法国推出低频OTHR雷达
天波超视距雷达舰船目标检测特点及难点分析
第34卷第5期2020年10月空军预警学院学报Journal of Air Force Early Warning AcademyV ol.34No.5Oct.2020收稿日期:2020-07-29作者简介:崔晓梦(1983-),女,讲师,博士,主要从事雷达通信一体化技术研究.天波超视距雷达舰船目标检测特点及难点分析崔晓梦1,严韬1,段广青2(1.空军预警学院,武汉430019;2.武警士官学校,杭州310000)摘要:为研究天波超视距雷达(OTHR)舰船目标检测问题,系统分析了目标特性、高频海杂波特性、电离层特性和干扰噪声特性,在此基础上讨论了OTHR 舰船目标检测的特点和难点,并结合计算机仿真给出了相应的结论.本文工作为后续研究OTHR 舰船目标检测方法提供了理论基础.关键词:天波超视距雷达;舰船目标检测;海杂波;电离层;相干积累时间中图分类号:TN958文献标识码:A文章编号:2095-5839(2020)05-0340-06随着海上武器平台和远洋航运的飞速发展,海面舰船目标监视受到世界各国的高度重视.天波超视距雷达(OTHR)工作在高频频段(3~30MHz),利用大气电离层对高频电磁波的折射弯曲自上而下观察空中及海面目标,具有大范围、远距离、抗隐身、抗低空等优良的目标探测性能,在战略防空、反导预警、对海监视等方面具有突出作用[1].利用OTHR 不仅可以对广阔海域内航空母舰战斗群以及各类大中型舰船目标进行监视,还能提供飞机、巡航导弹和弹道导弹等威胁目标的早期预警,是有效掌握制空/海权,应对战略打击的重要手段,具有极其广阔的应用前景.OTHR 目标检测采用多普勒域检测机制,相较于飞机和导弹2类快速运动的空中目标,舰船目标具有运动速度慢、多普勒频率低的特性.OTHR 舰船目标的检测背景为强大且复杂的海杂波,文献[2]通过实测数据分析了高频海杂波的多普勒分布特性和回波幅度特性,其结果表明海杂波在多普勒域表现为一段连续的多普勒谱,其中一阶海杂波表现为2个较窄的谱峰,二阶及高阶海杂波表现为一段具有多个尖峰但幅度低于一阶海杂波的连续谱.文献[3]运用电磁场理论推导了一阶和二阶海杂波散射截面积方程,从数学角度定量描述了高频海杂波多普勒谱.文献[4]基于归一化函数理论对高频海杂波多普勒谱模型进行了研究完善,使之更加契合OTHR 实测海杂波情况.文献[5]从OTHR 舰船目标的探测原理出发简要分析了OTHR 探测舰船目标的难点,文献[6]研究了不同风速条件下海杂波对高频雷达检测舰船目标的影响,并运用多普勒盲区(DBZ)来直观刻画OTHR 舰船检测性能.文献[7]将电离层引入海杂波模型,进一步研究了海态和电离层对OTHR 舰船检测的影响.同时,OTHR 工作的高频频带内还存在大量的外部干扰和噪声,限制了雷达工作参数的选择和接收机灵敏度[8-9],也给OTHR 舰船目标检测带来严重影响.因此,对于OTHR 目标检测,相对于噪声背景下的机动目标检测,海杂波背景下的舰船目标检测更加困难.现有的OTHR 舰船检测问题研究分析仅针对特定问题展开,缺乏一定的系统性,为此本文基于OTHR 舰船目标检测问题,系统研究分析与之密切相关的目标特性和环境特性(海杂波特性、电离层特性、干扰噪声特性),为后续研究OTHR 舰船目标检测方法奠定理论基础.1特性分析1.1舰船目标特性分析舰船目标作为基本探测对象,首先对其特性进行分析,主要包括雷达横截面积(RCS)特性和多普勒特性2个方面.1)RCS 特性理论上讲,舰船目标RCS 与雷达入射电磁波的频率、入射角,天线极化方式以及目标自身结构(包括形状、大小、吨位、材料等)紧密相关,而OTHR 工作在高频频段,大多数舰船目标的几何尺寸都处在散射能量的谐振区.本文采用海面目标RCS 的近似估计方法[10]来估计OTHR 舰船目标的RCS 值,通过估算得到中型、大型舰船的RCS 典型值分别约为30dBm 2和50dBm 2.DOI:10.3969/j.issn.2095-5839.2020.05.006第5期崔晓梦,等:天波超视距雷达舰船目标检测特点及难点分析3412)多普勒特性由多普勒频率的定义,可得f d =±2vr/λ=±2vλ-1cosθ(1)式中,vr为目标相对于雷达的相对速度,λ为雷达发射波长,v为目标的绝对速度,θ为目标运动方向和雷达波束的夹角,“±”表示目标背离或朝向雷达波束方向.由式(1)可以看出,舰船目标的多普勒频率与自身运动速度、方向以及雷达波长有关.与常规微波雷达的舰船检测相比,OTHR的波长较长,因此相同速度的舰船目标在OTHR中的回波多普勒频率要远小于微波雷达情形;与OTHR机动目标检测相比,舰船目标运动速度较慢,其回波多普勒频率远小于机动目标.因此,OTHR背景下的舰船目标属于低多普勒目标.1.2高频海杂波特性分析1)高频海杂波产生机理及多普勒特性依据布拉格散射理论[2],海浪的运动可以表示为具有不同振幅、相位、频率和运动方向的随机过程的叠加,这些随机过程近似呈正弦波动.当海浪相邻波峰反射的无线电波产生后向谐振散射,使得各次回波信号同相位相加,从而产生一阶海杂波[3],对应的多普勒频率可以表示为f b =±2vpλ-1cosβ=±v/Lc»±0.102(fcosβ)1/2(2)式中,vp表示海浪的相位传播速度,β为海浪与雷达照射方向的夹角,Lc 表示波浪长度,f为雷达工作频率(单位为MHz),“±”号表示朝向和背离雷达波束的谐振海浪所产生的正负Bragg 峰.由式(2)可以计算得到,当雷达发射频率取5~30MHz时,一阶Bragg峰的多普勒频率为0.2281~0.5587Hz(假设夹角β=0°).高频无线电波不仅与海浪存在一阶作用,产生一阶Bragg峰,同时还与海浪存在高阶作用,产生二阶及高阶海杂波.二阶及高阶海杂波分布在正负一阶Bragg峰附近,强度比一阶海杂波要弱,通常可用噪声近似代替.2)高频海杂波RCS特性高频雷达海杂波RCS计算的典型模型主要有Barrick模型[3]和Walsh模型[4].由于Barrick模型可以看作是Walsh模型的近似,所以Walsh模型近年来被广泛应用.依据Walsh模型,高频海杂波RCS的计算表达式[4]为σc =σρpDφDρsecβ(3)式中,σ0=σ1+σ2为一阶和二阶后向散射系数之和,ρp为目标与OTHR接收阵列的射线距离,Dφ和Dρ分别表示雷达的方位与距离分辨单元.海面一阶后向散射系数σ1可表示为σ1(ωd)=16πk2Dρåm=±1S1(m k)k2.5g-1/2Sa2[Dρ(k-2k)/2](4)式中,ωd为多普勒角频率;k0为雷达入射波波数;Δρ为散射区长度;g为重力加速度;Sa(×)为sinc函数;S1(k)为海面重力波方向谱,k为波数为k的有向海表面波矢量,即k=|k|,当k=2k时产生一阶Bragg峰;m=±1分别表示正(m=1)负(m=-1)多普勒频率.二阶后向散射系数σ2可表示为σ2(ωd)=8πk2Dρåm1=±1åm2=±10¥ -ππ 0¥S1(m1k1)S1(m2k2)×ϒ2k2δ(ωd+m1(k1g)1/2+m2(k2g)1/2)×Sa2[Dρ(k-2k)/2]k1d k1dθk1d k(5)式中,ϒ为水波之间或水波与电磁波之间的耦合参数;δ(×)为Delta函数;k1和k2分别为2个有向海面重力波矢量,且有k1+k2=k,θk1表示有向海表面波矢量k1的方向角.1.3电离层特性分析1)电离层形态与传播机理电离层是由地球高层大气分子电离产生的自由电子、离子和中性分子等构成的能量较低的准中性等离子体区域.电离层的高度范围大约在60~1000km,根据层高以及电子浓度的不同,电离层可分为D层、E层、F层和上电离层,如图1所示.其中,D层是最低层,也是OTHR电磁波必须穿过的区域,其电子浓度最小;E层可分为稳定E层和突发E层(Es层),其中稳定E层是反射OTHR电磁波的有效区域,但由于Es层的存在,其可覆盖的地面距离范围限制在2000km以内;F层是电离层电子浓度最大的一层,同时也是反射高频电磁波的最高层,F层可分为F1层和F2层,其可覆盖的地面距离分别为2000~3000km和3000~4000km;F2层以上为上电离层,该层不是OTHR的传输信道.12345610km40km90km60km图1电离层高度与电子浓度的关系由电离层传播理论可知,由于电离层的折射率小于1(空气的折射率约为1),所以当电磁波空军预警学院学报2020年342从空气入射到电离层后其折射角会比入射角大.同时,由于电离层介电常数随着高度增加而减小,相应的折射率也随之减小,因此电磁波穿过不同高度的电离层是一个折射角不断增大的过程.设N i 为电离层的第i 个高度,φi 为电离层第i 个高度处的入射角,n i 为电离层的第i 个高度处的电子浓度,多层电离层介质的电磁波折射模型如图2所示(N 1<N 2<×××<N n -1<N n ,n 1>n 2>×××>n n -1>n n ).可以看出,随着折射角的增大,入射到电离层的电磁波射线与水平线逐渐逼近,当入射角φn =90°时,电磁波射线到达最高点并发生全反射.电磁波全反射后将会沿着之前的反过程折射到地面或海面,而后再次由电离层反射回OTHR 接收阵列,完成对监视区域的探测.12N3n图2多层电离层介质的电磁波折射模型2)电离层特性对OTHR 舰船检测的影响电离层是OTHR 必不可少的传输信道,但作为一种自然产生的媒质,除开具备的多层物理结构特性,电离层还具有随机、色散、时变、非均匀、非平稳和各向异性等特点.这些特性限制了OTHR 舰船目标检测性能的提升,主要原因在于电离层对雷达回波谱的污染,表现在以下2个方面.①电离层非平稳特性和非均匀特性易使OTHR 回波发生相位污染[11],分为线性相位污染和非线性相位污染两类,其中,线性相位污染造成回波谱的频移,不改变其多普勒谱结构,即舰船目标回波和海杂波回波一起发生频移,此时仍能有效检测舰船目标,但会给目标的速度估计带来误差;非线性相位污染使得OTHR 回波信号的相干性受到破坏,相干积累效果变差,表现为回波谱展宽,其中海杂波谱的展宽将增大舰船检测的多普勒盲区,对OTHR 舰船目标检测有严重影响.②电离层多层结构特性易使电磁波在发射、散射、接收的过程中同时存在多种传播模式,产生多模传播污染[12].