双基地雷达概述
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)。
一种双基地雷达系统最优化配置方法及装置
一种双基地雷达系统最优化配置方法及装置双基地雷达系统最优化配置是指通过合理的布置和配置雷达基站,使雷达系统的性能最大化。
下面是一种双基地雷达系统最优化配置方法及装置的研究方案:1. 布置基站:根据目标区域的地理特征,选择合适的位置布置雷达基站。
通常,基站应该选择在地势高的地方,以获得更广阔的视野和更远的探测范围。
2. 利用天线阵列:使用天线阵列来构建雷达系统,天线阵列能够提供更好的方向性和准确的目标探测能力。
通过调整天线的布局和参数设置,可以进一步优化雷达系统的性能。
3. 考虑双基站之间的距离:对于双基地雷达系统而言,两个基站之间的距离是一个关键因素。
通过合理调整基站之间的距离,可以实现最佳的覆盖范围和目标探测能力。
4. 配置信号处理算法:在双基地雷达系统中,信号处理算法对于系统的性能至关重要。
通过采用先进的信号处理算法,可以提高雷达系统的目标探测和跟踪能力,减少误报率。
5. 优化系统参数:包括雷达功率、工作频率、波束宽度等参数的选择。
这些参数的优化可以根据目标区域的特点和系统需求进行调整,以平衡目标探测和资源消耗的关系。
6. 安装机械系统:考虑到气象因素和环境条件的不稳定性,建议在双基地雷达系统中安装机械系统,以保持雷达天线的稳定性和可靠性。
7. 实时优化和自适应控制:通过实时监测和分析雷达系统的性能指标,采取自适应控制策略,对系统进行实时优化和调整。
8. 系统性能评估和优化:持续对双基地雷达系统进行性能评估,根据评估结果进行优化和改进,以提高系统的性能和稳定性。
总之,双基地雷达系统最优化配置方法及装置是一个复杂的工程问题,需要综合考虑地理环境、天线阵列、信号处理算法、系统参数等多个方面因素,并进行实时优化和控制。
以上提到的方法和装置只是一个初步探讨,具体实施过程还需要根据实际需求和条件进行细化和调整。
经典雷达资料-第25章双基地雷达-2
杂波单元面积 [42][51][59][73][85]~[89]从广义上讲,双基地主瓣杂波单元面积AC的定义是距离分辨单元、多普勒分辨单元和双基地主波束“足迹”相交的面积。
距离分辨单元和多普勒分辨单元分别由距离等值线和多普勒等值线定义。
双基地“足迹”是指波束照射到地面或杂波表面的面积,是单程发射波束和单程接收波束的公共区域。
其中,波束宽度按习惯取3dB点。
人们通常关注3种杂波单元,即受波束宽度限制的、受距离限制的和受多普勒限制的杂波单元。
受波束宽度限制的杂波单元面积受波束宽度限制的杂波单元面积(AC)b,即双基地“足迹”。
数值积分技术已估算出某些具有特定的天线方向性函数和特定的几何关系的杂波单元面积(AC)b[42][85][86]。
它在小擦地角时的两维近似如图25.4所示中单线阴影区所示的平行四边形,面积为R∆θR∆θ(Ac)b=RRTT (25.15)sinβ式中,RR∆θR为接收机波束在杂波单元的截距;RT∆θT为发射波束在杂波单元的截距;∆θR和∆θT分别为接收和发射波束的3dB波束宽度。
假定发射波束和接收波束的射线各自平行,则当距离和远大于基线长,即RT+RR≥L时,这样近似是可以的。
当β = 90︒时,单元面积等于最小值。
图25.4 杂波单元面积的几何图受距离限制的杂波单元面积在所有被关心的几何关系中,人们已经估算了小擦地角的受距离限制的杂波单元面积(AC)r[87]。
在小擦地角和大距离和(RT+RR≥L)时,(AC)r的两维近似如图25.4所示的双线阴影区,面积为cτRR∆θR(AC)r= (25.16)2cos2(β/2)式中,τ为压缩后的雷达脉冲宽度,并假定双基地“足迹”区内的距离等值线是直线。
在此例中,发射波束截距RT∆θT大于接收机波束截距RR∆θR ,因此杂波单元就由接收波束和距离单元的相交部分决定。
若几何关系给定,总有一个波束能确定杂波单元的面积,并且在二者的第25章双基地雷达 ·933·任一情况下,单元面积均随β的增大而增大。
舰载双/多基地雷达研究
1 国 内外 研 究现 状
国外从 2 O世 纪 7 O年代 开始 , 战 术 双/ 对 多
收 稿 日期 :2 0 一O 2 0 6 2— 6
0 引 言
雷达 在现 代和 未来 的 电子 战 中起 着 不 可 替
基地 雷 达相 继 开 展 了研 制 和试 验 工作 , 8 到 O年
代 已经建 立 了 自动化 雷 达 防御 网。美 国在 16 95 年使 用多基 地 远 程 监 视 防 御 系统 ,9 6年提 供 17
双基 地 防 空 雷 达 的 研 制 计 划 ,h n Ya — e g s
( e 7 3 I s iu e o I Ya g h u 2 5 0 , i a Th 2 n t t fCS C, n z o 2 0 1 Ch n ) t
Ab ta tS ib a d b—t t / li t t a a y tm a mp o e t e a it fr ssig sr c : h p o r isai mu t sai r d r s se c n i r v h bl y o e itn c — c i t eee to i a h lcr ncjmmi g z r e tp n ta e se lh we p n n n i a it nmisls Th s n , eo fe e er t ,tat a o sa da t r da i si . i — o e
