空天混合双基地雷达杂波建模.
双基地前向散射雷达杂波分析与模拟方法
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胡 程 刘长江 曾 涛 周 超
（ １ ． 北京理工大学信息与 电子学院 ，北京 ，１ ０ ０ ０ ８ １ ；２ ． 苏州大学 电子与信息学院 ，苏州 ，２ １ ５ ０ ０ ６ ）
摘
要 ：雷达杂波的统计特性研究与仿真模拟对雷达 系统 的设计 、仿 真 、开发有 重要 意义。文 中通过对 前 向散射
ｅ ｎ ｔ ｃ ｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｓ ｒ ｗ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｚ ｅ ｒ ｏ － － ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ｓ ｐ ｈ ｅ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ － － ｄ ｏ ｍ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｗ ｅ ｒ ｅ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｏ ｔ ｈ ｏ ｓ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｃ ｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ － ｌ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｆ ｏ ｗａ ｒ ｒ ｄ ｓ ｃ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ；Ｋ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ；ａ ｌ ｌ — ｐ ｏ ｌ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ；ｃ ｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
机载相控阵雷达杂波建模与仿真-Read
第二章机载相控阵雷达杂波建模与仿真§2.1引言众所周知，雷达体制及工作环境不同，雷达杂波的特性也不同。
机载雷达工作在下视状态，地（海）杂波是影响雷达探测性能的主要因素，因此，在研究AEW雷达CFAR检测算法之前，有必要获得对雷达杂波特性的充分认识。
鉴于机载雷达的杂波与反射地类有关且随时间变化，即不同的地类（如海洋和高山）有不同的分布特性，同一地类在不同时刻分布参数也有变化。
研究雷达杂波特性的方式有两种，一是对实际测量的杂波数据进行统计分析，二是结合AEW 雷达的实际体制与参数，对不同地类（如沙漠、农田、海洋、丘陵和高山等）用不同的杂波起伏模型进行建模与仿真。
相比较实测数据而言，仿真数据虽然不能完全真实地反映实际环境中的复杂情况，但其也有自身的优点，如参数可以灵活控制、代价小等。
长期以来，国内外雷达界同行在雷达杂波特性分析方面做了大量的工作，建立了一系列的杂波模型。
随着雷达新体制的不断涌现，对雷达杂波特性的研究也在不断的深入。
新一代AEW雷达采用相控阵和脉冲多普勒（PD）体制。
有关机载相控阵雷达杂波仿真问题，在以往的文献中已有涉及[115~117]。
其中，文献[115]对有关雷达杂波仿真的方法进行了较为全面和详细的介绍，文献[116]讨论了平面相控阵机载雷达二维杂波数据仿真的数学模型。
该模型考虑到了阵元幅相误差以及载机的姿态变化等因素，具有一定的通用性。
但该模型只假设杂波的功率谱为高斯分布，幅度上无起伏，而没有考虑非高斯过程。
文献[117]建立了比较了完整的杂波数据库，但该文也只重点讨论了二维杂波谱的特性。
由于我们的目的是进行CFAR检测方法研究，所以我们从另一个角度出发，重点讨论了杂波数据的概率密度函数，我们还给出了仿真杂波数据的幅度图和概率密度图以及一些结论。
本章主要对机载相控阵雷达在不同地类和不同起伏模型下的杂波进行建模与仿真，目的是建立起比较完整的杂波仿真平台和杂波数据库，为后续的CFAR算法研究提供支撑。
空基双基地雷达地面杂波分辨单元面积计算方法
双基 地雷 达 （ ｉ ａｉ ｒｄ ｒ 的发 射 机 和 接 收 ｂｓ ｔ ａ ａ ） ｔ ｃ
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机 安装 在不 同 的平 台上 。相 对 于普 通 的单基 地 雷 达 而言 ， 双基 地雷 达具 有获 取信 息 丰富 、 作用 距 离
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雷达系统中杂波信号的建模与仿真
1.雷达系统中杂波信号的建模与仿真目的雷达的基本工作原理是利用目标对雷达波的散射特性探测和识别目标。
然而目标存在于周围的自然环境中，环境对雷达电磁波也会产生散射，从而对目标信号的检测产生干扰，这些干扰就称为雷达杂波。
对雷达杂波的研究并通过相应的信号处理技术可以最大限度的压制杂波干扰，发挥雷达的工作性能。
雷达研制阶段的外场测试不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且容易受大气状况影响，延长了研制周期。
随着现代数字电子技术和仿真技术的发展，计算机仿真技术被广泛应用于包括雷达系统设计在内的科研生产的各个领域，在一定程度上可以替代外场测试，降低雷达研制的成本和周期。
长期以来，由于对杂波建模与仿真的应用己发展了多种杂波类型和多种建模与仿真方法。
然而却缺少一个集合了各种典型杂波产生的成熟的软件包，雷达系统的研究人员在需要用到某一种杂波时，不得不亲自动手，从建立模型到计算机仿真，重复劳动，造成了大量的时间和人力的浪费。