若多模回波经过非主选电离层时发生线性污染,则回波谱出现多个海杂波谱峰,增大了对舰船目标的遮蔽区域;若多模回波发生非线性污染,则多模海杂波谱将严重展宽,形成多模扩展多普勒杂波(SDC),严重影响舰船目标的检测.1.4高频干扰及噪声特性分析OTHR 工作在高频频段,在该频段内存在大量的高频干扰和噪声,主要包括流星余迹干扰、通信干扰、雷达干扰、电台干扰等多种无源或有源干扰以及宇宙噪声、大气噪声等外部噪声,这些外部干扰和噪声通常比OTHR 接收机内部噪声高20~40dB ,影响OTHR 舰船目标的检测性能.高频干扰和噪声对OTHR 舰船检测的影响主要表现在:①限制了OTHR 工作频率及带宽的选择.为了减小空间分辨单元内的海杂波能量,提高舰船目标的信杂比,OTHR 在探测舰船目标时通常采用较大的带宽以提高距离分辨力,但其频段内的高频干扰使得较宽的工作带宽总是难以得到.②降低了舰船目标检测概率.流星余迹干扰、电台通信干扰、雷达干扰等这类瞬态干扰,其强度通常与地/海杂波相当,且持续时间短,只存在部分距离单元,但其在多普勒域呈现出很宽的谱,当舰船目标落入与该类干扰相同的多普勒范围时,目标被掩盖而无法检测.而工业干扰、蓄意人为干扰等这类长干扰,其强度通常也较大,持续时间相对较长,对舰船目标检测的影响表现为掩盖目标回波或形成虚假目标.外噪声在时间和空间上是密布及杂乱无章的宽频谱结构,其功率电平通常比雷达接收机噪声电平高20dB 以上,是限制接收机灵敏度的主要因素.2OTHR 舰船目标检测难点分析根据上面对OTHR 舰船检测的目标与环境特性的分析,从整个雷达系统的角度出发,可以将OTHR 舰船目标检测归纳为如下6个特点:①低可观测性.主要指OTHR 背景下的舰船目标是低信杂比、低多普勒频率的观测目标.②多维性.OTHR 信号处理后得到的检测平面是多维的方位-距离-多普勒谱(ARD 谱),检测将在多维平面进行.③时变性.主要指海杂波和电离层具有时变特性,使杂波谱发生展宽,增大舰船检测的多普勒盲区.④多层性.指的是电离层的多层结构特性,其产生的多模SDC 将严重影响舰船目标检测.⑤复杂性.是指OTHR 面临的复杂电磁环境,影响雷达工作参数的选取和舰船目标检测性能.⑥多源性.主要是OTHR 回波中存在多种信号,包含地杂波、海杂波以及各种干扰和噪声等,需采取有效手段加以区分或抑制.对于海杂波背景下的OTHR 舰船检测,尽管舰船目标相对飞机和导弹具有较大的RCS ,但其运动速度较慢,多普勒频率较低,目标回波易落入海杂波频谱范围,因此其检测性能主要受到信第5期崔晓梦,等:天波超视距雷达舰船目标检测特点及难点分析343杂比(SCR)的限制.根据OTHR 雷达方程,舰船目标回波的信杂比可表示为ρSCR =P t /P c =[P av G t G r T c λ2σt /(R 4(4π)3L s L p )]/[P av G t G r T c λ2σc /(R 4(4π)3L s L p )]=σt /σc(6)式中,P t 和P c 分别为目标和杂波的回波功率,P av 为雷达发射平均功率,G t 和G r 分别为发射与接收天线增益,T c 为相干积累时间,λ为雷达工作波长,σt 和σc 分别为舰船目标和海杂波的RCS ,R 为射线距离,L s 和L p 分别表示设备系统损耗和传播路径损耗.从式(6)可以看出,OTHR 舰船目标的回波SCR 取决于σt 和σc .从舰船目标的探测原理可知,从理论上精确评估OTHR 舰船目标的探测能力是相当困难的,但通过回波信杂比来分析海杂波对舰船检测性能的影响是可行的.由前面分析可知,海杂波回波谱在不同的多普勒频率处的强度不同,因此对应的SCR 也不尽相同,当某多普勒频率f d 处的SCR 满足SCR 大于最低检测门限η时,即可认为该处的舰船目标能够被检测,最低检测门限的典型值η=12dB ;反之,如果该多普勒位置的SCR 小于门限η,则表示该处的舰船目标不能被检测.3仿真实验与分析本文通过对多普勒盲区的仿真来进一步分析OTHR 舰船检测的难点,其中舰船目标的RCS 取30dBm 2、50dBm 22个典型值,分别代表中型和大型舰船目标.设置仿真参数为:雷达工作频率为14.8MHz ,带宽为40kHz ,射线距离为2000km ,方位分辨力为0.5°,风向为30°.3.1海杂波的遮蔽效应对于既定参数的雷达发射系统,海杂波RCS 和海态信息紧密相关,此处以海态信息中的风速参量为例进行分析说明.设风速从4m/s 到20m/s 变化以模拟不同的海态,图3给出了不同风速下的海杂波多普勒谱和相应的目标多普勒盲区.由图3(a)可以看出,随着风速的增加,二阶海杂波的幅度和宽度都随之增大,而一阶海杂波的变化相对较小,这说明风速对二阶海杂波的影响较大.由图3(b)和图3(c)可以看出,当风速较低时,中型和大型舰船目标都仅受到一阶海杂波的遮蔽,以风速等于5m/s 为例(二级海态),中型舰船目标的多普勒盲区为[-0.43,-0.37]Hz 和[0.37,0.42]Hz ,对应的速度盲区为[-4.34,-3.75]m/s 和[3.75,4.26]m/s ;大型舰船目标的多普勒盲区为[-0.41,-0.38]Hz 和[0.38,0.40]Hz ,相应的速度盲区为[-4.16,-3.85]m/s 和[3.85,4.05]m/s .当风速为20m/s 时(七级海态),中型舰船的多普勒盲区为[-0.58,-0.18]Hz 和[0.21,0.54]Hz ,对应的速度盲区为[-5.88,-1.82]m/s 和[2.13,5.47]m/s ;而大型舰船的多普勒盲区为[-0.49,-0.30]Hz 和[0.38,0.40]Hz ,相应的速度盲区为[-4.97,-3.04]m/s 和[3.85,4.05]m/s .综上所述,在低海态情况下,中型舰船目标和大型舰船目标都仅受到一阶海杂波的遮蔽,随着海态等级的增大,海杂波发生扩展,其中尤以二阶海杂波的变化较为显著,对中型舰船目标的检测多普勒盲区也随之扩大,而大型舰船目标只有在很高的海态下其扩展的二阶杂波才会对检测盲区产生影响.需要说明的是,OTHR 的工作频率、带宽、海面风向、风速、洋流等都会对海杂4201816141210860-2-12150403020100-10-20多普勒频率/Hz风速/(m/s)-2-1012468101214161820风速/(m/s)多普勒频率/Hz468101214161820风速/(m/s)-2-1012多普勒频率/Hz(a)海杂波多普勒谱(b)中型舰船多普勒盲区(c)大型舰船多普勒盲区图3不同风速下海杂波多普勒谱和目标多普勒盲区波的RCS 产生影响,此处不再一一列出.3.2电离层污染对海杂波的调制效应本文以非线性相位污染为例进行说明.设风速取8m/s ,相位污染函数用a sin(2π×0.04t )表示,其中a 为相位污染的幅度值,此处a Î(0.5 5).图4给出了不同非线性相位污染幅度下海杂波多普勒谱和相应的目标多普勒检测盲区.由图4可知,a =0.5时,中型舰船多普勒盲区为[-0.56,-0.30]Hz 和[0.32,0.46]Hz ,对应的速度盲区为[-5.68,-3.04]m/s 和[3.24,4.66]m/s ;此时大型舰船的多普勒盲区为[-0.42,-0.36]Hz ,相应的速度盲区为[-4.26,-3.65]m/s .当a =5时,中型舰船的多普勒盲区为[-0.67,-0.11]Hz 和[0.14,0.61]Hz ,对应的速度盲区为[-6.79,-1.11]m/s 和[1.42,6.18]m/s ;空军预警学院学报2020年3440-2-1214030201002.01.00.51.52.53.03.54.04.55.0多普勒频率/Hz相位污染幅度0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.00-2-121多普勒频率/Hz相位污染幅度0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0相位污染幅度0-2-121多普勒频率/Hz(a)海杂波多普勒谱(b)中型舰船多普勒盲区(c)大型舰船多普勒盲区图4不同非线性相位污染幅度下海杂波多普勒谱和目标多普勒盲区此时大型舰船的多普勒盲区和相应的速度盲区分别为[-0.54,-0.24]Hz 和[-5.47,-2.43]m/s .因此,当发生电离层非线性污染时,海杂波发生扩展,且随着相位污染幅度的增大其展宽效应也越显著,增大了OTHR 舰船检测的多普勒盲区.3.3相干积累时间的影响为了获得较高的频率分辨力和目标积累能量,OTHR 在检测舰船目标时多采用较长的相干积累时间(CIT),通常在几十秒甚至分钟量级.然而长CIT 下的舰船检测面临着如下问题[13]:①降低了雷达对各子区的重访频率,导致目标跟踪性能与雷达监视范围的矛盾;②增加了电离层扰动发生的概率,导致海杂波谱的搬移和展宽,增大对舰船目标的遮蔽范围.基于此,近年来提出了短CIT 下OTHR 舰船目标检测方法,然而短CIT 检测同时也带来了新的问题,即由于回波数据量不足而导致的多普勒分辨力低的问题.因此,CIT 对OTHR 舰船目标检测的影响是双重的.设风速为8m/s ,CIT 从10s 到60s 变化,图5给出不同CIT 下的归一化海杂波多普勒谱,其中图5(b)电离层相位污染是采用正弦函数来模拟0-2-121多普勒频率/Hz4030201050600-10-20-30-40-50-60-70-80-90CIT/s(a)不考虑相位污染CIT/s多普勒频率/Hz0-10-20-30-40-50-60-70-80-90(b)考虑相位污染图5不同CIT 下归一化海杂波多普勒谱相位污染,使其幅度和频率随CIT 呈线性变化(线性增长),以此满足CIT 越长电离层相位污染变化越剧烈的实际情况.由图5(a)可见,在不考虑电离层污染时,随着CIT 的增加,多普勒分辨力逐渐提高,海杂波峰也更加尖锐,这也是传统OTHR 采用长CIT 的原因所在.但在实际中电离层的影响总是不可避免的,由图5(b)可以看出,此时海杂波多普勒谱的变化随CIT 的增大呈现出一个先变窄后展宽的过程,即海杂波多普勒谱在CIT 为10~20s 时的谱展宽程度要大于CIT 为20~30s 的谱展宽程度,这是因为在CIT 较短时,回波数据不足导致的谱展宽大于电离层相位污染对杂波谱的影响.但从30s 往后,随着CIT 的不断增加,海杂波多普勒谱的展宽越严重,这是由于此时相位污染对杂波谱的影响显著增强,成为海杂波谱展宽的主要因素.因此,在长CIT 下,OTHR 舰船检测需要克服电离层对海杂波谱的调制展宽影响,而在短CIT 下则需要解决由频谱分辨力不足引起的展宽影响.4结束语OTHR 通过高频电磁波在电离层的折射和反射来探测海面舰船目标,电离层、海杂波以及外部干扰和噪声都会对舰船目标检测性能产生影响,其中电离层和海杂波是影响OTHR 舰船检测性能的主要因素.