徐 盐 生
( 舶 重 工 集 团公 司 7 3 , 州 2 5 0 ) 船 2所 扬 20 1
摘要 : 舰载双基地雷达 系统能提高抗电子干扰、 超低空突防 、 隐身武器 、 反辐射导弹的能力。对 舰载双/ 多基
地 雷达 国 内 外 的研 究 现 状 及 其 原 理 和特 点进 行 了研 究 , 其 设 计 概 要 进行 了论 述 。 对
双基地雷达
25 9 25 1目录双基地雷达双基地雷达NicholasJ.Willis1概念和定义 .................. 2历史 ........................ 3坐标系 ...................... 4距离关系 ....................距离方程............... 卡西尼卵形线 ........... 工作区 ................. 距离等值线 .............4.1 4.2 4.3 4.45面积关系 ................... 5.1定位 ................... 5.2覆盖范围 ............... 5.3杂波单元面积 ...........多普勒关系 ................6.1目标多普勒 .............. 6.2多普勒等值线 ...........目标截面积 ................伪单基地的RCS 区 ....... 双基地RCS 区 ........... 双基地RCS 的闪烁衰减区 前向散射RCS 区 ...........7.1 7.2 7.3 7.4杂波8.1 8.2 “平面内”地杂波散射系数 “平面内”海杂波散射系数 “平面外”散射系数.........8.3 特殊技术、问题和要求脉冲追赶 ....... 波束同步扫描..... 副瓣杂波 .......9.1 9.2 9.310 10 10 11 12 15 15 15 16 16 18 18 18 19 21 24 25 26 272929.4时间同步 ............. 9.5相位同步和相位稳定性参考资料 ...................1概念和定义双基地雷达采用两个相距颇远的基地,其中一个放置发射机,另一个放置相应的接收机。
其目标检测与单基地雷达类似,即发射机照射目标、接收机检测和处理目标回波。
双基地雷达
茶话双基地雷达姓名:刘玉敬 学号:20090812211.双基地雷达定义双基地雷达采用两个相距颇远的基地,其中一个放置发射机,另一个放置相应的接收机。
其目标检测与单基地雷达类似,即发射机照射目标、接收机检测和处理目标回波。
目标定位也与单基地雷达类似,但更复杂:为求解发射机-目标-接收机三角形(双基地三角形),需要信号传播总时间、接收机的正交角测量及对发射机位置的一些估计。
由于站址分开,因此可能再加上副瓣对消,对直达路径发射信号提供足够的空间隔离度。
双基地雷达常采用CW 波形。
在如图1所示的xy 平面上给出了双基地雷达的坐标系和参数的定义。
该平面有时也称为双基地平面。
双基地三角形处在双基地平面内。
发射机和接收机间的距离L称为基线距离或简称基线。
θT 和θR 分别是发射机和接收机的视角,它们也被称做到达角(AOA )或视线角(LOS )。
双基地角β =θT -θR ,也称交角或散射角。
用β来计算与目标相关的参数及用θT 或θR 来计算与发射机或接收机相关的参数是很方便的。
图1 两维的双基地雷达正北坐标系若以发射基地和接收基地为焦点做椭圆,那么椭圆在目标处的切线和双基地角的平分线垂直,这是一个很有用的关系。
该椭圆就是距离等值线。
在双基地“足迹”内,即在发射波束和接收波束的交叠区内,该切线是距离等值线的一个好的近似。
单基地雷达和双基地雷达可以从几何关系上加以区分。
若设定L =0或R T =R R 和β =0,则可等效为单基地雷达。
2.双基地雷达方程双基地雷达距离方程的推导和单基地雷达距离方程的推导完全类似。
双基地雷达的最大作用距离为2/1RT m i n n s 32R 2T B 2R T T m a x R T ))/()4(()(L L N S B KT F F G G P R R π=σλ (1) 式中,R T 为发射机至目标的距离;R R 为接收机至目标的距离;P T 为发射功率;G T 为发射天线功率增益;G R 为接收天线功率增益;λ为波长;σB 为双基地雷达目标截面积;F T 为发射机至目标路径的方向图传播因子;F R 为目标至接收机路径的方向图传播因子;K为玻耳兹曼常数;T s 为接收系统噪声温度;B n 为接收机检波前的滤波器噪声带宽;(S /N )min 为检波所需的信噪功率比;L T 为不含在其他参数在内的发射系统损耗(>1);L R 为不含在其他参数在内的接收系统损耗(>1)。
双基地MIMO雷达
雷达起源于上世纪30年代,通过发射以及接收电磁信号,雷达能够精准的检测出飞机并确定其空间位置。
因此,雷达被广泛地应用于军事领域并给军事领域带来了巨大变革。
各种雷达技术在第二次世界大战后得到了迅猛发展。
但随着电子干扰等反雷达技术的发展,传统雷达的工作环境日趋恶劣,其性能也受到了限制,反隐身能力弱、生存能力弱、目标RCS闪烁使雷达性能衰退等缺点也逐渐暴露出来。