因此，建立一个雷达杂波库，就可以使得科研人员在用到杂波时无需重新编制程序，而直接从库中调用杂波生成模块，用来产生杂波数据或是用来构成雷达系统仿真模型，在节省时间和提高仿真效率上的效益是十分可观的。
从七十年代至今已经公布了很多杂波模型，其中有几类是公认的比较合适的模型。
而且，杂波建模与仿真技术的发展己有三十多年的历史，己经有了一些比较成熟的理论和行之有效的方法，这就使得建立雷达杂波库具有可行性。
为了能够反映雷达信号处理机的真实性能，同时为改进信号处理方案提供理论依据，雷达杂波仿真模块输出的杂波模拟信号应该能够逼真的反映对象环境的散射环境。
模拟杂波的一些重要散射特性影响着雷达对目标的检测和踉踪性能，比如模拟杂波的功率谱特性与雷达的动目标显示滤波器性能有关;模拟杂波的幅度起伏特性与雷达的恒虚警率检测处理性能有关。
因此，杂波模拟方案的设计是雷达仿真设计中极其重要的内容，杂波模型的精确性、通用性和灵活性是衡量杂波产生模块的重要指标。
双基地雷达概述
“平面内”地杂波散射系数Domville对X波段、垂直极化条件下的包括开阔草地、树林和建筑物在内的乡村地面的测量数据进行了总结，并给出了如图25.10[108]所示的。
Domville称，由于数据来自不同的杂波源，并且是不同地形的平均，因此虽然这些数据有时可能会有10dB的差异；但是任一数据组的原始数据均散布在1～4.5dB之间。
测量数据库由直线θs=θi、θi =90︒、θs =90︒附近及前向散射区沿镜像脊附近的那些点组成，其余的数据则是内插值。
Domville还总结了森林和市区的“平面内”测量数据[108]。
所有的Domville测量地形的σB0等值线都具有相似的形状。
市区的σB0普遍比森林高出3～6dB。
但镜像脊的范围较小。
由于森林地形是更均匀的散射体，因此σB0的锥状等值线延伸到前向散射象限（θs >90︒）。
镜像脊的范围较乡村地面小且幅度约低16dB。
森林地形的其他σB0值在θs <90︒时和乡村地面的σB0的值相似。
Domville报道[109]，对小平面外角（φ＝165︒），观测到的乡村地面和森林地形的σB0在小θi时没有明显地变化。
同样，在小θi的条件下，乡村地面和森林地形的σB0在水平极化、垂直极化和交叉极化之间也没有观察到明显地变化。
半沙地在θi<-1︒和所有θs>-1︒时，水平和垂直极化测量的σB0值都是-40dB[110]。
交叉极化的测量值则低5～10dB。
而且当φ从180︒变到165︒时，σB0约以每度0.3dB衰减。
尽管地形条件不同，但是Cost的“平面内”数据[42]和Domville的数据[108]的吻合程度仍约为10dB之内。
即使地形条件更均匀，Cost的数据曲线并不总是单调地接近双基地镜像脊区。
Domville的“平面内”地杂波数据可以分成3个区：θi<-3︒或θs<-3︒的低擦地角区（如图25.10所示中的单影线区）；140︒≤(θi +θs)≤220︒的镜像脊区（如图25.10所示中的打点区）；双基地散射区（如图25.10所示中的阴影区）。
雷达杂波建模仿真分析及目标检测研究
（申请工学硕士学位论文）（申请工学硕士学位论文）雷达杂波建模仿真分析 及目标检测研究培养单位：信息工程学院 学科专业：信号与信息处理 研 究 生：黄杰 指导老师：杨杰 教授2014年5月分类号 密 级 UDC 学校代码 10497 学 位 论 文 题 目 雷达杂波建模仿真分析及目标检测研究 英 文 Research on Radar Clutter Modeling and Simulation 题 目 Analysis and Target Detection 研究生姓名 黄 杰 姓名 杨 杰 职称 教授 学位 博士 单位名称 武汉理工大学信息工程学院 邮编 430070 申请学位级别 硕士 学科专业名称 信号与信息处理 论文提交日期 2014年4月 论文答辩日期 2014年5月 学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期 答辩委员会主席 评阅人2014年5月指导教师独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。
同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：摘要雷达的作用是对各种目标进行探测，以得到人们想要的某些信息，称为有用信息，但雷达发射信号被反射回来时包含的信息十分丰富，对于其中那些人们不想要的某些信息，称为无用信息，它们会对有用信息产生干扰，为了得到清晰准确的有用信息，必须对雷达回波信号进行必要的处理，剔除抑制那些无用信息。
《2024年杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》范文
《杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》篇一一、引言随着雷达技术的快速发展，杂波的建模与仿真技术已经成为雷达信号处理中的重要一环。
杂波的准确模拟不仅对雷达目标检测和跟踪有着重要影响，同时对于提高雷达系统的性能也具有重要意义。
本文旨在探讨杂波建模与仿真技术的原理、方法及其在雷达信号模拟器中的应用研究。
二、杂波建模与仿真技术概述杂波建模与仿真技术是利用数学模型和计算机技术，模拟出雷达系统中杂波的特性。
杂波主要包括地杂波、海杂波、气象杂波等，这些杂波对雷达系统的性能产生重要影响。
杂波建模与仿真技术的目的是为了更准确地模拟出这些杂波的特性，以便于进行雷达系统的设计和优化。
三、杂波建模的方法杂波建模的方法主要包括统计模型和物理模型两种。
统计模型是通过分析杂波的统计特性，如均值、方差、协方差等，来建立杂波模型。
物理模型则是根据杂波产生的物理过程，如散射、反射等，来建立杂波模型。
这两种模型各有优缺点，应根据具体的应用场景选择合适的模型。
四、仿真技术的实现仿真技术的实现主要包括数学建模、算法设计和计算机仿真三个步骤。