本文系统分析了与OTHR 舰船目标检测息息相关的目标特性和环境特性,在此基础上详细阐述了OTHR 舰船目标检测的特点和难点,并通过计算机仿真对海杂波背景下的OTHR 舰船检测进行了直观显性分析.仿真结果验证了理论分析结果.下一步将针对上述难点问题展开OTHR 舰船检测方法的具体研究工作.参考文献:[1]周万幸.天波超视距雷达发展综述[J].电子学报,2011,39(6):1373-1378.第5期崔晓梦,等:天波超视距雷达舰船目标检测特点及难点分析345[2]BARNUM J R.Ship detection with high-resolution HFskywave radar[J].IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1986,11(2):196-209.[3]BARRICK D E.First-order theory and analysis of MF/HF/VHF scatter from the sea[J].IEEE Transactions on Anten-nas and Propagation,1972,20(1):2-10.[4]WALSH J,ZHANG Jianjun,GILL E W.High-frequency ra-dar cross section of the ocean surface for an 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[12]鲁转侠,柳文,李雪,等.基于时频分析的电离层多模污染抑制研究[J].空间科学学报,2017,37(1):50-58.[13]张晓华,盛文,王国师,等.积累点数对天波雷达探测性能的影响研究[J].现代雷达,2014,36(4):1-4.Research and analysis on ship targets detection for skywaveover-the-horizon radarCUI Xiaomeng1,YAN Tao1,DUAN Guangqing2(1.Air Force Early Warning Academy,Wuhan430019,China;2.Armed Police NCO Academy,Hangzhou310000,China)Abstract:In order to study the skywave over-the-horizon radar(OTHR)ship target detection,this paper sys-tematically analyzes the characteristics of target,high frequency sea clutter,ionosphere and interference noise,on the basis of which the characteristics and difficulties of OTHR ship target detection are discussed.Finally,the pa-per combines with computer simulation to present the corresponding conclusions.The paper provides a theoretical basis for the future research on OTHR ship target detection method.Key words:skywave over-the-horizon radar(OTHR);ship targets detection;sea clutter;ionosphere;coherent integration time(CIT)《空军预警学院学报》声明近期有不法分子利用私人邮箱冒充我刊编辑人员收取作者审稿费、版面费等相关论文发表费用.本刊郑重声明,不收取作者任何费用(包括审稿费、版面费等),敬请广大作者通过我刊公布的邮箱投稿,如有问题及时电话联系,谨防受骗.为强化学术诚信意识,维护学术期刊的严肃性和科学性,并向广大读者负责,本刊一直以来都利用“科技期刊学术不端文献检测系统(AMLC)”对所有来稿进行学术不端检测,论文复制比应不超过20%.《空军预警学院学报》编辑部。
天波雷达欠密度流星余迹干扰抑制算法
天波雷达欠密度流星余迹干扰抑制算法薄超;顾红;苏卫民;陈金立【摘要】针对欠密度流星余迹干扰严重影响天波超视距雷达(OTHR)目标检测的问题,提出了欠密度流星余迹干扰抑制算法.应用二进小波变换(DWT)计算流星余迹干扰的位置,并将该位置的回波数据组成3阶Hankel张量;采用高阶正交迭代(HOOI)算法和总体最小二乘(TLS)算法,抑制张量中的噪声分量和求解流星余迹干扰参数,解得流星余迹干扰的时域回波数据;从回波数据中去除流星余迹干扰,得到干扰抑制后的时域回波数据.与现有流星余迹干扰抑制算法相比,该方法提高了目标的信杂噪比(SCNR).【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】8页(P846-853)【关键词】雷达工程;天波超视距雷达;流星余迹干扰;高阶正交迭代;二进小波变换【作者】薄超;顾红;苏卫民;陈金立【作者单位】南京理工大学电子工程技术研究中心,江苏南京210094;南京理工大学电子工程技术研究中心,江苏南京210094;南京理工大学电子工程技术研究中心,江苏南京210094;南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】TN958.93天波超视距雷达(OTHR)工作在3~30 MHz的高频波段,其利用电离层对高频段信号的反射作用而实现超视距目标探测,在军事和民用领域得到应用[1-5]。
然而OTHR工作的电磁环境较为恶劣,易受到短波通信、闪电和流星余迹等干扰的影响[6],其中流星余迹干扰的危害较大,在频域中形成虚假目标和抬高噪声基底,因此提高OTHR的目标检测性能,抑制流星余迹干扰具有重要意义。
目前已提出多种抑制流星余迹干扰的方法[7-12],其中特征值分解自回归(EVD-AR)算法[7]和奇异值分解自回归(SVD-AR)算法[8]均需要预先抑制海/地杂波,分形维自回归(FD-AR)算法[9]、小波变换自回归(WT-AR)算法[10]、小波变换(WT)算法[11]和复数据经验模型分解(CEMD)算法[12]均无需预先抑制海/地杂波。
舰载高频地波雷达(OTHR)平台运动对回波信号调制机理的研究
A sa : B s p n I hs a Ⅱ (l f ak b tu ae u 0 1 pyi 1 l1 c- r d te c 0eo b
rd rs se p an tr , e tr e h sc l a a y tm ree s m a g tp y ia
许 斌, 李 博, 袁业术
( 哈尔 滨 工 业 大 学 电 子 工程 系 , 龙 江 哈 尔 滨 1Ox1 黑 5[】)
摘
要 : 本 文基 于高频地波舰载 H( vr k— ozn 雷达后 向散射 回波信 号的物理模 型 , 0 e— H ro ) r I i 在理论 上分析并导 雷达 回
中图 分 类 号 : 99 2 5 .7 文献标识码 : A 文 章 编 号 : o7 —l2(0 8 2 一0一5 322 1 20 )1A 19( 】
An Iss O h d lt g Ma h ns O V me tO d r ay i f e MO ua i c a im fM0 e n fRa a t n
P a eO m n t e B C £ t g Sin I ltf r O h a k SC ri g aS i SBS R |n n W
XU n, Bi U B0, YUAN —h Ye s u ( 州, 脚 聊 M 嘶 , r 6 £ 眦 , r , 6 巩 50 1 g 1O o , )
析和研究 及在展宽 的一 阶 B g 海浪谱中实现 舰船 目标分 辨与检 测 的重 要理论基 础 . 章最后 通过对实 测数据 的分 mg 文 析与测量 , 明了所得 出的数学关系式的正确 性 . 证 关键词 : 舰载 s R;展宽谱 ;一阶 B 海浪 ;展宽谱 中的信号分辨 w n
第 1A期 2 2o 08年 1 2月
天波超视距雷达原理
天波超视距雷达原理
天波超视距雷达(Over-the-Horizon Radar,简称OTHR)利用天波信号可以沿大气层的天顶反射和散射传播,实现对地面目标的侦测和跟踪。
天波超视距雷达的原理主要包括以下几个步骤:
1. 发射:雷达系统发送较高频率的连续波信号,一般在3MHz 到30MHz这个频率范围内。
这些天波信号可以经由天顶传播并沿大气层进行多次反射和散射。
2. 天顶反射和散射:天波信号到达电离层上限时,部分信号会被大气层顶部反射,从而向下发送。
此外,部分信号会因为电离层的扰动和不均匀性而发生散射,沿不同方向传播。
这两种传播方式可以使得雷达信号超过地平线,实现对地面目标的探测。
3. 接收与处理:雷达系统接收回波信号,并进行信号处理和分析。
回波信号中的目标信息被提取出来,包括目标位置、速度和其他特征。
这些信息可以被用于实现对地面目标的跟踪和定位。
需要注意的是,天波超视距雷达的性能和距离分辨能力受到多种因素的影响,包括频率选择、信号处理技术和电离层的变化等。
因此,在实际应用中,需要进行详尽的实验和数据分析,以优化雷达系统的性能和可靠性。
两种新的OTHR转换方法
两种新的OTHR转换方法【摘要】利用天波超视距雷达(othr)对目标进行定位,准确的p’-d是其中最为重要的因素之一,本文提出了两种新的p’-d 转换方法,大大减少了p’-d转换方法的计算量,提高了精度。
【关键词】othr p’-d转换 p’-d回波到达角测量一、引言利用斜向返探测技术除了进行通信电路的频率选择和电离层特性分析以外,在军事的运用也越来越重要。
现有的微波雷达由于受到地球弯曲的影响,探测的距离有限。
而利用斜返探测技术发展起来的天波超视距雷达(othr)则是利用电离层来进行反射传播的,探测距离大大增加,突破了地球弯曲的影响;而且由于othr的波束是从是电离层反射后向下探测目标,对于探测隐形飞机具有较好的效果。
所以对天波超视距雷达的研究具有很广泛的前景。