为了改善雷达在目标探测、定位跟踪精度、抗干扰等方面的性能,使雷达能够更好地投身于现代战争中,各种新型体制雷达应运而生,例如,无源雷达、多基地雷达、分布式雷达等,其中研究最为热门的是双/多基地雷达和MIMO雷达。
2003年,集中式MIMO雷达错误!未找到引用源。
首次被美国林肯实验室D.J.Rabideau 等人提出,它也被称作共址MIMO雷达。
集中式MIMO雷达的阵元分布与传统雷达阵列分布相似,收发阵列集中放置,且阵元间距较小。
与传统相控阵雷达不同的是,集中式MIMO雷达发射端发射彼此正交的信号,具有波形分集增益,因此,有着更好的参数辨别能力。
在2004年IEEE雷达会议上,分布式MIMO 雷达错误!未找到引用源。
被贝尔实验室科研人员提出,也被称作统计MIMO雷达。
分布式MIMO雷达的阵元在空间内分布较远,利用各阵元在不同角度下观测到目标散射特性的差异,可以获取较高的空间分集增益,从而能较大程度的减小目标RCS闪烁对雷达目标检测的影响。
上述两种MIMO雷达都各有应用前景与优势,但由于集中式MIMO雷达与相控阵雷达结构相似,因此,集中式MIMO雷达可以借助传统相控阵雷达中的信号处理理论来进行信号处理[10-12]。
故在理论研究与工程应用上,集中式MIMO雷达更容易实现,因而,倍受关注与研究。
本文的研究对象——双基MIMO雷达属于收发站分置的集中式MIMO雷达。
围绕双基MIMO雷达仿真平台展开工作。
目标跟踪与定位是该仿真平台的核心模块,该仿真平台的主要任务就是能够对目标进行精准跟踪。
双基地雷达抗有源压制性干扰性能分析
双 基 地 雷 达 抗 有 源 压 制 性 干 扰 性 能 分 析
余 洪 涛 , 张 永 顺 , 田 波
( 军工 程大学 导 弹学 院 ,陕西 三 原 空 7 30 18 0)
摘 要 : 析 计 算 了几 种 特 定 干 扰 情 况 下 的双 基 地 雷达 抗 有 源 压 制 性 干 扰 性 能 , 与单 基 地 雷 达 情 分 并
抗 有 源压 制 性 干 扰 性 能 , 与单 基 地 雷 达 情 况 进 行 了 比较 。 并
1 单 、 基 地 雷 达 干 扰 公 式 双
11 . 单基地冒达的十扰一 1 言号 比
当 “自携 式 ” 扰 机 ( 定 其 飞行 方 向 为 干 扰 信 号 主瓣 方 向 ) 单 基 地 雷 达 实 行 压 制 性 干 扰 时 , 般 直 接 干 假 对 一 对 发 射机 ( 收机 ) 施 干 扰 。 此 时 , 达 发 射 机 的 回 波 信 号 将 包 括 两 部 分 : 扰 信 号 和 目标 的 散 射 信 号 。 接 实 到 干 干扰 信号 功 率 P 、 目标 回波 信 号 功 率 P 表 达 式 … 分 别 为
13 单 、 . 双基 地 雷 达 的暴 露 区
对 于单 、 基 地 雷 达 , 某 些 区域 上 , 干 扰 一 信 号 比 k k 大 于压 制 系 数 后( 常 取 3 时 , 达 将 不 能 双 在 其 j c i通 ) 雷 发 现 目标 , 些 区域 被 称 为 干 扰 区 ; 另 外 一 些 区 域 上 , 干 扰一 信 号 比 k 、j 于 k, 达 能 检 测 到 目标 , 这 在 其 i k小 。 c ;雷
岸-舰双基地地波超视距雷达技术
Ab s t r a c t :C o a s t — s h i p b i s t a t i c s u r f a c e — wa v e o v e r — t h e — h o r i z o n r a d a r i s a b i s t a t i c mu l t i p l e i n p u t a n d s i n g l e /
力覆盖 范围, 分 析 需要 解 决在 运 动 平 台 上 的 时频 同 步 、 基 于直达 波的幅相校 正、 直达波抑制 、 电 离层 杂 波 与
射 频 干 扰 的抑 制 等 关键 技 术 , 介 绍 该 雷 达 原 理 性 试 验 系统 及 其 试 验 结 果 。 关 键 词 :地 波 超 视 距 雷 达 ; 双 基 地 雷 达 ;多输 入 单 输 出 雷达 ; 无 源 定 位
( 西 安 电子 科 技 大 学 雷 达 信 号 处 理 国家 重 点 实验 室 , 陕西西安 7 1 0 0 7 1 ) 摘 要: 岸一 舰 双 基 地 地 波 超 视 距 雷达 是 一 种 在 海边 利 用 大型 天 线 阵 列发 射 、 在 舰 船 上 接 收 的双 基 地 多
输入 、 单/ 多输 出雷 达 。该 雷 达 通 过 多个 天 线 同 时发 射 多个 相 互 正 交 的 信 号 , 在接 收端对各路 发射信 号分 离 后, 利 用 发 射 阵 列 孔 径 通 过 信 号 处 理 综 合 形 成 发 射 方 向 图 。概 述 该 雷 达 的 工 作 原 理 和 主 要 特 点 , 计 算 其 威
第 4期 2 0 1 5年 8月
雷达 科 学 与 技 术
Radar Sci ence an d T echn ol ogy
双(多)基地雷达系统的发展及应用
摘要:本文首先叙述了双(多)基地雷达的发展历史,并对该雷达在现代防御体系中的优势进行了分析与探讨,最后阐述了典型的双(多)基地雷达系统及其未来的发展趋势。
1引言双(多)基地雷达主要是相对于比较常见的单基地雷达而言的,它是从雷达收发站配置的角度来命名的。