首先，根据杂波的特性建立数学模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用计算机技术实现仿真过程。
在仿真过程中，需要考虑到仿真精度、计算效率等因素。
五、在雷达信号模拟器中的应用雷达信号模拟器是用于模拟雷达系统中的各种信号和杂波的设备。
杂波建模与仿真技术在雷达信号模拟器中的应用，可以帮助研究人员更好地理解和分析雷达系统的性能。
通过模拟出各种复杂的杂波环境，可以对雷达系统的目标检测、跟踪、抗干扰等性能进行评估。
同时，还可以用于训练和测试雷达系统的性能。
六、实例分析以某型雷达系统为例，介绍杂波建模与仿真技术在其中的应用。
首先，根据实际的地形、气象等条件，建立相应的杂波模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用雷达信号模拟器进行仿真。
通过对比实际雷达系统的性能和仿真结果，可以验证杂波建模与仿真技术的有效性和准确性。
距离模糊下天空双基地预警雷达杂波抑制方法
距离模糊下天空双基地预警雷达杂波抑制方法王悦;袁俊泉;黄忠言;陈阿磊;温建雄【摘要】天空双基地预警雷达杂波具有严重的非平稳性,同时存在距离模糊,使得杂波抑制变得困难.针对考虑距离模糊时天空双基地预警雷达杂波抑制问题,基于子孔径平滑处理和重构杂波协方差矩阵的思想,提出了一种非平稳杂波抑制方法.首先对某一距离环杂波数据进行子孔径平滑处理,估计出子孔径下的杂波协方差矩阵;然后计算该距离环功率谱并作为幅度值,重构模糊距离环的杂波数据和协方差矩阵;最后利用重构数据对距离模糊杂波进行空时自适应处理.仿真结果验证了所提方法的有效性.【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2019(017)004【总页数】7页(P389-395)【关键词】天空双基地预警雷达;距离模糊;杂波协方差矩阵;杂波抑制;空时自适应处理【作者】王悦;袁俊泉;黄忠言;陈阿磊;温建雄【作者单位】空军预警学院,湖北武汉 430019;空军预警学院,湖北武汉 430019;空军预警学院,湖北武汉 430019;空军预警学院,湖北武汉 430019;空军预警学院,湖北武汉 430019【正文语种】中文【中图分类】TN9590 引言天空双基地预警雷达将发射端置于卫星上，接收端置于预警机或无人机上[1-2]，具有典型的双基地雷达特点，同时由于各部分相对运动关系复杂，影响因素较多，使得地面杂波呈现严重的非平稳性[3]。
在进行空时自适应处理(STAP)时，难以准确估计待检测单元的杂波协方差矩阵，导致抑制凹口变形展宽，STAP性能下降，严重影响了杂波抑制效果和对慢速目标的检测能力。
为了抑制双基地机载雷达以及非正侧面阵单基地机载雷达带来的非平稳杂波，提出了导数更新法(DBU)、多普勒频移法(DW)、联合时间训练样本法(JTTS)等多种方法[5-7]。
其中，导数更新法将自适应权矢量与距离变化联系起来进行非平稳杂波抑制；多普勒频移法在准确计算出每个距离环方位-多普勒曲线的基础上，利用多普勒频移实现杂波抑制；联合时间训练样本法通过减少距离向的训练样本降低杂波非平稳性的影响，从而实现杂波抑制。
甚长基线的双基地机载雷达杂波建模与分析
此 区域 杂波 的特 点及其 产 生 的原 因 ， 并通过 计算 机仿 真验 证 了
模 型 的正确 性 ， 为甚长 基线 新 的配置模 式下 的杂波抑 制 和运 动 目标检 测研 究奠 定 了基 础 ．
１ 甚 长 基 线 的 双 基 地 雷 达 杂 波 建 模
Ｓ
图 １给 出了一般 双基 地机 载雷 达 的几 何关 系． 假定 地面水 平， 以发射 载机 和 接 收载 机 之 间 的连 线 在 地 面 上 的投 影 作 为 Ｘ 轴 ， 立 Ｏ Ｚ坐 标 系 ； Ｒ 分 别 表 示 发 射 载 机 和接 收 载 建 ＸＹ Ｔ、
中图法 分类 号 ： ＴＮ９ ７ ５ 文献标 识码 ： Ａ
０ 引 言
甚 长基线 的双 基地 雷达 对地 面进行 探测 时 ， 接收 到 的回波数 据 中会有很 强 的地 面杂 波干扰 存在 ， 面 地 动 目标信 号 常常会 淹 没在其 中， 这对地 面动 目标 的检 测带 来 了很 大 的挑 战． 单 基地 雷 达相 比 ， 基 地 雷 与 双
达 的杂 波分 布＿ 受 两载 机配 置 （ 射和 接收平 台的速 度 、 １ 发 高度 、 行方 向与 阵面 轴线 的夹角 等 ） 飞 的影 响 分
布 非常 复杂 ． 甚长 基线 的双基 地 雷达对 处在 平 台之 间和之 外 的地 面 动 目标 进行 检测 ， 杂波 的分 布形 状不 仅 和 平 台的配 置参数 有关 ， 而且 地 面杂波 在发 射 和接 收载机 平 台在 地 面上 投 影点 之 间 和之 外 的 杂波 差 异 也 比较大 ， 因此 对 于甚长 基线 这种 新 的机 载 双基地 雷达 体 制 ， 杂波 模 型Ｌ 的准确 估 计 直接 影 响 到 系统 对 于 ３ 地 面杂 波 的抑制性 能 以及 空 时 自适应 处 理 的动 目标 的检 测性 能 ９ ＿． １ 本 文建立 了在 甚长 基线 配置 模式 下杂 波 的一 般模 型 ， 出 给 了杂波 的距 离多普 勒 和方位 多普 勒 的准确 表达 式 ， 析 了处在 分
雷达杂波的建模与仿真
theory a chaotic clutter model is put forward using radial basis function network (RBFN). A radar clutter library which is able to generate various coherent or correlated clutters is built. The clutters generated with the library may be Rayleigh, log-normal, Weibull, K-distributed or NG distributed, with Gaussian, Caucy or all-pole spectrum. Keyword: clutter modelling and simulation stochastic model