利用斜返雷达进行目标定位时,对于回波的判定问题主要集中于两个方面:一是回波的传播模式的识别。
电离层的多层结构会使得othr工作在某些频率时,回波信号通过不同的电离层进行反射,产生电离层多径效应。
多径效应导致电波模式识别的工作变得困难,产生目标位置的距离模糊,影响othr对目标的定位和跟踪。
对于如何进行othr的模式识别问题,在文献中有较好的解决方法,这里就不再论述。
二是p’-d的转换方法问题。
因为我们在利用天波超视距雷达进行目标定位时,通过斜返雷达可直接得到回波最小群时延t,利用p’=ct/2得出最小群路径p’min,然后进行p’-d 转换后得到我们进行目标定位时所需要的地面大圆距离d,这样就能对目标进行距离上确定,加上方位角的测量结果得出的目标方位值,就可以完成对探测目标的定位。
目前对p’-d转换的方法已知的有两种:一是射线追踪法,这种方法是基于射线追踪的基础上得来的p’-d转换的方法,是一种统计模型,在实际应用的过程中,计算比较复杂,精度有限;另一种是切线定理法,这种方法不依赖反射中点的典型电离层模型参数,仅仅利用短波返回散射所得到的数据进行计算。
法国军用红外探测器和热像仪的应用发展动态
法国军用红外探测器和热像仪的应用发展动态1法国红外探测器1.1法国Sofradir公司始创于1986年的Sofradir公司是法国致冷型探测器供应的“动力站”,从一开始就致力于生产第二代热像仪的高性能焦平面阵列(FPA) MCT探测器。
与其它的产品相比,这种MCT探测器采用了信号多路技术代替硬线连接,因此大大扩展了探测器像素的实际数量。
Sofradir公司于1988-89年生产出其最初的288X4像素8〜14 g长波红外(LWIR )探测器交付给Sagem公司和Kollsman公司。
1992年与美国签订了首个批量生产的合同,即与Texas Instruments公司(目前的Raytheon公司)签订了在三年内提供700套探测器装置(240X4像素)的合同。
这些探测器随后被应用到与Aselsan合作生产的昼夜热瞄准系统(DNTSS)中,装备到土耳其军队。
1997年,将其应用于lirs车载和Sophie手持式成像器的热像仪开始交付给Sagem 和Thales公司;1999年Sofradir公司与DRS和Raytheon公司一起成为向美国军队提供240X4 SAD A II (标准的先进杜瓦组件)装置的主要供应商。
288X4探测器还用于Thales Catherine瞄准具,并已被选为英国陆军的车载作战集团热像仪(VehiclarBattleGroupThermalimager)基本部件。
目前,Sofradir公司已交付超过12,000套热像仪,在制冷型240/288X4 LWIR探测器产品研制和生产方面,处于世界领先地位。
该公司每年平均交付1,500〜2,000套(2003年超过2,600 套)。
该公司的生产线目前仍包括480X6 LWIR MCT探测器和其它工作于3〜5 g中波红外(MWIR)探测器。
其中的超大规模阵列(VLA),如320X256凝视阵列探测器应用到MBDA “沙漠阴影(Storm Shadow)/” Scalp-EG巡航导弹。
浅谈雷达技术的发展概况及应用
浅谈雷达技术的发展概况及应用文学院潘荟程雷达一词广义上来讲是指无线电工程的一部分,它研究如何发现并决定各种目标的位置(包括决定本身位置在内)。
在本世纪30年代,无线电技术出现了重大的突破,那就是雷达的发明。
雷达又称作无线电测位,是利用无线电波的反射,来测量远处静止或移动目标的距离和方位,并辨认出被测目标的性质和形状。
早在1887年,赫兹进行验证电磁波存在的实验时就曾发现:发射的电磁波会被一大块金属片反射回来,正如光会被镜面反射一样。
1897年夏天,在波罗的海的海面上,俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时,发现每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时,通信就中断,波波夫在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响,并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。
这可以说是雷达思想的萌芽。
1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后,科学家们发现了电离层。
短波通信风行全球。
1934年,一批英国科学家在R.W.瓦特领导下对地球大气层进行研究。
有一天,瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。
它发现荧光屏上出现了一连串明亮的光点,但从亮度和距离分析,这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。
经过反复实验,他终于弄清,这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的无线电回波信号。
瓦特马上想到,在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号,那么活动的目标例如空中的飞机,不是也可以在荧光屏上得到反映吗? 根据上述的设想,瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。
后来,探测的目标又迅速扩展到船舶、海岸、岛屿、山峰、礁石、冰山,以及一切能够反射电磁波的物体。
当时研制雷达纯粹是为了军事需要,因此是在保密状态下进行的。
实际上,几乎在同一时期,各国的科学家们都在保密的条件下独立地开展这方面的工作,都有杰出的代表人物。
外辐射源雷达研究历史
外辐射源雷达是双(多)基地雷达的一种特例,其研究历史最早可追溯到雷达发展的初期。
1935 年英国的 Arnold Wilkins 首次借助外部辐射源进行了雷达探测研究,他领导的研究小组依靠 BBC 电台发射的短波无线电信号,用一部装在运输车上的接收机探测到了 12km 外的轰炸机,这就是著名的 Daventry 试验。
首次用于战争环境的双基地外辐射源雷达是二战期间德国研制的“Klein Keidelberg”雷达,以英国海岸警戒雷达 Chain Home 的发射机为辐射源,通过安装在丹麦的接收机来搜寻目标的反射信号,对从英国起飞的战机进行探测和定位,能探测到450 公里外的战机,精度较差大约为 10km,但在当时很好的完成了对盟军轰炸机的预警任务。
1936 年雷达天线收发转换开关的发明,使人们的注意力开始转向单基地雷达,在随后的 40 年间,双基地雷达领域很少为人们所关注。
七十年代,捷克台斯拉公司进行了无源被动探测系统的研究,于 1987 年推出了“塔玛拉(TAMARA)”系统,据称在 1995 年的波黑战争中,塞族利用该系统发现美国的 F-16 战机并将其击落;另据报道,1999 年参加科索沃战争的一架 F-117 隐形战机被南联军用萨姆-3 导弹击落,而发现该隐形战机的正是“塔玛拉”雷达。
它的移动型就是 1998 年推出的“维拉(VERA)”系统,可同时跟踪200 批空中目标。
1974 年美国的 Marko 等人利用基于调频广播的双基无源雷达来测定目标的位置。
该系统利用互相关技术测量目标反射信号相对于外辐射源直达波信号的延迟时间,得到目标所在的等距离椭圆,再结合反射信号的到达角测量即可对目标进行定位。
1986 年,英国伦敦学院大学(UCL)的 Griffiths 等人首次对基于电视信号的外辐射源雷达进行研究,对信号检测中的若干问题进行了分析,并指出外辐射源波形的模糊函数是研究的关键,它决定着距离分辨率、距离模糊间隔、距离旁瓣水平及多普勒的分辨率。
基于VTA的超视距雷达海面目标检测前跟踪
龙源期刊网
基于VTA的超视距雷达海面目标检测前跟踪
作者:庞洁王增福杨峰
来源:《现代电子技术》2012年第09期
摘要:针对超视距雷达(OTHR)海杂波环境下的目标检测问题,提出了一种基于贝叶斯滤波和VTA的检测前跟踪算法。
将雷达回波信号进行距离、方位维处理后,即在多普勒级进行信号处理。
对每一个距离、方位单元,利用临近单元信号构建白化滤波器对信号进行预白化处理,采用贝叶斯滤波方法构造各个检测单元目标存在的广义似然比,即路径积分矩阵的各元素。
采用Viterbi算法进行检测跟踪,在输出检测结果的同时给出目标航迹。
仿真结果表明,该算法可以有效地解决跨单元问题,检测到目标。
天波超视距雷达的发展
体 制 。 由 于 该 雷 达 具 有 大 范 围 的 监 视 能 力 、 低 空 突 袭 、 隐 身 以 及 早 期 预 警 等 突 出 优 点 , 到 了 许 多 国 家 的 防 抗 受 重 视 。 首 先 介 绍 了 OT HR 的 性 能 特 点 及 发 展 历 史 , 着 就 雷 达 的 总 体 结 构 、 扰 的 抑 制 、 电 离 层 引 起 的 信 接 干 由
维普资讯
第 2 3卷
20 0 2年
第 6期
1 1月
航 空 学 报
A CTA AER 0 N AU T I CA ET STR 0 N AU TI A CA N I SI CA
V O . O. 1 23 N 6 NOV. 2 002
支 章 编 号 : 0 0—8 3( 0 2 0 4 6 1 0 6 9 2 0 ) 6 0 950
天 波 超 视 距 雷 达 的 发 展
郭 欣 倪 晋 麟 苏 卫 民 , 国 岁 , , 刘
209) 1 0 4 电 子 工 程 技 术 研 究 中 心 , 苏 南 京 1 江
Ab ta t sr c :Th k v v rt eh rzn rd r( es y wa eo e—h — oio a a OTHR )i e m e h ns i ih t ein s h r su e sa san w c a i m n whc h o o p ee i sd a
( .南 京 电 子 技 术 研 究 所 , 苏 南 京 2 江
D EVE Lo PM EN T F o SK Y A VE VER . W o TH E- o R I H Zo N A D AR R GUO n ,N IJn l ,SU e— i Xi i—n i W im n ,LI Gn —u U o s i
支持向量机的OTHR多频特征目标分类识别法
1 分 类 方 法
1 1 支 持 向量机 .