单基地雷达一般是收发共址,即接收站和发射站位于同一个地方,而双(多)基地雷达则是收发异址,其中多基地雷达还具有多个发射站和多个接收站,以离散的形式配置。
双(多)基地雷达实际上早在单基地雷达发展前好几年就已经出现了,其原理也早已为人们所应用,但是发展的过程却十分缓慢。
这主要是由于天线收发开关和脉冲发射技术的出现,使得单基地雷达在很长一段时间内占据了雷达技术发展的主导地位。
但是近年来,随着"四大威胁"即目标隐身技术,综合性电子干扰技术、低空超低空突防技术和反辐射导弹技术的迅猛发展,现代战争对军用雷达的要求变得越来越苛刻,单基地雷达因此也面临着日益严重的生存危机。
在海湾战争中,伊拉克的雷达系统为了躲避美军反辐射导弹的攻击,不得不采取了关机的消极措施以求安全。
因此,为了对付日趋发展并成熟起来的"四大威胁"的挑战,双(多)基地体制雷达又重新得到了各国的重视。
由于双(多)基地雷达使用两个或两个以上的分离基地(其中包括有源和无源基地),因此按照不同的军事要求,它在防御体系中就有多种可能的组合形式。
从部置的位置方面来看,可分为地发/地收,空发/地收,地发/空收等几种形式,多基地雷达还具有一发多收,多发多收等形式。
2双(多)基地雷达的发展历史在双(多)基地雷达正式出现之前,人们实际上就已经开始了这种雷达体制的应用。
到三十年代后期,在美、英、法、德、俄等国的早期雷达防御系统中,都出现了这种体制的雷达。
当时采用的基本工作原理是使用相距甚远的发射机和接收机。
通过测定目标反射信号的多普勒频移和发射机向接收机直接传播的信号之间的差频,从而检测出穿过发射机--接收机基线的目标。
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。
《2024年岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究》范文
《岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究》篇一岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究一、引言在现代化战争与日常海事管理中,雷达系统扮演着至关重要的角色。
岸/船双基地地波雷达作为一种新型的雷达系统,其独特的探测与跟踪能力使其在军事和民用领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究岸/船双基地地波雷达的目标跟踪方法,以期提高雷达系统的探测精度和跟踪效率。
二、岸/船双基地地波雷达概述岸/船双基地地波雷达是一种利用电磁波在地表或海面传播的雷达系统。
其工作原理是通过发射和接收电磁波,实现对目标的探测和跟踪。
相较于传统的单基地雷达,双基地雷达具有更高的灵活性和抗干扰能力,同时可以实现对目标的全方位、全天候探测。
三、目标跟踪方法研究1. 目标检测目标检测是目标跟踪的第一步。
在岸/船双基地地波雷达系统中,通过对接收到的回波信号进行处理和分析,可以实现对目标的初步检测。
检测过程中,需要考虑到信号的噪声、干扰以及目标的动态特性等因素。
为了提高检测的准确性,可以采用多种算法对回波信号进行滤波、去噪和增强等处理。
2. 目标跟踪算法目标跟踪是利用检测到的目标信息,通过一定的算法实现对目标的连续跟踪。
在岸/船双基地地波雷达系统中,常用的目标跟踪算法包括卡尔曼滤波、粒子滤波、多假设跟踪等。
这些算法可以根据目标的运动状态和雷达系统的性能进行选择和优化,以提高跟踪的准确性和稳定性。
3. 联合处理与数据融合在岸/船双基地地波雷达系统中,由于存在多个雷达站点和多个探测通道,因此需要对来自不同站点的数据进行联合处理和数据融合。
通过数据融合技术,可以将来自不同站点的信息进行有效整合,提高目标的探测概率和跟踪精度。
同时,联合处理还可以实现对目标的协同探测和跟踪,提高系统的整体性能。
四、实验与分析为了验证本文提出的岸/船双基地地波雷达目标跟踪方法的有效性,我们进行了大量的实验和分析。
实验结果表明,本文提出的方法在目标检测、跟踪和数据融合等方面均取得了较好的效果。
《2024年岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究》范文
《岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究》篇一岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究一、引言随着科技的进步和军事需求的增长,雷达技术在目标探测和跟踪领域的应用越来越广泛。
其中,岸/船双基地地波雷达因其具有远程探测、全天候作业以及对抗反辐射等优点,逐渐成为了重要探测手段之一。
为了进一步提升雷达目标跟踪的准确性和效率,本文将针对岸/船双基地地波雷达的目标跟踪方法进行研究。
二、岸/船双基地地波雷达基本原理岸/船双基地地波雷达是一种特殊的雷达系统,其发射和接收站点分别位于岸上和船上,形成了双基地的配置。
地波雷达利用地面反射的电磁波进行探测,其信号穿透能力强,可探测隐藏在复杂地形中的目标。
此外,双基地配置可以有效地降低敌方干扰和反辐射攻击的风险。
三、目标跟踪方法研究(一)传统目标跟踪方法传统的目标跟踪方法主要包括滤波器法、模板匹配法等。