Abstract
Computer modelling and simulation techniques are becoming increasingly important in the design and development of modern radar systems. The main purpose of this paper is to summarize radar clutter models and generate various kinds of clutters for the laboratory simulation systems. The paper also present better simulation methods or new clutter models. The works of this paper are
《2024年杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》范文
《杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》篇一一、引言随着雷达技术的不断发展，杂波建模与仿真技术在雷达信号处理中扮演着越来越重要的角色。
杂波是雷达系统中不可避免的一种干扰信号，它会对雷达的探测性能产生严重影响。
因此，研究杂波建模与仿真技术，对于提高雷达系统的性能和可靠性具有重要意义。
本文将介绍杂波建模与仿真技术的基本原理及其在雷达信号模拟器中的应用研究。
二、杂波建模与仿真技术的基本原理杂波建模是指根据实际杂波的特性，建立相应的数学模型，以便于进行后续的仿真和分析。
杂波的来源多种多样，包括地面、海面、气象等因素产生的杂波。
因此，建立准确的杂波模型需要考虑多种因素的综合影响。
仿真技术则是利用计算机等设备，对建立的模型进行数值计算和可视化呈现，以便于观察和分析杂波的特性。
仿真技术可以帮助我们更好地理解杂波的产生机制和传播规律，为后续的雷达信号处理提供理论依据。
三、杂波建模的方法目前，常用的杂波建模方法包括统计模型、物理模型和混合模型等。
统计模型主要是根据实际测量的杂波数据，通过统计方法建立杂波的数学模型。
物理模型则是根据杂波产生的物理机制，建立相应的数学模型。
混合模型则是结合统计模型和物理模型的优点，综合考虑多种因素，建立更加准确的杂波模型。
四、仿真技术在雷达信号模拟器中的应用雷达信号模拟器是雷达系统研发和测试的重要工具，它可以模拟各种复杂的雷达信号和环境，以便于对雷达系统进行性能评估和优化。
在雷达信号模拟器中，杂波建模与仿真技术可以应用于以下几个方面：1. 杂波背景模拟：通过建立准确的杂波模型，可以在雷达信号模拟器中模拟各种复杂的杂波背景，以便于评估雷达系统的抗干扰能力。
2. 杂波抑制算法验证：利用仿真技术，可以生成大量的杂波数据，用于验证和优化杂波抑制算法的性能。
3. 雷达系统性能评估：通过仿真技术，可以模拟不同环境下的雷达系统性能，以便于对雷达系统的性能进行全面评估。
五、实例分析以某型雷达系统为例，我们采用了混合模型的方法建立了杂波模型，并利用仿真技术对杂波背景进行了模拟。
机载MIMO雷达杂波建模及杂波特性分析
Ｍ ｏ ｅ ｎ ｕ ｔｒＣｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓＡｎ ｌｓｓｆ ｒＡｉｂ ｒ ｅ Ｍ Ｉ Ｏ ｄ ｒ ｄ ｌａ ｄ Ｃｌｔｅ ａ ａ ｔｒｓｉ ａｙ ｉ ｌ ｒ ｏ ｎ Ｍ ｃ ０ Ｒａ ａ
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在 ２０ ０ ４年提 出 的。它成 功借 鉴 了在通 信领域 取 得
巨大成 功 的 多 输 人 多 输 出技 术 ， 雷 达 系 统 通 过 使
独特 的时 间一 量管 理技 术来 实现 多个 独立 波 束 同 能
时照射 目标 ， 而 有 效 改 善 雷 达 的性 能 。ＭＩ 从 ＭＯ
雷达 具有 处理维 数 高 、 收发 孔 径 利 用 充分 、 分辨 角
（ 军雷达学院雷达兵器运用工程重点实验室 ， 北武汉 ４０１ ） 空 湖 ３ ０ ９ 摘 要 ： 载 ＭＩ 机 ＭＯ 雷 达 通 过 将 ＭＩ ＭＯ 技 术 应 用 到 机 载 雷 达 ， 著 增 加 了 雷达 的 系统 自由 度 ， 显 改善 了 机 载 雷达 的 杂 波 抑 制 性 能 。首 先 建 立 了机 载 ＭＩ Ｏ 雷 达 的 杂 波数 学模 型 ； 后 给 出 了 两种 典 型 的 正 交信 号 Ｍ 然
ｄ ｍ（ ｏ Ｄ０Ｆ ｏ ｌ ｔｅ ） ｆｃｕ ｔ ｒ
目标 、 目标 的检 测 能 力 等 。 目前 ， 慢 国内外 许 多 学
１ 引 言
ＭＩ ＭＯ（ 多输 人 多输 出 ） 达是 近 几 年 发 展起 雷 来 的一种 新 体 制 雷 达 ， 概 念 首先 是 被 Ｆ ｓ ｌｒ ］ 其 ｉ ｅ＿ ｈ ＿ １
天基MIMO雷达统一杂波模型及特性分析
天基MIMO雷达统一杂波模型及特性分析
黄辉;王永良;谢文冲;陆晓飞
【期刊名称】《空军预警学院学报》
【年(卷),期】2017(031)005
【摘要】天基MIMO雷达杂波特性分析对其杂波抑制技术研究具有重要意义.在分析天基统计MIMO雷达与杂波几何关系的基础上,构建了天基MIMO雷达杂波统一模型.根据模型对天基集中式MIMO雷达（单基地MIMO雷达、双基地MIMO雷达）和天基统计MIMO雷达进行了杂波特性仿真分析,验证了模型的通用性.仿真结果表明,受地球自转影响,天基雷达的空时杂波谱均存在弯曲和展宽,天基MIMO雷达的非线性变化程度小于天基相控阵雷达;对于统计MIMO雷达系统而言,可从多个角度观测目标,接收到的不同发射雷达的杂波脊线不重合,有利于后续的杂波抑制.