厶
l 1 盅
0 i 1 2, , ,一 , …
() 7
类 似 于式 ( ) 得 到对偶 最优 化 问题 : 5,
, 1 n H
S VM 是 统计 学习 理论 中最 年轻 的 内容 , 也是 最
实用 的部 分 , 目前仍 处在 不断 发展 中。S VM 的基 本 思 想 是在样 本 空 间或特 征空 间 , 造 出最 优 超平 面 , 构 使 得 超 平 面与 不 同种 类 样本 集 之 间 的距 离 最 大 , 从 而 达 到最 大 的泛化 能力 [ ] 6。 设 输 入 的模 式 集合 { } 由两 类 点 组 成 , ∈ 如 果 X 属 于第 1类 , Y 一1 如 果 X 属 于第 2 , 则 , 类 则 Y 一 一1 训练 样本 集 为 { Y )i , , , , , z , ,一1 2 3 … 。支 持 向量机 的 目标 就是 寻找式 ( ) 1 所示 的超 平 面 , 并且 满 足 式 () 2 的约 束 , 中 为超 平 面 的法 向 量 , 其 b为
・
频 特 征 目标 分类 识别 模 型 , 主要 仍 以 目标 的 RC S为
( +6 0 z) —
() 6
识别特征属性 , 合 S 结 VM 的多 分 类 器 进 行。
最优 分类 超平 面问题 描述 为 :
mi I l+f 5 ( ( +6≥1 , n去 l 。 2 ・ z) ) 一£ ≥
Re o nto n d n iiain wih HF Ra a 》 文 c g iin a d I e tf t t d r , c o
OTHR) 为 战略 预警 雷达 , 有超 视距 远 程 监 视 、 作 具 防低 空 突袭 、 隐身 以及早期 预警等 突 出优 点 , 到 抗 受 了许 多 国家的重视 。 目标分类 与识别 对于 OT HR 发 挥其 作 战效 能非 常重要 , 然而 由于 O THR 的低分 辨 率 特性 , OTHR 目标 分类 与识 别成 为极 富挑 战性 的
超视距雷达
超视距雷达背景资料:超视距雷达(OTH),也称为超地平线雷达。
它利用电磁波在电离层与地面之间的反射或电磁波在地球表面的绕射来探测目标。
OTH雷达一般工作在短波波段,工作频率为3~30MHz。
这种雷达最重要的优点是不受地球曲率的限制,从电离层(高度80~360km)到地(海)表面全高度地探测空中(飞机、导弹)和海面目标(各种舰船)。
该雷达探测距离远(800~3500km)、覆盖面积大(单部雷达60°方位扇区可达560万平方千米),具有天然抗低空突防、抗隐身飞行器、抗反辐射导弹等优点。
它主要用于战略预警及远程战术警戒情报雷达系统,能以最经济的手段,最高的效费比实现对境外远程目标的早期预警,使国土防空(海)的预警时间提高到小时量级。
目前,世界上拥有先进雷达技术的国家,如美国、俄罗斯、澳大利亚、英国、法国、日本等,都先后研制和部署了OTH雷达系统。
美国空军对东海岸超视距雷达AN/FPS-118的验证过程中,该雷达不仅能发现3335.4千米(1800海里)以外的巡航导弹,而且能在大部分时间跟踪它们。
这些巡航导弹的RCS(雷达散射截面积)小于B-2轰炸机,但高于F-117A隐身战斗机。
该超视距雷达还能跟踪波多黎各岛上空飞行的长度只有4.3m的私人飞机。
超视距雷达能探测远距离的舰船。
ROTHR的试验结果表明,该雷达系统在一个特定的区域里对目标的探测和跟踪能力超过了海军的规定指标,它成功地跟踪了某一海域的25艘舰船中的24艘,而且对另一艘也能勉强跟踪。
苏联从1976年就研制出了OTH雷达,主要作用是作为第二层战略预警系统(预警卫星为第一层战略预警系统)。
苏联超视距雷达的工作频率为4~30MHz(一说为5~22MHz),其发射波形为大功率脉冲串,脉冲重复频率为10.5Hz,脉冲宽度小于2ms,发射功率为20~40mW。
据称,苏联的OTH雷达可能采用了多站技术。
俄罗斯的新OTH—B系统采用了天波—地波联合工作体制。
天波超视距雷达多模传播抑制研究
天波超视距雷达多模传播抑制研究李雪;李吉宁;冯静;蔚娜;郭文玲【摘要】电离层多模传播引起天波超视距雷达杂波频谱大幅展宽,严重制约海面慢速目标检测.给出了基于工作频率选择的多模传播抑制方法,指出该方法的核心问题是全频段电离层传播模式信息获取,可通过电离层返回散射探测传播模式区提取解决.结合电离层电波传播理论、信号处理、图像处理、统计分析、射线追踪等多类方法,以准抛物模型为基础,提出了一种多模传播下传播模式区域智能提取算法,实现针对某一指定探测区域的单模式工作频率选择,从而有效抑制多模传播.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2015(030)001【总页数】6页(P57-62)【关键词】适应频率选择;返回散射探测;多模传播;传播模式区【作者】李雪;李吉宁;冯静;蔚娜;郭文玲【作者单位】中国电波传播研究所,山东青岛266107;中国电波传播研究所,山东青岛266107;中国电波传播研究所,山东青岛266107;中国电波传播研究所,山东青岛266107;中国电波传播研究所,山东青岛266107【正文语种】中文【中图分类】TN011+.2天波超视距雷达(Over-The-Horizon Radar,OTHR)利用电离层作为传输介质,可实现几千千米外的超视距目标探测.电离层是时变、随机、色散和各向异性的介质,影响雷达信号传播,特别是电离层的分层特性,使得不同地面距离地、海杂波回波落入同一距离单元(如图1所示),引起OTHR杂波频谱展宽,严重制约低速目标检测[1-3].针对以上问题,主要采用以下三类方法解决:1)基于二维天线阵列OTHR采用二维天线阵列[4],利用俯仰方向上的波束形成使雷达工作于单一传播模式,但为了满足一定的俯仰、方位分辨率,造价极高.2)基于工作频率选择OTHR电离层自适应诊断管理系统实时选择合适的工作频率,可以最大可能地避免多模式传播效应[5].3)基于信号处理技术目前提出的算法主要有两种:一是基于多模-单模转换的方法.该方法受传播模式数目、各模式信号幅度、多普勒频移等估计误差影响较大[6];二是海杂波循环对消法.该方法不将多模转化为单模,而是直接在多模条件下利用海杂波循环对消去除多个Bragg峰,从而发现目标.但该方法受各模式信号幅度、多普勒频率、初相等估计精度影响,通常需要多次对消以应对杂波剩余[7].当目标落在一阶杂波频谱内时,基于信号处理技术很难实现目标检测.然而,随着传播模式数目增加,增加了目标落在一阶杂波频谱内的机率,也增加了各传播模式杂波频谱参数估计难度,降低了估计精度,因此,应用基于信号处理技术进行多模抑制时也希望面对的传播模式尽可能地少.上述三类方法中以基于频率选择的方法抑制多模式传播最为实际、有效,即使有时由于对探测目标覆盖及环境干扰等原因不存在单模工作频率,但若能选择传播模式较少的工作频率,也将降低后续采用基于信号处理技术的多模抑制难度.本文给出了基于工作频率选择的多模传播抑制方法,指出该方法的核心问题是全频段电离层传播模式信息获取,可通过返回散射探测传播模式区提取解决.结合电离层电波传播理论,信号处理、图像处理、统计分析等多类方法,以准抛物模型为基础,利用射线追踪技术,提出了一种基于电离层电子浓度反演的传播模式区提取算法,实现针对某一指定探测区域的单模式工作频率选择,从而有效抑制多模传播.1.1 电离层返回散射探测OTHR通常采用电离层返回散射探测设备进行电波环境监测,用于提供雷达工作频段内的回波能量、传播模式、相位污染度等信息,为雷达工作频率选择提供支撑.返回散射探测包括定频探测和扫频探测两种.返回散射定频探测与雷达探测方式相同,即在某一频点上驻留多个探测脉冲,利用相干积累技术获得多普勒频谱,从而分析电离层的频谱特性,获得电离层相位污染程度的评价.返回散射扫频探测是指探测设备在较短时间内按照一定频率列表迅速完成整个频段的扫描,得到返回散射扫频电离图,其中包含了扫描频段内的传播模式、能量信息.而扫描频段内的传播模式信息通过各传播模式区域提取实现.因此,若能实现返回散射传播模式区域提取,即可获得雷达全频段内的传播模式信息,从而实现基于频率选择的多模传播抑制.某一传播模式区域由前沿、后沿、尾沿组成,如图2所示.1.2 OTHR单模工作频率选择流程OTHR单模工作频率选择流程如下(如图3):1)利用电离层返回散射扫频探测获得雷达覆盖区域返回散射电离图.2)进行返回散射图形预处理,提取返回散射前沿、后沿、尾沿,实现返回散射传播模式区提取.3)根据指定的探测区域确定单模式工作频段.1.3 返回散射传播模式区提取图4为2010年3月30日某电离层返回散射探测站测得的返回散射电离图.该返回散射探测仪收发分置,相距约100km.采用线性调频脉冲工作方式,脉冲宽度6ms,调频带宽10kHz,脉冲重复周期50ms,换频周期250ms,采样率80kHz,频率扫描范围5~28MHz.由于硬件设备实现频率切换时需要一定稳定时间,通常换频后第1个脉冲回波数据不稳定,因此采用后4个脉冲数据进行相干积累得到杂波能量随距离的变化.1.3.1 返回散射探测图形预处理1)阈值法噪声抑制电离层垂直探测电离图智能判读过程中,通常认为:电离图中信号的能量值远大于整幅图(含信号和噪声)各个采样点能量平均值.故可将整幅图的能量平均值作为噪声门限值依据,回波能量大于门限的判定为信号,否则,判定为噪声.然而,与垂直探测图形不同,返回散射图形同一频点有多个距离门回波,且不同距离回波能量不同;同时,返回散射图形不同频点电离层吸收不同,发射天线、接收天线、发射机等硬件设备带来的影响不同,噪声功率不同.因此,利用整幅图的幅度均值作为噪声门限依据效果不佳.根据实验数据,经过大量统计分析,本文提出针对不同频率点采用不同的噪声阈值,某一频点噪声门限值采用该频点所有距离门幅度平均值的修正值作为阈值进行噪声抑制,其值表示为式中:H表示噪声抑制阈值;A表示相应频点所有距离门幅度均值;C表示修正值. 