这些方法在处理单目标、简单场景时具有一定的有效性,但在岸/船双基地地波雷达的复杂环境中,由于多路径效应、杂波干扰等因素的影响,传统方法的性能会受到限制。
(二)基于数据融合的目标跟踪方法为了解决上述问题,本文提出了一种基于数据融合的目标跟踪方法。
该方法通过将来自岸上和船上的雷达数据进行融合,提高了目标跟踪的准确性和稳定性。
具体而言,我们采用了多传感器数据融合技术,将不同来源、不同时间的数据进行综合处理,从而得到更准确的目标位置和速度信息。
首先,我们采用了卡尔曼滤波器对雷达数据进行预处理,以消除噪声和干扰。
然后,我们利用数据关联算法将来自不同传感器的数据进行匹配和关联,形成目标轨迹。
最后,我们通过多模型切换的方法对目标状态进行估计和预测,实现了对目标的准确跟踪。
(三)实验与分析为了验证基于数据融合的目标跟踪方法的性能,我们进行了大量的实验。
实验结果表明,该方法在岸/船双基地地波雷达的复杂环境中具有较高的目标跟踪准确性和稳定性。
与传统的目标跟踪方法相比,该方法可以更好地应对多路径效应、杂波干扰等因素的影响,提高了目标跟踪的可靠性。
双基地合成孔径雷达成像方法的研究
双基地合成孔径雷达成像方法的研究双基地合成孔径雷达成像方法的研究随着科技的进步和军事技术的发展,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)成像技术越来越受到人们的关注。
SAR作为一种广泛应用于地面目标探测和成像的技术,具有在夜间、被云层覆盖或复杂天气条件下依然能够进行有效探测和成像的优势。
近年来,双基地合成孔径雷达成像方法逐渐成为研究的热点。
传统的SAR系统通常采用单一基地进行成像,但由于单一基地的局限性,会导致成像结果受到地形和干扰等因素的影响,从而影响成像质量和准确性。
为了解决这一问题,双基地合成孔径雷达成像方法应运而生。
双基地合成孔径雷达成像方法的基本原理是利用两个位于不同位置的雷达基地,通过共同观测同一地面目标并分别采集回波数据。
这两组回波数据之间的差异可以提供更为准确的成像信息。
同时,双基地合成孔径雷达成像方法还可以进一步提高成像分辨率和准确性。
在成像时,通过采用多基线构建距离-方位域的多通道数据,可以综合利用两个基地的信息,进而进行更精确的定位和重建。
在双基地合成孔径雷达成像方法的研究中,关键问题是如何处理两组来自不同基地的回波数据。
为了实现准确成像,需要对两组数据进行区域遮盖、欠采样插值、雷达跟踪等一系列处理步骤。
其中,欠采样插值是双基地合成孔径雷达成像方法中最为关键和复杂的步骤之一。
通过欠采样插值算法,可以将两组回波数据进行合理的融合,从而获得更高质量的成像结果。
在双基地合成孔径雷达成像方法的应用方面,主要集中在地质勘探、军事侦察和环境监测等领域。
在地质勘探方面,双基地合成孔径雷达成像方法可以提供高分辨率的地下地形图像,帮助人们更好地了解地质构造和资源分布情况。
在军事侦察方面,双基地合成孔径雷达成像方法能够实现对复杂地形和高度隐蔽目标的有效探测,提供更全面的情报支持。
在环境监测方面,双基地合成孔径雷达成像方法可以实现对森林、湖泊等自然环境的高分辨率监测,为环保工作提供重要依据。
《岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究》范文
《岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究》篇一岸-船双基地地波雷达目标跟踪方法研究一、引言随着科技的不断进步,雷达技术在军事和民用领域的应用越来越广泛。
其中,岸/船双基地地波雷达作为一种重要的探测手段,具有广阔的应用前景。
它能够实现对目标的远距离探测、高精度跟踪和定位,为军事侦察、海洋环境监测等领域提供了重要的技术支持。
然而,由于海洋环境的复杂性和多变性,岸/船双基地地波雷达在目标跟踪过程中面临着诸多挑战。
因此,研究岸/船双基地地波雷达目标跟踪方法具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、岸/船双基地地波雷达概述岸/船双基地地波雷达是一种采用双基地工作模式的雷达系统。
它由两个基地位于不同地点(岸上或船上)的雷达站组成,其中一个基地为发射站,另一个基地为接收站。
地波雷达主要依靠地表对电磁波的反射来实现目标探测,其具有较高的抗干扰能力和较强的目标识别能力。
在目标跟踪过程中,岸/船双基地地波雷达能够提供丰富的目标信息,如距离、速度、方向等。
三、目标跟踪方法研究针对岸/船双基地地波雷达的目标跟踪问题,本文提出了一种基于多传感器信息融合的跟踪方法。
该方法主要涉及以下步骤:1. 数据预处理:对从雷达站获取的原始数据进行预处理,包括去除噪声、数据滤波等操作,以提高数据的信噪比和可靠性。
2. 目标检测与识别:利用预处理后的数据,采用合适的算法进行目标检测和识别。
常用的算法包括恒虚警检测、特征提取等。
通过这些算法,可以从数据中提取出目标的特征信息,如位置、速度等。
3. 多传感器信息融合:将来自不同雷达站的数据进行融合处理。
由于不同雷达站的位置和角度不同,所获取的目标信息也存在差异。
因此,需要通过信息融合技术将不同数据源的信息进行整合,以提高目标跟踪的准确性和可靠性。
常用的信息融合方法包括加权平均法、卡尔曼滤波等。
4. 目标跟踪与预测:根据融合后的目标信息,采用合适的跟踪算法进行目标跟踪和预测。
常用的跟踪算法包括基于概率数据关联的算法、基于特征匹配的算法等。
