环节存在的问题，促使各阵元内的加权工作能够落实到位。通过遗传算法、梯度搜索算法以及均方根近似算法等方式，实现对波束加权的预估，确认其中的估计值[1]。

其次，可运用联合算法，增加罚函数的设置，让展宽因子高于2.5倍。让其与未开展波束展宽的小阵列进行比较，测算出波束的实际宽度。由此方式，使波束的内部辐射功率能够提升至2.5倍左右。合理利用函数之间的正交性特点，规划出阵元相位与期望功率之间的方程组，在完成求解工作后，则可确认全波束的范围，计算出余弦及正弦的函数[2]。

同时，宽波束主要表示在规定范围内的函数，为完成阵元相位的计算工作，可运用加权值的计算方式，保证后续气象的观测工作不会出现问题，从而辅助雷达系统的运行。

最后，根据数字波束的运行状态，实行对角加载法。避免外界因素对减弱波束形成器造成影响。通过空间维度的判断，掌握其中存在的低信噪比条件并运用特征子控件类算法，实现对空间维度中已知变量的确认。增加导向矢量与对角加载量之间的关联，从而完成用户参数的确认工作，降低在数据信号应用过程中的误差，增强此技术的适应性。

（二）全息凝视雷达波束控制技术

全息凝视雷达系统在运行过程中，可实现对多波束以及宽波束的收集，根据其停留时间，完成对其覆盖范围的预判。由此，恒定目标时间，保证跨波束、跨距离以及跨多普勒问题能够被解决，展现出雷达波束的控制效果。

首先，可通过雷达目标的勘测方式，了解在回波过程中的相位信息，通过时间的积累，保证目标能量、回波幅度等信息更加准确。通过相参积累的方式，完成对应的检测工作，促使运动目标在多普勒或是目标单元内运行，使其不会出现积累增益的现象。

其次，运用相位、距离等补偿方式，将一阶运动的信号进行转换，运用对应的补偿方式，确保数据信号的传输以及存储工作不会出现异常。利用傅立叶的变化方法，使2阶相位的补偿工作可落实到位并且运用吕分布算法，执行对3阶相位的补偿。使相位的变化情况与目标回波距离保持一致，从而完成对幅度信息的计算。

最后，运用轨迹参数的匹配方式，执行动态规划法、随机有限集法。利用运动轨迹参数的变化方式，实现对回波数据的匹配，进而开展运动规划。通过雷达设备的使用，创建出噪音分布以及信号模型，让此方式可以适用于雷达领域内，完成对已知目标运动状态的描述，实现对中、近及远程空域不同区域内目标距离的确认，达成多重数据检测的目的。

（三）全息凝视雷达目标角度预判技术

全息凝视雷达目标角度预判技术在应用过程中，可优先确认一个目标，了解其在指定波束中的响应状态。在单脉冲角度测量的基础上进行升级，计算出邻近两个波束之间的目标角度以及信号功率。而在测量工作实施过程中，监测宽波束时会受到多径效应的干扰，导致反射波与直达波的相关性提升，无法将其在时域、空域上进行分辨，极易引发目标校对估计不准确的现象。

因此，可运用空域滤波法、单脉冲测角技术，万恒阵列信号的处理工作。将其中的信号进行分类，列出信号方差矩阵。由此方式，则可运用位置函数的测算方法，开展对应的求解工作。采用交替投影的方法，实现对多维内信号的探索。但由于多径信号在运行期间会出现能量分布不均匀，或是多路径的问题。所以，为避免多径信号出现衰减的现象，可合成多径信号模型，运用矢量地形的匹配方式，完成对各方信息的估算，运用雷达对反射路径及反射面的高度进行观测，控制导向矢量的精度，确保全息凝视雷达目标角度预判技术在应用后能欧验证目标俯仰角，以展现出良好的观测效果。

由此可见，通过雷达设备的应用，可完成对俯仰角目标信息的获取工作，展现出探测环境、发射波形以及探测目标的基本表征，让全息凝视雷达目标角度预判技术能够上升到一定高度，从而实现对数据信号的追踪。

二、全息凝视雷达系统技术的发展趋势

由于电磁环境以及目标环境会不断地进行变化，所以，全息凝视雷达系统技术的应用，可展现出时效性、覆盖性、精准性的特点，实现对雷达能量、空、频、时等多维资源的整合。所以，在未来全息凝视雷达系统技术的发展，可为复杂波形的处理工作做好铺垫。通过波形的优化及设计，增加在目标环境中的匹配波形，让雷达能够适应当前的地理位置及环境，促使雷达能够在新的领域内博弈对抗。

同时，采用此技术可实现对目标波形设计工作的研究。例如：在相位调制、频率转换、多项编码等操作中，通过雷达设备的运用，可展现出所发射波形的多样化特点。              通过对所检测频谱目的的勘察，则可控制低截获概率，让隐身信号能够适用于波形设计工作中。据此，可以将通信信息应用于雷达波形的发射及设计工作中，使雷达设备能够在传统通信领域内进行升级，展现出全息凝视雷达系统技术的多任务性能。

另外，智能化作为此技术的发展前提。在全息凝视雷达运行过程中不仅应提升自身对环境的感知能力，更应增加其在信号探索阶段的适应性。使之可以与强电磁进行对抗，接收到更多的波束，从而展现出雷达信号的功能，促使数据信号能够联动运行，驱动智能处理技术的应用，增加雷达设备在观测区域内的感知程度，进而完成最优资源的应用，使人工智能技术可以与雷达感知技术进行融合，充分展现出其应用潜力。

结论：综上所述，全息凝视雷达系统技术可对目标探测区域进行时空覆盖，运用雷达信号发射的方式，创建出完整的信息，通过宽波束发射的方式，使技术体制能够增益，解决在目标区域探测环节的计算问题。同时，运用高性能信号、模拟及数字处理的方式，可以完成先进信号的处理工作，有效克服全息凝视雷达系统在运行过程中的难点，促使系统规模能够逐步扩大，提高系统的分辨率，增加多维资源在雷达系统中的适应性，从而展现出此技术的探测性能。

参考文献：

[1]郭瑞,张月,田彪,肖钰,胡俊,徐世友,陈曾平.全息凝视雷达系统技术与发展应用综述[J].雷达学报:1-23.

[2]谢俊,邸江磊,秦玉文.深度学习在水下成像技术中的应用（特邀）[J].光子学报,2022,51(11):9-56.