【总页数】5页(P319-323)
【作者】黄辉;王永良;谢文冲;陆晓飞
【作者单位】空军预警学院,武汉430019
【正文语种】中文
【中图分类】TN959
【相关文献】
1.天基MIMO雷达统一杂波模型及特性分析 [J], 黄辉;王永良;谢文冲;陆晓飞
2.机载MIMO雷达杂波建模与特性分析 [J], 郝琳;张永顺;李哲;许洁
3.发射波形合成下的机载MIMO雷达杂波统一模型 [J], 徐武军;张西川;王睿;杨少春
4.机载MIMO雷达杂波建模及杂波特性分析 [J], 严韬;谢文冲;王永良
5.天基雷达杂波谱估计及特性分析 [J], 任太姝;李景文
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天基雷达的杂波建模与仿真的开题报告
天基雷达的杂波建模与仿真的开题报告一、选题背景天基雷达是一种具有重要军事及民用意义的远距离探测系统。
其中，杂波是指在接收系统中除目标回波以外的其他收到信号。
杂波会产生许多不良的效应，如降低雷达信号的信噪比，干扰雷达的正常工作等，所以对于天基雷达来说，准确地建模和仿真其杂波是非常关键和必要的。
二、研究目的和意义本文旨在通过建立天基雷达的杂波建模和仿真模型，实现对天基雷达杂波的实时监测，预测和控制，为天基雷达的设计和运行提供有力的支持。
三、研究内容本文将围绕以下四个方面来开展研究：1. 天基雷达系统的基本结构和工作原理的研究，包括系统的传输链路，接收链路和信号处理。
2. 天基雷达杂波特性的分析和建模，包括天气、电离层、地面反射等因素对于雷达接收信号产生的影响以及杂波的分类和统计分析。
3. 基于Matlab和C++的天基雷达杂波仿真模型建立，包括雷达接收信号的模拟和处理过程以及杂波的统计和分析过程。
4. 仿真结果的分析和评估，包括仿真结果的可靠性评估以及杂波的实时监测与控制方案的制定等。
四、研究方法和技术路线研究方法采用理论模型建立和仿真模拟相结合的方式。
首先，对天基雷达的杂波特性进行分析和建模，制定相应的数学模型；其次，结合Matlab和C++进行仿真模拟，实现对杂波的实时监测和预测；最后，对仿真结果进行评估和分析，制定合理的杂波控制方案。
五、预期结果和成果本文研究的预期结果和成果主要包括以下方面：1. 天基雷达系统和杂波的本质特性的深入了解，为天基雷达系统的设计和优化提供理论基础。
2. 基于Matlab和C++的天基雷达杂波模型，实现对杂波的实时监测和预测，为天基雷达的应用提供有力支持。
3. 可靠的仿真结果和杂波控制方案，能够帮助天基雷达系统的设计者和运行人员更好地理解和控制天基雷达系统中的杂波干扰。
六、研究难点1. 天基雷达杂波特性的建模和仿真，需要兼顾天气、电离层和地面反射等多种因素，需要准确的数学模型和算法。
空地双基地雷达杂波建模与特性分析
空地 双 基 地 雷 达 杂 波 建 模 与 特 性分 析
战 立 晓 汤 子 跃 朱 振 波 付 莹
（ Ｉ 军 雷 达学 院研 究 生 管 理 大 队 ， 汉 ，３ ０ ９ ． 军 雷 达 学 院空 天 基 预 警 监 视 装 备 系 ， 汉 ，３ ０ ９ １空 武 ４ ０ １ ；２空 武 ４０ １ ）
ａ ａ ｙ ｅ ．Ｔｈｅ ｒ ｓ ｔｓ ｗｓ ｔ ｔ ａ ｐ ｅ ｉｅ ｓ ｃ ｒ ｉａ ｉ ａ ｔ ｉ ｏｏ ｍｐ ｏｖ ｍｅ ａ — ｎ ｌｚｄ ｅ ｕｌ ｈｏ ｈａ ｒ ｃｓ ｙｎ ｈ 。ｎ ｚ ｔｏｎ ｃ ｎ ｏｂ ａ ｎ ａ ｇ ｄ ｉ ｒ ｅ ｎｔｆ ｃ
Ｚｈ ｘｉ ｏ ａｎ Ｌｉ ａ ，Ｔａｎ Ｚｉ ｅ ， Ｚｈｕ Ｚｈｅ ｂ ，Ｆｕ Ｙｉ ｇ ｇ ｙｇ ｎｏ ｎ
（ ． ｐ ｒｍｅ ｔｏ ａ ｕ ｔ ａ ａ ｅ ｎ ，Ａｉ ｒ ｅ Ｒａ ａ ａ ｅ １ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＧｒ ｄ ａ ｅ Ｍ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｒＦｏ ｃ ｄ ｒ Ａｃ ｄ ｍｙ，Ｗ ｕ ａ ｈ ｎ，４ ０ １ ，Ｃｈ ｎ ３ ０ ９ ｉａ；
中 图分 类 号 ： Ｎ９ ７ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ
Ｍ ｏ ｌｎｇ ａ ｄｅ ｉ ｎｄ Ｃｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｃｌ ｔ ｒ ｆ ｒ Ｔｅ ｈｅ ｅ ｌ ｓ ｓ ｏ ｕｔｅ ｏ ｔ ｒ ｄ
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Ａｉ Ｆｏ ｃ ｄ ｒＡｃ ｄ ｍｙ，Ｗ ｕ ａ ｒ ｒ ｅ Ｒａ ａ ａ ｅ ｈ ｎ，４ ０ １ ３０ ９，Ｃ ｉ ａ ｈｎ ）
两种机载雷达的地杂波模型与仿真方法_苏卫民
描而进行机械扫描 , 仍然可以等效为常规的单天线 ,
见图 1 .1 。 将其与图 2 .1 进行比较可以发现 , 单天
线的情况可以看作是阵列天线只有一个参考阵元 1
接收杂波 信号时的特例 。 令(2 .1)式中 ΔΥ(u , θ,
φ)=0 , 得
∫π
X (t)= G(θ, φ)· A(θ)exp(JB(θ))·
图 2.3 仿真地杂波功率谱(α=π/ 6) Fig .2.3 Simulated clutter spectrum(α=π/ 6)
3 机载合成孔径雷达的杂波模型与仿真
与机载预警雷达不同 , 机载合成孔径雷达一般
采用的是常规的单天线体制 , 尽管有些情况下为了
实现和 、差波束而采用阵列天线 , 一般也不进行电扫
傅立叶导引矢量 , 则二维傅立叶导引矢量 s 即定义 为矢量a 和b 的 Kronecker 积 , 即 s =a b .对杂波 协方差矩阵 R 的变量[ θ, f d] 在[ 0 , π] ×[ - f r/ 2 , f r/ 2] 区间上作遍历就得到地杂波的极大似然功率