机载双基地雷达杂波调谐试飞技术研究
机载双基地雷达杂波调谐试飞技术研究文章基于机载双基地雷达空间位置关系,分析了对应的雷达回波信号和多普勒谱的展宽度特性,并提出了在飞行试验中如何利用航线和速度的调整进而控制地面散射杂波因天线波束宽度而引起的多普勒频谱的展宽,实现对地面慢速目标进行有效检测。
标签:机载双基地雷达;杂波调谐技术;慢速目标检测引言双基地雷达即“使用处于不同位置的天线进行发射和接收的雷达”(1982年IEEE标准)。
双基地雷达是单基地雷达的扩展,单基地雷达是双基地雷达的一种特例。
通常,发/收共用天线或发/收天线相距不远的雷达称为单基地雷达,而双基地雷达的发射和接收天线是远距离分置的,因此在许多方面与单基地雷达相比较有其自身特殊性。
机载双基雷达一般采用远发近收的工作模式,即将发射机部署在远离战场的后方区域,而将接收器安装在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UA V)上并部署于前线空域或敌方领空中。
因此,机载双基地雷达不仅拥有机载单基雷达的优势,如:宽广的监视范围,良好的机动性和规避地物遮挡的能力,还有利于提高雷达自身的生存能力及在目标检测方面具有其独特的优势。
文章主要分析了机载双基地雷达地杂波分布、信号回波的多普勒频率和利用杂波调谐技术进行地面散射杂波消除的试飞方法。
1 机载双基地雷达的几何关系和多普勒参数分析在空載双基地雷达中,发射站、接收站位于空中,地杂波的强度远远大于地面双基地雷达的强度。
此外,收发站均处于运动状态,地杂波的多普勒频率变得很复杂。
收发主波束覆盖的距离单元上的多普勒频率将展宽、地面或低空目标淹没在杂波中。
典型的机载双基地雷达场景的几何配置关系如图1所示,它给出了收、发天线相位中心与杂波散射体之间的几何关系。
为了推导空载双基地雷达的多普勒频率,我们选取图1的坐标系。
XY平面为地平面,接收站位于坐标原点,基线位于X轴上。
Y轴为指北坐标系的北方向,目标T至接收站和发射站的距离与指北坐标系的夹角分别为Rr、Rt、?兹r、?兹t,Rr、Rt在XY平面投影长及与YX平面的夹角分别为R’r、R’t、?准r、?准t。
经典雷达资料-第25章 双基地雷达-4
相位同步和相位稳定性和单基地雷达一样,双基地接收机也可以用多普勒或MTI处理来滤除杂波或箔条回波。
如果非相参MTI适用于杂波抑制,则双基地接收机可以用一个杂波基准信号给出那些被发射机照射到的杂波区。
这和单基地雷达完全一样。
在一个被称为“相位起动(Phase priming)”的双基地非相参MTI的实现方案中,接收机按PRF率从邻近杂波回波中采集小取样值进行振荡器相位同步[132]。
在大约10μs内可获得相参的相位,并延续到1ms以上。
这种处理虽对杂波信号电平不敏感,但对脉冲间的杂波信号相位起伏非常敏感。
如果要求相参处理,那么建立相位同步的方法和建立时间同步的方法类似,即直接将接收机锁相到发射信号上或间接地在接收机和发射机中使用相同的稳定时钟。
相位精度或稳定度的要求和单基地雷达相参处理的要求一样,在整个相参处理间隔内,射频相位的稳定度从0.01λ~0.1λ(或3.6︒~36︒)[133]。
0.01λ是较典型的设计要求。
直接锁相与直接时间同步一样,可通过陆上通信线路和通信链路或以发射机RF信号实现。
如果使用直接射频链路,那么再次要求收发间存在适宜的视线。
如果需要经过发射天线副瓣相参,则多径和反相也是问题。
不过后者可以用哥斯达环来解决,将相位进行接近180︒的翻转[134]。
直通路径锁相法的延伸是在相关处理器中将直通路径信号作为基准信号[135]。
对直通路径锁相方法而言,时钟稳定度是∆φ/ 2πf∆T。
式中∆φ为允许的正弦相位误差均方根值;f为发射频率;∆T为发射机-目标-接收机路径和发射机-接收机(直通)路径的传播时间差[133]。
如同对时钟同步稳定度的要求一样,对相位同步稳定度的要求也可用温控晶振来满足。
对于发射机和接收机中已匹配的稳定时钟来说,通常要求它们的相位在一个相参处理时间T内保持稳定。
因此时钟稳定度为∆φ/2πfT。
通常又需要用原子钟,并要有用于短期稳定的晶振。
但是,当T<~1s时,集成晶体振荡器也是可以接受的。
双、多基地雷达介绍5篇范文
双、多基地雷达介绍5篇范文第一篇:双、多基地雷达介绍双/多基地雷达系统随着军事科学技术的飞速发展,战争的不断升级,隐身飞行器,反辐射导弹、低空突防和电磁干扰都严重威胁着单基地雷达的生存,因此,双/多基地雷达越来越受到人们的重视。
一、双/多基地雷达的基本概念双/多基地雷达即发射站和接收站分置的雷达系统。
如图所示,其发射天线位于Tx处,接收天线位于Rx处,两者距离为L(称为基线距离或基线),目标位于基线处。
三者所处位置可在地面、空中或空间,可以是静止的,也可以是运动的。
在双基地雷达几何结构中,以目标位置为顶点,发射站和接收站之间的夹角称为双基地角。
采用两个或者多个具有公共空间覆盖区的接收站且从公发射站Tx双基地雷达几何结构接收站Rx目标双基地角ß目标回波路径共覆盖区得到的目标数据均在中心站进行合成处理的雷达,称为多基地雷达。
二、合作式双/多基地雷达 1.工作原理在合作式双、多基地雷达系统中,发射机和接收机设在相距很远的两地,并且多部接收机可以共用一部发射机。
由于是无源的,接收机不会受到威胁,接收站处于隐蔽状态,因此反辐射导弹只能攻击发射站。
