岸基对空情报雷达抑制海杂波的一种方法图文精Word下载.docx
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(1.AirForceRadarAcademy,Wuhan430019,China;
2.Unit92664ofPLA,Qingdao266000,China)
Abstmct:
Seaclutteris
an
importantfactorinfluencingtheoperationperformanceofshore-based
ra—
dar.Based
on
theanalysisofsea
radarclutterscatteringcharacteristic,andcombiningwiththeGIT
modelof
sea
clutter
scatteringcoefficient
estimation,thispaper
presents
appliedmethod
of
shore-basedair
intelligenceradarsuppressingthesea
clutterinterference.Thesimulationshows
thattheproposedmethodiseffective.
Keywords:
seaclutter;
GITmodeI;
grazingangIe
O
引言
目前关于海杂波的研究主要集中在海杂波产生机理、特性分析以及模拟等方面,应用上主要偏重于对海观测雷达、舰载雷达、气球载雷达及预警机等,关于对空情报雷达抑制海杂波的研究主要集中在技术和理论层面。
本文在海杂波散射特性分析的基础上,结合海杂波散射系数GIT模型,立足现有装备和技术,提出了一种实用的岸基对空情报雷达应对海杂波干扰的方法,对指导现役雷达部队作战运用,具有实际
意义。
1
海杂波的散射特性
趋势,因此海面的散射特性可用Bragg谐振现象来解释,其散射强度不仅取决于浪高、风速、持续时间、风的行程、海情、当地气候环境以及海浪相对于雷达波束的方向和可能影响表面张力的污染等,而且还取决于某些雷达的自身参数,诸如频率、脉宽、脉冲重复频率、擦地角(波束入射余角)、极化方式等。
1.1
GIT海面雷达散射系数估算模型
GIT模型是Georgia理工学院提出的较为精细
的海面雷达散射系数估算模型,能较好地解决不同频段、不同极化、平均浪高^。
,(单位为m)、不同俯视角口(单位为rad)、风速o。
(单位为m/s)以及不同的风向视线角‘lI(单位为rad)对扩的影响,即:
出(H)=10lg(3.9×
10.6朋0‘4GG。
G。
)
(1)
海杂波是由海浪、水花产生,具有准周期性变化
如cV,={兰{:
;
二:
:
i:
{:
辜:
{;
嚣:
辜;
r:
三;
}:
三GHz
(2)
式中:
如(H)与出(V)分别为在水平与垂直极化时
算出的反射系数,单位为dBsm。
收稿日期:
2009一05—28
1.3
习海
图…‰懒£三弘辅’锄化
32
第33卷
1.4海面雷达散射系数与波长的关系
海面散射系数与波长的关系很复杂,根据仿真和现有的观测数据可知,海面散射系数与雷达波长没有明显的相关性。
在平坦区,散射系数与波长的关系介于A_1~A之间。
2
一种基于GIT散射系数估算模型
的海杂波抑制方法
由GIT海面雷达散射系数估算模型分析可知:
对于带宽有限的单部雷达来说,海面后向散射系数矿随雷达波长的变化并不明显;
海面后向散射系数cr0与极化方式虽然存在固定的关系,但由于一般的情报雷达都没有变极化装置,因此这一点本文不做重点分析。
本文主要针对小擦地角情况下海面后向散射系数的突变特性,分析研究海杂波的抑制方法。
由以上分析,根据小擦地角情况下海面后向散射系数的突变特性,岸基对空情报雷达可以采用减小擦地角来抑制海杂波干扰。
而岸基对空情报雷达的擦地角主要由雷达天线的架设高度决定,因此机动雷达或雷达阵地选址可根据雷达的任务不同来调整雷达天线高度抑制海杂波;
对于阵地已固定的雷达,可以通过调整天线俯仰角来改变擦地角,从而达到抑制海杂波的目的。
但是减小擦地角将会造成雷达低空性能的损失,因此这种方法只适用于岸基中远程、中高空警戒雷达。
3
抑制效果仿真
雷达对海杂波的抑制效果可以用杂波雷达截面