修正值C需通过对大量探测数据长期统计确定,本文取为10dB.同时,为了更好地抑制噪声,本文采用能量对比拉伸算法,提高信号和噪声之间的能量差异为式中:r为输入回波能量;T(r)为输出回波能量;E为统计经验因子,控制该函数的斜率,这里取为20;m为噪声和杂波的能量分界线.2)射频干扰抑制天波返回散射探测所处的高频段电磁环境非常恶劣,密集的短波通信电台、广播和其他同频噪声形成强射频干扰,它们在返回散射探测回波图形(频率-距离)上沿距离轴呈条带状分布,这些干扰严重影响了返回散射探测图形质量,图4中贯穿所有距离门的竖线为同频干扰.关于同频干扰的抑制目前比较常用的算法是从干扰的特性进行考虑,采用时域、空域、频域或多域联合的复杂信号处理手段进行抑制[8-9].返回散射探测系统接收天线多为单副天线或较小阵面的阵列天线.由于接收天线形式简单,从而无法使用大口径阵列雷达中常用的自适应波束形成方法进行干扰抑制,因此须着重研究干扰的时频域特征,发展基于阵元的干扰检测、抑制方法.●干扰检测经过大量数据统计发现,射频干扰和有用回波信号在返回散射电离图中有如下差别:a)在脉冲重复周期(50ms)内,射频干扰满足一定平稳性,反映在返回散射电离图中干扰随距离门的能量变化较小,而信号由于电离层吸收和自由空间扩散损耗原因,能量随距离门变化较大.b)由于干扰与发射信号不相关,经过接收端匹配滤波器后干扰信号占满所有距离门,而回波信号由于电离层折射覆盖存在盲区不能占满整个信道,且远区回波能量较弱.依据上述统计特征,给出同频干扰识别准则:a)某信道所有距离门能量方差小于预定门限值M1;b)某信道能量大于预定门限值M2的测量点数占该信道整个有效采样点数的百分比大于等于N%;c)某信道所有距离门能量均值低于预定门限值M3.门限值M1、M2、M3及N%需通过大量试验数据长期统计确定.利用上述准则可准确、有效、快速识别射频干扰.●干扰抑制根据电离层传播特性,每一探测频点具有一定的探测距离盲区,在该区域内不存在有用的回波信号.因此,可通过选取探测盲区内信号作为参考信号,由参考距离段信号构造干扰信号子空间对各距离元信号进行正交投影滤波去除干扰[10].实际应用中通常选取0~50km范围内信号作为参考信号,具体的距离单元个数根据不同的采用率而不同.根据探测盲区内的干扰信号Sr(n)(距离门序号r=1,…,L;n=1,…,N,N为扫频周期数)构造干扰向量:则干扰矩阵为干扰信号的距离域相关矩阵为对干扰相关矩阵R进行特征分解,取前K个主特征值λi(i=1,…,K)相应的特征向量矩阵V=[V1,…,VK]构成干扰子空间,对有效距离元上的信号Si(1≤i≤K)进行正交投影滤波实现射频干扰抑制,干扰抑制后的信号为阈值法去噪、干扰抑制后结果如图5所示.3)离散噪声抑制经过上述处理后,电离图上还存在一些离散噪声,本文采用矩阵块去噪、连通域去噪和中值滤波算法级联应用实现离散噪声抑制.4)准垂测信号剔除图5中300km左右出现的信号为准垂测信号.理论而言,返回散射扫频探测电离图前沿线与垂测信号的二跳回波描迹相切,并交于距离-频率平面的“零点”.但OTHR通常关注的距离区域都在700 km以上,故根据距离特性,将准垂测信号滤除.经过离散噪声抑制和准垂测信号抑制后,处理结果如图6所示.1.3.2 返回散射电离图前沿、后沿、尾沿提取返回散射传播模式区提取分前沿提取和后沿提取.1)返回散射前沿提取文献[11]给出了一种有效的且工程适用的多模式前沿提取算法,本文采用这一算法对图6中的前沿进行提取,结果如图7中红色线条所示.2)返回散射后沿提取本文首次提出综合应用返回散射反演、数字射线追踪技术,并结合实测图形实现返回散射电离图后沿、尾沿提取.其具体实现步骤为1)利用获得的返回散射前沿数据进行电离层电子浓度反演,获得电离层电子浓度剖面;2)根据获得的电离层电子浓度剖面,利用数字射线追踪技术,结合实测图形获得返回散射后沿、尾沿.本文采用R.J.Norman提出的反演方法实现返回散射电离图反演[12].该方法假设电离层电子浓度符合准抛物模型,其表达式为式中:fc为临界频率;rm为最大电子浓度高度;ym为层的半厚度;rb为电离层底高(相对于地心);r为电离层中某一点的高度.假设一组电离层特性参数初值fc、rb、rm,将该初值代入准抛物模型中计算最小群路径P′1,P′2,…,Pn′,令ΔPn′,ΔPn′,…,ΔPn′表示计算值与真实值之间的差别,Δfc、Δrb、Δrm为电离层特性参数fc、rb、rm的调整量,则ΔP′1,ΔP′2,…,ΔP′n应为由下式给出的最小值:用矩阵形式重写为或令式(10)可化简为则式(14)右侧乘[ST]-1ST得式中:ST是矩阵S的转置;STS是可逆方阵.假设的电离层特性参数fc、rb、rm增加了Δfc、Δrb、Δrm后,整个过程又开始于新的假设值,当群路径的差值ΔP′1,ΔP′2,…,ΔP′n收敛于某一指定的最小值范围内时运算停止,并从而得到了电离层参数fc、rb、rm的最后解.将上述参数代入准抛物模型即获得了电离层电子浓度剖面,利用数字射线追踪技术结合实测图形即可获得返回散射电离图后沿和尾沿信息,如图7中绿色线条所示.1.4 单模传播频段确定显然,获得传播模式区域后,根据指定探测距离,即可从返回散射电离图中直接确定单模工作频段.基于工作频率选择的多模传播抑制算法是解决OTHR电离层多模传播引起地海杂波频谱展宽的最有效方法,该方法通过引入电离层返回散射探测手段,通过各传播模式区域提取,获得全频段传播模式信息,实现指定区域的单模工作频率选择,从而实现多模传播有效抑制.该问题的成功解决,将大幅提升OTHR对海面舰船目标检测能力.[1]凡俊梅,焦培南,肖景明.海洋杂波对高频雷达检测海面上低速目标的影响[J].电波科学学报,1997,12(2):205-210.FAN Junmei,JIAO Peinan,XIAO Jingming.The sea clutter effect on the low Doppler targets detection by HF radar[J].Chinese Journal of Radio Science,1997,12(2):205-210.(in Chinese)[2]郭欣,倪晋麟,刘国岁.短相干积累条件下天波超视距雷达的舰船检测[J].电子与信息学报,2004,26(4):613-618.GUO Xin,NI Jinlin,LIU Guosui.The ship detection of sky wave over-the-horizon radar with short coherent integration time[J].Journal of Electronic &Information Technology,2004,26(4):613-618.(in Chinese)[3]黄德耀.高频雷达海洋回波谱特性及影响其质量的因素[J].电波科学学报,1996,11(2):94-101.HUANG Deyao.Character of HF radar sea echospectra and factor of the effects on quality of the spectra[J].Chinese Journal of Radio Science,1996,11(2):94-101.(in Chinese)[4] BAZIN V,MOLINIE J,MUNOZ J.A general presentation about the OTH-Radar NOSTRADAMUS[C]//IEEE Conference on Radar,2006,17(8):634-642.[5] ANDERSON S J,MEI F J,JIAO P N.Enhanced OTHR ship detection via dual frequency operation[C]//Proceedings of 2001CIE International Conference on Radar,2001:85-89.[6]杨志群.天波超视距雷达信号处理方法研究[D].南京:南京理工大学,2003.YANG Zhiqun.Research on Singal Processing of Skywave Over-the-horizon Radar[D].Nanjing:Nanjing University of Science and Technology,2003.(in Chinese)[7]郭欣.天波超视距雷达信号处理技术研究[D].南京:南京理工大学,2004.GUO Xin.Study on Skywave Over-the-horizon Radar Singal Proessing [D].Nanjing:Nanjing University of Science and Technology,2004.(in Chinese)[8]吴铁平,赵洪立,邢孟道,等.天波超视距雷达空域干扰抑制[J].电波科学学报,2005,20(3):347-352.WU Tieping,ZHAO Hongli,XING Mengdao,et al.Space interference excision in over-the-horizon radar [J].Chinese Journal of Radio Science,2005,20(3):347-352.(in Chinese)[9]李宗强,顾红,苏卫民,等.天波超视距雷达中短波干扰的抑制[J].兵工学报,2003,24(3):330-333.LI Zongqiang,GU Hong,SU Weimin.Suppression of shortwave jamming for the over horizon radar[J].Acta Armamentar II,2003,24(3):330-333.