若发射站远离战区或者机动性较大,就可以大大降低受到攻击的可能性。
从配置上看,地面接收站与高空飞行的飞机合作,或与卫星合作将是合作式双/多基地雷达的最终形式。
合作式双/多基地雷达一般由一个发射站和一个或多个接收站组成(T/R、T/Rn)。
隐身目标的前向散射RCS一般大于其后向散射RCS。
因此,通过合理的布站,使接收站能接收目标的前向散射,就可抑制其RCS的下降。
合作式双/多基地雷达的重要参数是双基地角β。
理论分析得出:当β小于90度时,双基地雷达的雷达截面积与单基地雷达的相等;当β大于130度时,就产生前向散射;当β等于180度时,由于目标遮断入射电磁波,这时在目标上产生一种感应电流,此电流能辐射一前向波束,波束的峰值取决于目标的投射面积,与目标的形状和材料无关。
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“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s=i、i =90、s =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B 0等值线都具有相似的形状。
市区的B0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B0的锥状等值线延伸到前向散射象限(s >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B0值在s<90时和乡村地面的B0的值相似。
Domville报道[109],对小平面外角(=165),观测到的乡村地面和森林地形的B0在小i时没有明显地变化。
同样,在小i的条件下,乡村地面和森林地形的B0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i<-1和所有s>-1时,水平和垂直极化测量的B0值都是-40dB[110]。
交叉极化的测量值则低5~10dB。
而且当从180变到165时,B0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:i<-3或s<-3的低擦地角区(如图25.10所示中的单影线区);140≤(i+s)≤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)。
每个区域都能通过“半经验性处理(包括那些用于拟合测量数据的任意常数)”进行建模。
图25.10 X 波段垂直极化平面内( =180°)乡村地面RCS 数据[108] 低入射余角散射区和双基地散射区是根据等单基地杂波模型建立的,即i 0M sin θγσ= (25.20) 式中,M 0为单基地散射系数;I 为如图25.9所示中的单基地角或入射角; 为归一化反射率系数,对农田, -15dB ;对长有树木的丘陵, -10 dB [123]。
等双基地散射区模型可用修正的单-双基地等效原理(见25.8节)得到,此时式(25.20)中的sin i 可用入射角正弦值和散射角正弦值的几何平均值(sin i sin s )1/2来代替,有[123]2/1s i b 0B )sin (sin )(θθγσ= (25.21)式中,(B 0)b 为双基地散射区散射系数。
这时,可以根据如图25.10所示中的沿i =s 那条线的单基地数据把值估算出来。
在式(25.20)中,用 =-16dB 得到的值与单基地数据的吻合程度在2dB 以内,式(25.21)用 =-16dB 得到的值与双基地数据的吻合程度在3dB以内(包括前向象限的小三角形区域)。
用入射角和散射角的算术平均的正弦值sin[(i +s )/2]可表示低入射余角区模型,有sin )(l 0B γσ=]2/)[(s i θθ+ (25.22)式中,(B 0)1是低入射余角区的散射系数。
取 =-16dB 所得出结果的吻合程度大约也是3dB ,包括如图25.10所示中的右上角的小四边形区域。
因为(i +s )/2=i +/2,所以式(25.22)是单-双基地等效定理的精确应用。
在入射余角非常低的情况下(i 或s <<-1),但排除镜像脊区,计算(B 0)1时必须乘以方向图传播因子F T 2、F R 2和损耗因子L T 和L R [123]。
(B 0)s ≤1时的镜像脊区模型是用Beckman 和Spizzichino 关于粗糙表面前向散射理论的变化形式来表示的[124][125],即])/(exp[)(2S C s 0B σβσ-= (25.23)式中,(B 0)s 为镜像脊区的散射系数;s 为地面坡度的均方根值;c 为i 和s 的双基地角平分线与垂线的夹角为]2/)(90[s i θθ+-。
对于平坦地形,s 0.1rad 。
对于(B 0)s ≤1的情况,当s = 0.17rad 时,式(25.23)与如图25.10所示中的镜像脊区数据的吻合程度在5dB 以内。
“平面内”海杂波散射系数海杂波的有限测量[43][107][109]已经在“平面”内做过。
Domville 的数据[109]虽然包括了广泛的i 和s 测量条件,但遗憾的是只估算了风速条件而没有估算海况。
在垂直极化时,Domville 的X 波段数据[109]与Pidgeon 的C 波段数据[43]的差异约有10dB ,平均吻合程度在5±dB 以内。
