岸基对空情报雷达抑制海杂波的一种方法图文精.docx

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岸基对空情报雷达抑制海杂波的一种方法图文精

２０１０年４月第３３卷第２期

舰船电子对抗

ＳＨＩＰＢＯＡＲＤＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ

ＣＯＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥ

Ａｐｒ．２０１０

Ｖ０１．３３Ｎｏ．２

岸基对空情报雷达抑制海杂波的一种方法

顾庆辉１，闫抒升１，戴树良２，王鹤磊１

（１．空军雷达学院，武汉４３００１９；２．９２６６４部队，青岛２６６０００）

摘要：

海杂波是影响海岸雷达工作性能的一个重要因素。

在海杂波散射特性分析的基础上，结合ＧＩＴ海面雷达散

射系数估算模型，提出了一种实用的岸基对空情报雷达抑制海杂波干扰的方法。

仿真表明了该方法的有效性。

关键词：

海杂波；ＧＩＴ模型；擦地角中图分类号：

ＴＮ９５９．１文献标识码：

Ａ

文章编号：

ｃＮ３２．１４１３（２０１０）０２一００３０—０４

Ａ

Ｍｅｔｈｏｄ

ｏｆＳｈｏｒｅ－ｂａｓｅｄＡｉｒＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＲａｄａｒＳｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇＳｅａＣｌｕｔｔｅｒ

ＧＵＱｉｎｇ—ｈｕｉｌ，ＹＡＮＳｈ矿ｓｈｅｎ９１，ＤＡＩ

Ｓｈｕ—ｌｉａｎ９２，ＷＡＮＧ

Ｈｅ－ｌｅｉｌ

（１．ＡｉｒＦｏｒｃｅＲａｄａｒＡｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ４３００１９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｉｔ９２６６４ｏｆＰＬＡ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｍｃｔ：

Ｓｅａｃｌｕｔｔｅｒｉｓ

ａｎ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｈｏｒｅ－ｂａｓｅｄ

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ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ

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ａｎ

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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｛：

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嚣：

；辜；：

：

ｒ：

：

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｝：

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

舰船电子对抗

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）

式中：

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）

式中：

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）

式中：

Ｒ一为雷达到地平面的距离，计算表达式如下：

Ｒ。

＝√学

㈣

式中：

‘为地球半径，等于６

３７１ｋｍ。

雷达的杂波噪声比（ＣＮＲ）为：

Ｒ州＝高‰

㈣

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：

岸基对空情报雷达抑制海杂波的一种方法

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

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５０

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１５０

水平距离，ｋｒｎ

－５５

．６０

．６５∞

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熬．７５攥

．８０

－Ｓ５

．９０

（ａ）工＝Ｏ．５４７ＧＨｚ，矗，＝５００ｍ・

口＝ｏ．５，轻风浪’水平极化

号

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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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＋９＝Ｏ．５＋口＝Ｏ．３。

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（ａ）工＝１．４７ＧＨｚ，＾＿３００ｍ，＾。

２５００ｍ，

中风浪，水平极化

水平距离／ｋｍ

（ｂ）正＝１．４７ＧＨｚ，＾，＝３００ｍ，＾，＝５００ｍ，

中风浪，水平极化

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：

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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・

［７］

ＭａｈａｆｚａＢａｓｓｅｍＲ．雷达系统分析与设计［Ｍ］．陈志

［１］

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

岸基对空情报雷达抑制海杂波的一种方法

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：

舰船电子对抗

英文刊名：

SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASURE年，卷（期：

2010,33（2

参考文献（7条

1.陈振邦舰用雷达海杂波干扰及其抑制1990（03

2.雷旺敏;张飚岸基雷达的抗海杂波措施[期刊论文]-现代雷达2006（053.李秀良;张晨浅析海杂波抑制方法2006（04

4.刘山基于三坐标情报雷达的海杂波抑制研究[学位论文]20085.王军;林强;米慈中雷达手册2003

6.焦培南;张忠志雷达环境与电波传播特性2007

7.MahafzaBassemR;陈志杰;罗群;沈齐雷达系统分析与设计2008

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