积(RCS)和杂波噪声比(CNR)的变化表示。
3.1
海杂波RCS和CNR估算模型常用的海杂波RCS估算公式为:
炙=靠f&+0rsLc
(4)
盯M&为主波束杂波RCS;
dsLc为副瓣杂波RCS,如图3所示。
为了计算公式(4)给出的所有杂波的RCS,必须首先计算主波束和副瓣相对应的杂波区域。
如图3示,角度见、良代表天线3dB处方位和仰角的波束宽度。
雷达高度(从地面到天线中心)表示为^,,目标高度表示为^。
。
雷达斜距为R,它的地面投影为R,。
距离分辨力为△R,它的地面投影为△R,,主波束杂波区域表示为AM&,副瓣杂波区域表示为A‰。
波束杂波区
图3岸基雷达的杂波几何图形,侧视图和顶视图
令天线第一副瓣电平为L。
(dB),则主、副瓣杂波强度分别为:
口MBc=croAMBcG2(良+研)一cr0△R,R,口。
G2(良+臼,)
(5)
口sL。
一cr0AsLc(Ls)2一cro△R。
嘏。
(Ls)2
(6)
cr0为海面雷达后向散射系数(本文采用GIT
模型)。
考虑大气折射效应和地球曲率效应,则总的面杂波强度为:
一斧赫(7,巩2订气丽
‘7)
R一为雷达到地平面的距离,计算表达式如下:
R。
=√学
㈣
‘为地球半径,等于6
371km。
雷达的杂波噪声比(CNR)为:
R州=高‰
3.2
仿真分析
分别利用某P波段雷达和某L波段雷达参数进行仿真,结果如图4、图5所示。
由图4的仿真结果可看出,某P波段雷达天线架设高度从200m下降到50m,在水平距离50
km
以外,海杂波RCS和杂波噪声比都下降了10dB左右。
由图5的仿真结果可以看出,某L波段雷达天线由下俯O.5。
调整为下俯到O.1。
,海杂波RCS和杂波噪声比全程都下降了20dB左右。
这对于岸基对
第2期顾庆辉等:
33
空情报雷达来说,抑制海杂波的效果是非常明显的,减小擦地角来抑制海杂波干扰是可行的。
因此,对于岸基中远程、中高空警戒雷达来说,采用
尽∥\\
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(a)工=O.547GHz,矗,=500m・
口=o.5,轻风浪’水平极化
号
壶
弓
丑救登燃描
水平距离,km
(b)丘=O.547GHz,^,=500m,
口=O.5,轻风浪,水平极化
图4某P波段雷达在不同天线高度时的仿真结果
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水平距离/b
(a)工=1.47GHz,^_300m,^。
2500m,
中风浪,水平极化
水平距离/km
(b)正=1.47GHz,^,=300m,^,=500m,
4结束语
嘲姜篡’嚣?
薹;
杂波抑制方法嗍.电子工程,
本文在操作使用层面,立足现有装备,给出了一2006(4):
25—28・
种抑制海杂波的方法,为基层雷达部队作战运用和
[4]刘山・基于三坐标情报雷达的海杂波抑制研究[D]・南
量銎篓掣登蔓譬憋氅雾竺磐!
圭竺掣嘲至要嘉耋嚣譬;
达手册嗍.北京.电子工业海杂波,改善雷达自身检测性能和采用多种信号处。
出壶箍:
o≥磊4-一5;
5.~一……~~一
一
理技术是今后发展的两个主要方向。
[6]焦培南,张忠志.雷达环境与电波传播特性[M].北京:
参考文献
电子工业出版社,2007・140一146・
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陈振邦.舰用雷达海杂波干扰及其抑制[J].雷达与对
杰,罗群。
沈齐,等译.北京:
电子工业出版社,2008.261
作者:
顾庆辉,闫抒升,戴树良,王鹤磊,GUQing-hui,YANShu-sheng,DAIShu-liang,WANGHe-lei
作者单位:
顾庆辉,闫抒升,王鹤磊,GUQing-hui,YANShu-sheng,WANGHe-lei(空军雷达学院,武汉,430019,戴树良,DAIShu-liang(92664部队,青岛,266000刊名:
英文刊名:
SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASURE年,卷(期:
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