(in Chinese)[10] ZHOU Hao,WEN Biyang,WU Shicai,et al.Dense radio frequency interference suppression in HF radars[J].IEEE Signal Processing Letters,2005,12(5):361-364.[11]李雪,冯静,邓维波,等.返回散射电离图智能判读[J].电波科学学报,2010,5(3):534-537.LI Xue,FENF Jing,DENG Weibo,etal.Backscatter ionogram intelligent interpretation[J].Chinese Journal of Radio Science,2010,25(3):534-537.(in Chinese)[12] NORMAN R J.Backscatter ionogram inversion[C]//Proceedings of the International Radar Conference,2003:368-374.李雪(1981-),男,黑龙江人,博士,目前主要研究方向为天波返回散射电离图模拟和判读以及电离层回波信号处理、雷达信号处理等.李吉宁(1982-),男,山东人,中国电波传播研究所工程师,主要研究方向为电离层电波传播、高频雷达海态反演、雷达信号处理.冯静(1981-),女,山东人,硕士,目前主要研究方向为返回散射电离图智能判读、电波环境参数预测.蔚娜(1981-),女,山东人,高级工程师,博士,目前主要从事雷达信号处理和电波传播研究工作.郭文玲(1986-),女,山东人,工程师,目前主要研究方向为电离层电波传播、雷达信号处理.。
法国(Marcel Dassault)研制的小型火力控制雷达
法国(Marcel Dassault)研制的小型火力控制雷达Aida-Ⅱida-Ⅱ小火力控制雷达名称小型火力控制雷达体制脉冲波段X(8~10GHz)研制单位Marcel Dassault研制时间60年代中期开始研制,1969年初完成第一部样机装备时间1970年装备机种幻影5(Mirage5)、幻影F1(Mirage F1)、英国鹞式(Harrier)飞机配用武器机炮、火箭炮、炸弹、AIM-9 Sidewinder AS-20、AS-30导弹销售情况>300(含国外150)工作状态空空:自动搜索、截获、跟踪、攻击空地:测距、武器投放空海:测距现状仍在服役技术特点Aida-II是为小型歼击机和战斗机而研制的一种小型火控与测距雷达,它是Aida-I的改进型。
主要改进是引进了先进技术采用组件化设计,对有些线路作了改进,如空海线路的改进,提高了对四级和五级海情海面目标的探测能力。
Aida-II的主要特点:体积小、重量轻、便于维护、可靠性高。
电路主要是装在插入式多层板上的晶体管早路和集成电路,采用固体振荡器做本振而不用速调管振荡器。
雷达可更换组件有:天线和微波、调制器/发射机、接收机、搜索与距离跟踪线路、灵敏度和重力修正计算机、电源、安全线路,此外还配有机内测试设备。
Aida-II可为机枪、火箭、炸弹和导弹提供拦截和攻击数据,并给出相对于天线轴线的目标方位。
Aida-II分A型和B型两种。
A型用于空空和空海测距,不测目标角位置。
B型用于空空和空海目标测距、空地测距及空中或海上目标角度测量。
Aida-II在“米兰”(Milan)-S飞机上曾进行了180次空中试验,试验表明雷达性能良好,可在丘陵地区和100米高的超低空飞行。
空战时,飞行员通过座舱内的控制装置控制雷达,这些控制装置有:①控制盒;②武器选择器;③雷达断开控制开关;④陀螺瞄准具。
雷达空地和空海测量信息的精度高于1%,该信息直接显示在显示器上,飞行员可随时观察目标距离、方位和瞄准校正情况。
浅议雷达技术及军用雷达发展趋势
浅议雷达技术及军用雷达发展趋势众所周知,雷达探测目标的原理是模仿蝙蝠夜间飞行捕食过程,即通过天线发出无线电波,无线电波遇到障碍物就反射回来,显示在荧光屏上,从而发现目标。
当前,雷达技术已广泛应用于导航、海洋、气象、环境、农业、森林、资源勘测等领域,在军事侦察中,雷达更是将利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像、识别的功能发挥的淋漓尽致。
那么雷达究竟经历了怎样的发展历程?军用雷达怎么分类?又有什么样的技术和发展趋势呢?一、雷达发展历史简介1 早期雷达的发展雷达的基本概念形成于20世纪初。
但直到第二次世界大战前后,雷达才得到迅速发展。
1922年,意大利Gˑ马可尼发表了无线电波可能检测物体的论文。
同年,美国海军实验室利用双基地连续波雷达检测到在其间通过的木船。
1925年,美国开始研制能测距的脉冲调制雷达,并首先用它来测量电离层的高度。
1936年,美国研制出作用距离达40km、分辨力为457m的探测飞机的脉冲雷达。
1938年,英国已在邻近法国的本土海岸线上布设了一条观测敌方飞机的早期报警雷达链CH(Chain Home)。
2 二战期间的雷达发展1939年英国科学家发明了大功率磁控管,克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点,使实用雷达步入了微波频段。
1940年由英国设计的10cm波长的磁控管在美国生产。
20世纪40年代美国辐射研究室把微波新技术应用于军用机载、陆基和舰载雷达取得成功,其代表产品是SCR -270 机载雷达、SCR -584 炮瞄雷达和AN/APQ-机载轰炸瞄准相控阵雷达。
二战中,俄、法、德、意、日等国都独立发展了雷达技术,但除美、英外,雷达频率都不超过600MHz。
3 50、60年代的雷达发展上世纪50、60年代,由于航空航天技术的飞速发展,出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、相控阵雷达体制等新体制雷达。
新一代雷达发展方向是全固态电扫相控阵多功能雷达。
雷达信号和数据处理的数字化革命、半导体元件、大规模和超大规模集成电路的应用,使雷达技术的发展日臻完善并达到比较高的水平。
天波超视距雷达非均匀采样信号频谱重构
第46卷 第4期2024年4月系统工程与电子技术SystemsEngineeringandElectronicsVol.46 No.4April2024文章编号:1001 506X(2024)04 1236 11 网址:www.sys ele.com收稿日期:20221206;修回日期:20230426;网络优先出版日期:20230725。
网络优先出版地址:http:∥kns.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20230725.1807.002.html 通讯作者.引用格式:陈子睿,陈阿磊,刘维建,等.天波超视距雷达非均匀采样信号频谱重构[J].系统工程与电子技术,2024,46(4):1236 1246.犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋:CHENZR,CHENAL,LIUWJ,etal.Spectrumreconstructionofnonuniformlysampledsignalsforover the horizonradar[J].SystemsEngineeringandElectronics,2024,46(4):1236 1246.天波超视距雷达非均匀采样信号频谱重构陈子睿,陈阿磊 ,刘维建,杨 军,陈文峰,马晓岩(空军预警学院,湖北武汉430019) 摘 要:受瞬态干扰影响和空海同时探测的需求,在长相参积累时间条件下,天波超视距雷达(over the hori zonradar,OTHR)回波信号的有效采样点往往缺损且非均匀,严重影响目标检测性能。
针对此问题,提出了一种基于压缩感知的OTHR频谱重构方法。
首先,建立了OTHR频域信号的稀疏模型;然后,提出了快速自适应复近似消息传递(fastadaptivecomplexapproximatemessagepassing,FACAMP)频谱重构算法并给出了算法实现步骤;最后,利用FACAMP算法实现了OTHR频谱重构并分析了重构性能。
【国家自然科学基金】_天波超视距雷达(othr)_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 天波超视距雷达 航迹融合 航迹缺失 自适应杂波模型 目标跟踪 目标分类 多频特征 viterbi数据关联
推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2011年 科研热词 推荐指数 天波超视距雷达 4 瞬态干扰 3 天波超视距雷达(othr) 2 频谱重建 1 非连续采样 1 阻塞矩阵 1 舰船目标检测 1 舰船检测 1 目标跟踪 1 海杂波对消 1 数据处理 1 干扰抑制 1 小波影响锥 1 多输入多输出 1 复数据经验模式分解(cemd) 1
科研热词 天波超视距雷达 天波超视距雷达(othr) 相位污染校正 目标跟踪 电离层 模式辨识 数据融合 定位精度 前置接收机 高机动 遗传算法 衍射方法 自适应波束形成 短时music变换 相位梯度(pga)法 相位屏 电离层相位污染 测高信号模型 概率假设密度滤波器 标校信号提取 极化 机动目标检测 最大似然估计 时频分析 战略预警 性能评估 微多径 弹道目标 序贯蒙特卡洛 幅度污染 尾焰 多路径 双程信道模型 二维阵列 三维射线追踪 mimo雷达 iri-2012
推荐指数 9 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7