在水平极化时,Domville 的X 波段数据[104]和Pidgeon 的X 波段数据[107]也有约10dB 的差异,但吻合程度大约只有±10dB 。
从有限的数据库和某些测量条件不确定来看,对这些数据建模时必须小心。
当i 或s 保持不变时,可以直接用式(25.20)等 单基地杂波模型作为近似模型。
对i 、s >~2和i +s <~100的区域,风速为20kn (完全形成时近似海况3级)时, =-20dB 和垂直极化数据的吻合程度约为5dB 。
s 低于约2时,方向图传播因子和损耗会影响测量结果。
已经测得的B 0值为-50dB 5dB [43]。
若测量时已包含方向图传播因子和损耗的影响,则有时也被称之为有效B 0[114]。
当i +s>~1000、B 0>0dB 时,在镜像脊区内可达到+10dB 。
水平极化时的B 0一般比垂直极化时低1~5dB [109],但和数据的偏差相比并不重要。
当i <1时,交叉极化(VH )测得的B0值比共极化(VV )的值低10~15dB ,但当i 3时,只低5~8dB [43]。
“平面外”散射系数有限的“平面外”地杂波测量[42][111][112][115] 也已经进行过。
Cost [42]和Ulaby [115]的数据表明,由于它们和Larson [111][112]的数据之间存在着合理然而又有限的相关性,因此似乎不是一个令人满意的可用数据模型。
但是,各种极化的一般变化趋势是明显的。
首先,当趋近90°时,B 0值常趋近一个比单基地(I =s , =180)值低10~20dB 的最小值。
其次,在<~10和>140的情况下,即角度接近“平面内”,“平面外”的B 0值和“平面内”的B 0值没有明显的差别(约在5dB 范围内)。
限制条件<~10是根据Cost 、Ulaby 和Domville 的数据得出的,限制条件>140则是根据Ulaby 和Larson 的数据得出的。
在i 和s 接近擦地入射(即i ,s <<1)时,Ewell [113][114]测量了海杂波的“平面外”水平极化和垂直极化的B 0值。
目测的海表面条件是0.9~1.8m 的浪高。
双基地角 180-、测量范围为 23 85时,Ewell 计算了双基地与单基地的散射系数(中值)比。
这些数据隐含了方向图传播因子和损耗。
由于天线高度的不同,F T ,F R 和L T 的影响预计会不同,但没有进行测量。
对所有的情况,所测得的双基地与单基地的散射系数比都小于1。
前两种情况,比值的变化范围是-2~-12dB 。
而第三种情况,比值由 =23时的-5dB 下降到 =60时的-20~-25dB 。
变化趋势是随的增大而减小。
水平极化和垂直极化情况的比值没有明显的差别。
在大多数情况下,双基地和单基地的数据显示接近于对数正态分布。
25.9 特殊技术、问题和要求脉冲追赶[49][73][126][127][129]已经提出的脉冲追赶概念是一种降低多波束双基地接收机的费用和复杂性的方法,也是作为解决空间同步问题的一种方法。
这种最简明的脉冲追赶概念用单波束、单接收机和单路信号处理器取代了多波束接收系统(n 个波束、n 个接收机和n 路信号处理器),如图25.11所示。
单接收波束的快速扫描发射波束覆盖的空间,实质上是追赶发射机的发射脉冲在空间传播的位置,所以就有了脉冲追赶这个术语。
除求解双基地三角形所必须的一般要求外,脉冲追赶还要知道T 和脉冲发射时间[126],这些可通过数据链路提供给接收基地。
另一方面,如果发射波束的扫描速率和PRF 是均匀的,则当发射波束扫过接收基地时,接收基地就能估算出这些参数[127]。
接收波束扫描速率必须等于发射机的脉冲传播速率,并需考虑通常的几何关系修正。
这个速率R θ 为[73]R c R R /)2/tan(βθ= (25.24) 在典型几何配置下,Rθ 的变化范围是1/s ~0.01/s 。
这些速率和速率变化要求雷达采用无惯性天线,如相控阵和快速二极管移相器。
在通常情况下,监视用的相控阵天线按程序以一个波束宽度为增量进行波束切换。
小于波束宽度的切换则可通过改变阵列中的几对(对称的)移相器的相位来实现。
如此就可形成具有所需速率和速率变化的准连续扫描波束[128]。
由于从目标到接收机之间存在脉冲传播延迟,所以接收波束的指向角R 必须滞后于脉冲的实际位置。
对于形成双基地角的瞬间脉冲位置而言,R =T -2。
由双基地三角形得所需的接收波束指向角为[73] )sin cos (tan 2TR T T 1T R θθθθL R R L -+-=- (25.25) 在收发波束重叠区的距离单元内,若接收波束要想截获所有的回波,则它的最小宽度(R )m 近似为[73] R T T u m R /))2/tan(()(R R c θβτθ∆+≈∆ (25.26)式中,u 为压缩前的脉冲宽度。
该式假定发射波束和接收波束的各自射线都是平行的。
当(R T +R R )>>L 或L>>c u 时,这种近似是合理的。
图25.11 单波束连续扫描情况下的脉冲追赶脉冲追赶的其他实现方案也是可行的。
一种想法是保留n -波束接收天线,两个接收信号处理器(RSP )按时分复用工作,横跨这n 个波束。
一个RSP 步进处理偶数波束,另一个步进处理奇数波束,这样就能同时处理各波束对内的回波信号:(1,2),(2,3),(3,4)等等。
这种蛙跳式顺序在收、发波束重叠区应能截获所有的回波。