谱
P
(cos
θ,
2
f
d
/
f
1 地面杂波特性分析
首先分析地杂波的多普勒特性 。常规的单天线 机载雷达与地面某杂波单元的 几何位置关系 如图 1.1 所示 。设雷达载机 A 沿 y 轴方向匀速直 线飞 行 , 速度为 v , 雷达主波束方位角为 θ, 俯仰角为 φ, 主波束中心线与地面的交点为 P , 雷达与 P 点的斜 距为 R , 天线主波束 3dB 宽度为 β , 雷达发射信号波 长为 λ.位于 P 点处的地面杂波单元引入的多普勒
天基雷达相干地杂波模型研究
应 用 之 一 ， 地 杂 波 抑 制 一 直 是 实 现 地 面 动 目标 而
与天线 相位 中 心 的相 对位 置 ， 而 求 得 散 射 点 与 进
天 线相位 中心的视 线 距 离 和与 天 线 波束 中心 的夹
该 模 型 提 高 了相 干 地 杂 波模 拟 的 实 用性 。仿 真 得 到 的距 离 多普 勒 二 维 杂 波 图证 实 了该 模 型 的 正 确 性 和 有
效性 。
关 键 词 ： 基 雷达 ； 杂 波 ；多普 勒频 率 天 地
中 图 分 类 号 ： Ｎ９ ９ ７ Ｔ ５．４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ２ ２ ３ （ ０ ８ ０ ｌ ８ Ｏ ｌ ７ — ３ ７ ２ ０ ） ２０ ２ 一 ６
维普资讯
第 ２期 ２０ ０ ８年 ４月
雷 达 科 学 与技 术
Ｒ ａｄａｒ Ｓｃ ｉ ｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ ｅｃｈｎｏ ｌ ｏｇｙ
Ｖ ｏ１６ ． Ｎｏ． ２ Ａ ｐ ｉ ２０ ｒｌ ０８
天 基 雷 达 相 干 地 杂 波 模 型 研 究
在 星载合 成孔径 雷 达（ ＡＲ 技术 和 机 载雷 达 Ｓ ） 技术 发展 的 基 础 上 ， 基 雷 达 技 术 的研 究 已经 成 天 为雷 达领 域 的重 点研 究课题 ｌ ， 中地 面动 目标 指 １其 ］ 示 和空 中动 目标 指 示 （ ＡＭＴ ） 天基 雷 达 的重 要 Ｉ是
双基地机载雷达杂波预滤波方法
Ｃｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｐｒ ｅ － ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｂ ｉ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ａ ｄａ ｒ
ＺＨ ０【 ，Ｙａ ｈ， ＦＥＮ Ｇ Ｄａｚ ｈｅ ｎｇ， ＺＨ Ｕ Ｇｕｏ ｈ ｕｉ
ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｗｏ ｒ ｋ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ Ｏ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ．Ｔｈ ｅ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗｉ ｎ ｇ Ｓ ＴＡＰ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ － ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ． Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｂ ｉ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ；ｓ ｐ ａ ｃ ｅ — ｔ ｉ ｍｅ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ（ Ｓ ＴＡＰ） ；ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ － ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ； ｃ ｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ
双 基 地 机 载 雷 达杂 波预 滤 波 方 法
周 延 ， 冯 大 政 ， 朱 国 辉
210974899_星载双基地雷达杂波建模及特性分析
<!引!言
站 得 高 *看 得 远 *部 署 不 受 国 土 等 因 素 限 制 的 星 载 雷 达(; 受!) 到越来越广泛的关注'越来越多的国家将研究的焦 点集中在星载雷达 上 ("E) $目前'星载单基地雷达体制相对 成熟并且易于实现'但存在如雷达系统成本高*所需功率孔 径积要求高等问题$针对存在的上述几个问题'提出了收发 分置(D 的 ;$) 星载双基地雷达 体 (;;;#) 制$与星载单基地雷达
坐标系eIga$设发射机 V 和接收机= 之间连线的中点
为<'e 为地球的圆心且为坐标系的原点$以 e< 连线为
a 轴'过点 点 V* = 在Ieg 平面上的投影点且与a 轴垂直
过原点e 的直线为I 轴'g 轴垂直于 Iea 平面且以右手定
则 接 波
确 收 单
定'如图 所 ;!1" 示$其中'发射机
程'进而得到惯性坐标系下星载双基地雷达几何模型'同时 只需给出双基地卫星星下点经纬度*轨道高度及倾角*升交 点赤经等参数信息$与现有模型相比'本文模型对是否满足 发射*接收机相交区域进行了分析'所得模型合理'且对运算 过程进行了简化'便于推广到更多的双\多基地场景等$
本文首先基于构建的直角坐标系得到了双基地杂波等
星 下 点 和 坐 标 45(2#(/-+#'!=( ^[#"(/-2#"$
双基地雷达,不说你也知道的特性!