天波超视距雷达中瞬态干扰定位方法研究
天波超视距雷达中瞬态干扰定位方法研究刘子威;苏洪涛;胡勤振【摘要】In order to excise transient interferences in the skywave over-the-horizon radar, regular time-domain methods use steps as interference localization, interference blanking and data restoration. The interference excision performance depends highly on the interference localization performance. In the real system, the constant threshold detection method is adopted. However, it can not provide reliable localization performance. Some other existing methods need large computational costs and are sensitive to the parameters. To solve these problems, an iteratively censored average detector is proposed. The proposed detector removes the interference samples from the iterative estimating procedure and adopts a forward-backward localizing method to ensure the reliability of the localization performance. The experimental data collected from a trial skywave over-the-horizon radar are used. Results verify the effectiveness of the proposed method.%为了对抗天波超视距雷达中的瞬态干扰,现有时域算法一般有干扰定位、干扰剔除与数据恢复3个步骤,其中干扰定位的精度直接决定了后续处理的性能。
基于OTHR的无源雷达系统及其关键技术
1 引 言
天 波 超 视 距 雷 达 ( e— h — r o a a ) Ov rT eHo i n R d r z 工作 在短 波波段 ( ~3 MHz , 过 发射 线性 调频 3 0 )通
标截 面积 ( C ) R S。
t ee tt emut p t n e frn ec u e yin s h rcrf cin h teigv co s thc u e y o rjc h li a hitre e c a s db o o p ei el t ,tese r et rmimac a sd b — e o n
孟 玮 ,王 俊
( 安 电 子科 技 大学 雷 达 信 号 处 理 国家 重 点 实 验 室 , 西 西 安 7 0 7 ) 西 陕 10 1 摘 要 : 出 了一 种 利 用 天 波 超视 距 雷 达 照射 作 为 外辐 射 源 , 载 雷 达 接 收 海 面 回 波 来 进 行 海 面舰 船 提 舰 和 低 空 飞机 等 目标 探 测 的无 源探 测 系统 。该 系统 可 以 对 海 面舰 船 、 空 飞 机 等 目标 进 行 有 效 探 测 。 文 中 着 低
2 无 源雷 达 系统研 究
考 虑 到 其 工作 特 点 , 们 考 虑 利 用 天 波 超 视 我 距雷 达照 射 作 为 外 辐 射 源 , 用 舰 载 雷 达 接 收 海 利 面 回波来 进 行 海 面 舰 船 和 低 空 飞 机 等 目标 探 测 ,
构成 一种 新 的无 源 探 测 系 统 。该 系 统 的 优 点 是 :
( to a y L b o d rSi n lPr csi g,Xi a ie st Na in lKe a J Ra a g a o esn din Un v riy,Xi 1 0 1,Chia ’ 707 an n) Ab t a t: Thi a rpr s nt w as i e r d y t m ,w h c e sr c s p pe e e sa ne p sv a ars s e ih us s OT H R s is e t r li u i — a t x e na l m na l t r a d s i bo r ad ra t e eve . T h yse an e fc i ey de e tt r e sa hpsa ow liu r o n h p a d r a s isr c i r e s t m c fe tv l t c a g t s s i nd l att deai— p a e . Thee s ig p o e si hi yse r ic s d,s h a o t tt e s nc r zng sgn l ow ln s xitn r blm n t s s t m a e d s us e uc s h w o ge h y h onii i a ,h
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该雷达的军事应用包括预警领域和隐身飞机及其 它低可观测 目
标 的检测 ,例 如具有低雷达和红外特征 的巡航导弹。O R 目前正 NE A 在 为 多个 军方用户开发多种功 能演 示机 。
O H 系统例如 N saa u TR ot dm s的价格 将是相对 比较低 的, 因为 r 它们 大量地 以商业上现用 的元器件 为基础 。Not dmu s aa s被认 为是法 r
个任务将是在 同样的距离上 ( 2 010k )检测体 积明显小得 多的 15.40 m
各 类目标 。
根据 O 厄R A研 究院最近在 IA 2 0 L 02年柏林展示会上 的介绍,
N s aa sO H 由 2 8个发射和接 收天 线组成,位 于三个 等间隔 ot dmu T R r 8
N saa s也是 O E A 对法国国防采 办局支持 的防空系统扩 ot dmu r N R 展研 究计划的一部分,包 括成胁特征 识别;卫星、机载和地基 O H TR 预警 :拦截 系统 ( 括不 同导弹概 念和火控 雷达 的评估 ) 包 ;化学弹头 的战后 影响模拟; 以及指挥 中心模拟器 的规范。
国研 制的第一部 O H T R雷达 系统。
与澳 大利 亚和美国制造 的同类系统相 比,N saa s至少具有 ot dmu r
两个 同的特 点。首先是 N s aa u 一个单基地 系统,即在 同一 7 r = ot dm s为 r 位置上发射和接 收雷达信 号。第二个特 点是天线呈星形 配置,发 射机 呵提供 3 0 覆盖 ,雷达波束仰 角可进行精确调谐 6。
标准 多模 式导航和着陆接 收机 。 其主要功能是提供 G S导航 , G S P 在 P
信 号丢 失或性 能下降时 自动转换到 L r ,在 G S信 号恢复 时再转回 oa n P
G S继 续使用 。有关这种 接收机 的飞行试 验按计划将在今 年 夏季后 P
期进行 。 这 一合 同反映 了D T对 G S干扰 的忧虑 。虽然 L rn系统 的精 O P oa
盖) 。在 80 m 的作用 距离上 ,该雷达可覆盖 大约 20 k 宽的圆形 0k 20m
区域 。
系统以多 卜 勒检测模式为基础,这意味着 目标运动速度越快就 越容易得到检测。系统的信号处理软件允许雷达分离和跟踪一个或多
个 目 ,实际上,该雷达 能够跟踪在 区域 内飞行 的所有 飞机 的路径。 标
O R 称 ,在不远的将来,雷达还将 能够 跟踪水面舰 艇 ,其 民 NE A 用形 式可用 于 跟踪冰 山运 动或 气象变化 ,并 有可 能利用 “ 为强大 更
的计算机和在信 号处理方面 的专门技术” 。
维普资讯
20 0 2年 第 4期
导航 与雷达 动态
( 津 译 自 I 2 0 ,6) 杨 DR 02
F A 设 计 G SL rn组 合接 收机 A P /oa
为l 谔估 L rn系统作为 G S备份 的潜力 ,F A 已经 与罗克威 『 oa P A
尔柯 林斯签定 了合 同,由该公 司设计建造 一种组合形 式的 G SL r P /oa n
的星型天 线臂上 。低 频信 号在 1030m 高度 上的电离层得 到反射 0 —0k
后 ,产 生一个 “ 巨大的虚 拟镜面” ,可对每边长 约 50m 的 四边形 区 0k
域进行 照射。 根 据雷达 的发射 频率和发射 角度 ,雷达 能量 可在 不 同的 电离层
上得到反 射,这意味着 雷达 的作用距离可达 8 03 0k 远。雷达系 0 —00 m 统校准 由软件 自主实现 ,并可根据 实际的传播 来调谐频率。所有天线 由高级计 算机 负责协调 ,所 以信 号可以控制在任 意方向上 ( 6 。覆 30
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20 02年 第 4期
法 国 推 出低 频 O H 雷 达 T R
由法 国 O E A 宇 航 研 究 院 为 国 防 部 开 发 的 一 种 低 频 ( . NR 3
3 MH ) 视距雷达 ( T R)已经能够 跟踪在地 中海上空低 空飞行 0 z 超 OH 的小型飞机 ,该雷达 目前安装在 巴黎 以西大约 10i 的地方 。下 一 k 0 n