双基地雷达，不说你也知道的特性！我们知道发射机和接收机共用一副天线的传统雷达称为单基地雷达或单站雷达(Monostatic Radar)。
那么，今天我们就来讲讲那些不说你也知道的双基地雷达的特性。
1双基地雷达的概念理解接收机和发射机在不同位置的雷达称为双基地雷达(Bistatic Radar)。
虽然这样的结构带来了一些技术上的难题，特别是发射机和接收机之间的同步问题，还可能增加成本，但它存在一些潜在优势。
隐身目标会将单站雷达发射的能量散射到各个方向，而双基地雷达能够提高对隐身目标的检测能力。
双基地雷达的接收机是被动式的，这就意味着接收机不会被电子支援措施所定位。
很难针对双基地雷达接收机部署对抗措施，因为它们的位置的未知的。
因此，任何干扰都必须在一个角度范围内传播，削弱其有效性。
同样，双基地接收机不易受到反辐射导弹(ARMs)的攻击。
双基地雷达体制是十分有用的，尤其是在无人机系统(UAVs)中，因为无人机可以只携带接收机，而重型、复杂、高功耗的发射机可以位于别处。
20世纪30年代最早的机载雷达试验就是双基地的，因为在最初的机载雷达系统中不可能产生高功率的雷达脉冲。
从70年代后期到80年代初期双基地雷达系统的一个典型例子是“Sanctuary”，它是一个美国双基地防空雷达研制计划，它在防区外使用机载照明雷达，接收机为地面被动接收器。
2双基地雷达的特性由发射机、目标和接收机形成的三角形如下图所示。
接收机和发射机之间的距离称为基线(baseline)。
目标与发射机和接收机连线的夹角称为双基地角或分置角(bistatic angle)。
在大多数情况下，双基地接收机测量来自发射机的直接脉冲和目标回波脉冲之间的延时，如果L已知，将可以得出双基地距离和。
这样的测量方法定义了一个椭圆，发射机和接收机分别是两个焦点。
这就和你小时候玩的把戏是一样的：把两个大头针钉在木板上，然后用绳子和铅笔画出一个椭圆。
通常，发射机或接收机(或两者)使用定向波束来指向椭圆上的目标。
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ISSN 1000-0054CN 11-2223/N清华大学学报(自然科学版J T singh ua Un iv (Sci &Tech ,2007年第47卷第10期2007,V o l.47,N o.1013/401606-1609空天混合双基地雷达杂波建模李华,汤俊,彭应宁(清华大学电子工程系,北京100084收稿日期:2006-09-26作者简介:李华(1981—,女(汉,四川,博士研究生。
通讯联系人:彭应宁,教授,E -mail :peng yn @hsp .ee .ts inghua .edu .cn摘要:为了研究空天混合双基地雷达中的杂波特性和杂波抑制算法,提高对慢速目标的检测性能,该文分析了空天混合双基地雷达的几何关系,获得杂波等距离环的解析解并建立了杂波模型。
同时基于该模型,对几种特定空间几何配置下的杂波等距离环和杂波角度Do ppler 线进行了仿真分析。
结果表明混合模式的杂波特性对卫星平台速度和位置更加敏感,合理的双基地几何配置可以提高空时二维信号处理的性能,达到更好的最小可检测速度。
关键词:双基地雷达;空天混合双基地雷达;杂波建模中图分类号:T N 957文献标识码:A文章编号:1000-0054(200710-1606-04Clutter modeling for Hybrid bistaticspace -based radarLI Hua ,TANG Jun ,PE NG Yingning(Department of Electronic Engineering ,Tsinghua University ,Beij ing 100084,ChinaAbstract :Hybrid bistatic space-bas ed rad ar (HB-SBRuses atran smitter on a s atellite w ith th e receiver on th e airplane.Cluttermodeling is introduced to r educe clu tter and improve slow -moving target detection in HB-S BR.Simulations of the clutter isorange contours and clutter angle-doppler traces for varies g eometr ies sh ow s that the clutter char acteristics of th e h ybrid bistatic mode are very sen sitive to th e s atellite ch aracteristics and a better m inimum detection velocity can be achieved w ith the pr op er bis tatic configuration.Key words :bis tatic radar;hybr id bis tatic space-bas ed radar;cluttermodel天基雷达系统由于具有全天时、全天候、全球大范围区域的信息获取能力,近年来正逐渐成为一个新的研究热点。
单基雷达系统与双/多基地雷达系统相比有着系统成本低,抗电子干扰、抗摧毁等很多优点。
实际的天基双/多基地雷达系统可以采用空天(飞机/卫星混合平台、天基(卫星/卫星平台等多种形式[1,2]。
由于天基雷达系统采用下视工作的方式,同时由于卫星平台具有极高的运动速度,使得天基雷达系统面临着复杂的杂波背景。
双基地雷达系统的杂波特性比单基地系统的杂波特性更为复杂,而系统杂波的建模研究工作对于后续的杂波抑制算法研究具有至关重要的意义。
近年来,国内外已经开展了一些机载双基地雷达杂波的建模和仿真工作并分析杂波特性[3-6]。
本文提出了针对空天混合双基地雷达的杂波建模方法,该模型的接收机采用无人机平台,发射机放置在卫星平台上。
并在该模型基础上,对几种特定空间几何配置下的空天混合双基地系统的杂波等距离环和杂波角度Doppler 关系进行了仿真和分析。
1空天混合双基地雷达几何关系分析在单基地雷达系统中,接收机在一个距离门内接收到的杂波回波来自于一个等距离圆环。
在双基地雷达系统下,对应于一个距离门的杂波等距离环为以接收机和发射机为焦点的椭球与地球球面的交线。
由于两个曲面交线的求解比较复杂,本文将利用合理的近似来求出该等距离环的解析解。
由于地球是球体,接收机对地面的最大覆盖范围是一个球冠。
但考虑到接收机是无人机,它的飞行高度低,对地面的覆盖范围很小,因此可以认为接收机对地球的覆盖范围为一个圆平面,定义为接收圆。
来自接收圆外的回波信号将无法被接收机接收到。
如图1所示,我们以接收机与地心O ′的连线为Z 轴,与地面的交点O 为原点,与Z 轴垂直的平面为X OY 平面。
发射机和地心连线与X OY 平面交于P 点,O ′P 的方向即为X 轴,收发机到地心连线的夹角为。
椭球与X OY 平面的交线为杂波等距离环,它是一个椭圆。
要注意的是,当较大时,在大多数情况下,只有部分椭圆环在接收圆内,因此杂波环的积分范围发生变化,不再是一个完整椭圆,使得杂波回波只存在部分方位角内。
这与机载双基地雷达不同,在机载情况下,发射机和接收机在地面的投影一般认为在同一平面内,杂波等距离环则为该平面内的完整椭圆,即杂波信号是从各个方向来的。
从后面的分析还将看出, 不仅影响等距离环在接收圆内的形状,还将影响杂波谱随距离的变化率,是一个很重要的参数。
图1空天混合双基地几何关系2杂波等距离环的建立杂波等距离环的位置和形状与发射机和接收机的坐标及双基地距离L 有关。
接收机和发射机离地面的高度分别为H r 和H t ,它们到地心连线的夹角为。
则它们的坐标为:R :R x =0,R y =0,R z =H r ;T :T x =(H t +R e sin ,T y =0,T z =(H t +R e cos -R e .其中R e 为地球半径。
只需先求出椭圆在OX Y 平面内的4个顶点A BCD 的位置,就可以计算出焦点,从而写出椭圆方程。
由分析可知,该椭圆关于X 轴对称,长轴顶点和焦点都在X 轴上。
先求解长轴顶点AB 。
如图2所示,写出椭球在X OZ 平面内的椭圆方程,焦点为R 和T 。
然后令Z 为零,就得到A 和B 的坐标:A x ,B x =-(2a 2S z sin -2b 2S x co s ±2(b 2cos 2 +a 2sin 2.(1其中:a =L /2,b =a 2- D RT /2 2,D RT 为接收机和发射机之间的距离。
=arctanT z -R zT x -R x,=(2a 2S z sin -2b 2S x cos 2-4(b 2cos 2+a 2sin 2(b 2S x +a 2S z -a 2b 2,S x =(R x +T x /(2cos +(R z +T z /(2sin ,S z =-(R x +T x /(2sin +(R z +T z /(2cos .再利用椭圆的对称性,得到短轴顶点C 和D 的坐标为A x +B x2,±C y ,仅有y 坐标未知,代入D RC+D TC =2L 可解。
D RC 、D TC 分别为C 点到R 和T 的距离。
图2双基地椭球解出C 、D 的坐标为C y ,D y =±E 2-A x +B x2-T x2-T 2z .(2其中E =4L 2+(A x +B x (R x -T x +T 2x +T 2z -R 2x -R 2z4L.3空天混合双基地雷达地杂波模型双基地雷达与单基地雷达最大的区别是杂波单元相对接收机的Doppler 频率f t 与发射机和接收机的相对关系和运动方向都有关系,杂波等距离环上任意一个散射点M 的Doppler 频移为f t =‖V r ‖!cos ∀r +‖V t ‖!cos ∀t ,(3其中:!为波长;V r 、V t 分别为接收机R 和发射机T 的速度矢量,其方向一般认为平行于X OY 平面。
假设卫星轨道为圆轨道,由向心力可知,V t 只能在垂直O ′R 的平面内。
#r 、#t 分别为V r 、V t 在X OY 平面内的投影V ′r、V ′t 与X 轴的夹角。
∀r 、∀t 分别为RM 、TM 与V r 、V t 所成的锥角,其中RM 、TM 分别为接收机和发射机到杂波单元M 的向量。
锥角采用内积的方法得到co s ∀r =‖V r RM ‖‖V r ‖‖RM ‖,cos ∀t =‖V t TM ‖‖V t ‖‖TM ‖.设发射机和接收机都采用面阵,阵元之间等间1607李华,等:空天混合双基地雷达杂波建模距,且阵面都采用正侧式放置。
发射机和接收机采用的阵元数目分别Q t ×N t 和Q r ×N r ,Q 表示行数,N 表示列数。
将杂波等距离环分成N c 个杂波单元,则第i 个杂波单元相对于接收机的空间频率为f s i =d !cos ∀r i ,(4归一化的时间频率为f t i =‖V r ‖!f r cos ∀r +‖V t ‖!f rcos ∀t ,(5其中f r 为脉冲重频。
定义a i 和b i 为空域Fo urier 导引矢量和时域Fo urier 导引矢量:a i =[1,ej2∃ f s i,ej2∃ fs i,…,ej2∃(N r-1 fs i]T,b i =[1,ej2∃ ft i,ej2∃ f t i,…,ej2∃(K -1 ft i]T.则二维Four ier 导引矢量S i 即定义为矢量a i 和b i的Kronecker 积,即S i =b i a i ,S i 为N K ×1维,K 为脉冲数。
由上面建立的导引矢量可以将雷达接收到的杂波单元回波的一组空时快拍数据表示为x i =%i S i ,%i 为该杂波单元信号回波的幅度,其平均功率为 i ,根据雷达方程,i =P t G t G r !2&i d A(4∃3D 2t i D 2r i.(6式中:P t 为发射功率,G t 、G r 为在该杂波单元上的发射、接收天线增益;!为波长;&i 为该杂波单元的散射系数,它与发射接收角度有关,此时为简便,假设相同的&i 。
D t i 、D r i 是发射和接收机到杂波单元的距离;d A 为该微小杂波单元的面积。
雷达接收到的该距离环上的杂波信号为N c 个杂波单元回波的和,即X c =∑Nci =1%iS i.(7X c 称为该距离单元上的一个时空快拍。