雷达对抗原理(赵国庆)第三章
精品文档-雷达对抗原理(第二版)(赵国庆)-第4章
第4章 雷达侦察的信号处理
4． 可处理的输入信号流密度 该指标是指在不发生前端输入的{PDWi}i或{s(n)}n数据丢 失的情况下，单位时间内信号处理机允许输入的{PDWi}i或 {s(n)}n最大平均脉冲数——λmax。在一般情况下，雷达侦察 接收机的宽带侦收前端对每一个检测到的射频脉冲均用一个固 定字长和格式的PDW来描述，窄带分析前端对每一个带内的射 频脉冲波形都用一个{s(n)}n数组来描述，数组长度一般取决 于该脉冲的宽度。由于对{s(n)}n的处理时间一般都远大于对 PDW的处理时间，因此两者对λmax的要求是不同的，应该分别 给出。
t
trs 2S N
(4-4)
第4章 雷达侦察的信号处理
一种改进方法如图4-3(b)所示，它将tTOA定义为sv(t)的最 大值时间，在门限检测时间内对sv(t)进行连续的ADC采样，并 将采样结果与最大值锁存器(检测前为零)内的数据进行比较。 高于该值时，刷新最大值锁存器，并将此刻时间计数器数值写 入时间锁存器。因此在检测脉冲结束后，该电路可输出脉冲幅 度的最大值时刻tTOA和sv(t)脉冲包络电压的最大值。图4-3(b) 的改进电路消除了检测门限对tTOA测量的影响，且充分利用了 最大信噪比时刻的测量值，有利于改善噪声引起的测量误差， 但需要采用较高速度的ADC和相应的处理电路。
第4章 雷达侦察的信号处理 2． 对输入{s(n)}n信号的处理 雷达侦察系统对{s(n)}n信号处理的主要任务是分析脉内 和脉间的幅相调制方式，精确测量调制参数等。详见2.7节。 通过对{PDWi}i和{s(n)}n数据的处理，雷达侦察系统既可 获得有关辐射源调制信息的宏观特征，又可获得其辐射信号调 制信息的细节特征，如果能够达到一定的精度和分辨力，则甚 至能够用于区分同类辐射源中的不同个体。 雷达侦察的信号处理是在复杂电磁信号环境下非匹配的甚 至是对抗性的信号处理，具有极大的难度，必须尽可能发挥侦 察情报的作用。
雷达对抗原理与技术
极性量化输出： sgnci, ,sgnsi, ,i 1,2, k, 0, 4
频率编码量化： f 1 nk12m
特点 多路相关器并用，短延迟保证无模糊测频范围，长延迟保证精度 瞬时带宽大（16GHz），测频速度快（250ns），测频精度较高 （35MHz）,不能同时测量多信号，灵敏度低（-60dBm）
2.1.3 雷达侦察的技术特点
作用距离远（一般为雷达作用距离 的1.2倍以上）
安全、隐蔽性好 获取的信息多而准 要求敌方雷达发射 不能测距，所以一般不能单站定位
2.1.4 雷达侦察的主要战术技术指标
1、适用的辐射源类型、数量与信号环境 2、角度测量范围、瞬时视野、精度与分辨 3、频率测量范围、瞬时带宽、精度与分辨 4、脉冲重频测量范围、精度与分辨 5、脉宽测量范围、精度与分辨 6、截获概率与截获时间 7、灵敏度和动态范围 8、安装平台、工作环境条件、可靠性等
2.1.1 雷达侦察的基本原理与条件
基本原理
侦察接收天线
侦察接收机
雷达发射天线
雷达 发射机
传播空间
处理模型
辐
空间
侦
射
传播
察
源
调制
接
集
矩阵
收
合
站
n
nk
集
合
k
基本条件:
1、雷达发射信号进入传播空间，传播空间对雷达发射信号进行传播调制 （衰减、迟延、相移/频移，混叠等） 2、侦察接收机收到足够强度的雷达发射信号 （高于侦察接收机灵敏度） 3、雷达信号调制参数属于侦察处理能力范围内 4、侦察接收机能够适应其所在的信号环境
精品文档-雷达对抗原理(第二版)(赵国庆)-第6章
6.1 概述 6.2 射频噪声干扰 6.3 噪声调幅干扰 6.4 噪声调频干扰 6.5 噪声调相干扰
第1章 绪 论
6.1 概 述 雷达获取目标信息的过程可用图6-1来表示。首先，雷达向 可能存在目标的空间发射电磁波信号sT(t)，当该空间存在目标 时，sT(t)信号会受到目标距离、角度、速度等参数特性的调制， 形成回波信号sR(t)。在雷达接收机中，通过对接收信号sR(t)的 放大、滤波和解调，可得到有关目标距离、角度、速度等信息。 图中增加的c(t)是因为雷达接收机中的信号除了目标回波sR(t) 以外，还存在各种内外噪声、杂波、多径回波等。正是由于这 些噪声才影响了雷达检测目标的能力。可见，如果在sR(t)中引 入人为噪声干扰信号或利用吸波材料减小目标回波信号的功率， 都可以阻碍雷达探测目标，达到干扰的目的。
3) 扫频式干扰
扫频式干扰一般满足：
(6-3)
Δfj≤(2~5)Δfr，fs=fj(t)，t∈[0，T]
即0m干tinT扰f信jt号,0m中taxT心f j频t率fj(t)是覆盖fs、以T为周期、在扫频范围
[
]内连续调谐的函数。扫频式干扰可以对
干扰频带内的各雷达形成周期性间断的强干扰。由于扫频范围
较大，也可以降低对频率引导的要求，同时干扰扫频范围内的
f fL f fL
HI f 2 df
2
HI f df
(6-20)
式中, fL为本振频率，HI(f)为中放及接收前端的频率响应。
当接收机为理想的匹配滤波器时，HI(f)=kF*s(|f－fL|)e－
j2πft0，中放输出的信号峰值功率为
SI
Fs
f fL HI
雷达对抗原理赵国庆第三章
方位—相位变化 空域变换
最大振幅法测向 等信号法测向 透镜馈电的多波束线阵测向 透镜馈电的多波束圆阵测向 相位干涉仪测向 线性相位多模圆阵测向
方位—幅度变化 全向振幅比较法测向
测向的主要技术指标
? 测角精度和角度分辨率 ? 测角范围、瞬时视野 ? 角度搜索概率和搜索时间 ? 测向系统灵敏度
,
j
}N ?1 i, j?0
的设计和调整，使j输出口的天线振幅方向图函数 Fj(θ) 近似为
? Fj (? ) ?
N?1 i? 0
e ji? (? )? ? i ? ?i, j
?
sin
N? ?
(?
??
j)
? ?
(?
?
?
j)
j ? 0, , N ? 1
从而使N个输出口具有N个不同的波束指向
{?
j
}N ?1 j? 0
R ? 10(S1(t) ? S2(t)) ? 10lg[K1F(?S / 2 ? ? ) ] K2F (?S / 2 ? ? )
如果 F(θ)函数在区间［ -θS，θS］内具有 单调性 ，就 可确 定目标方向。
? 例如：
? 1.3863( ? )2
F (? ) ? e
?r
θr为F(θ)的半功率波束宽度
F1(? ) F2 (? )
...
FN ?1(? )
天线阵 变长馈线
聚焦区
输出口
罗特曼透镜馈电多波束原理图
测向 接收机
? 当平面电磁波由 θ方向到达天线阵时 ,各天线阵
元的输出信号为
Si (t) ?
S(t)e ji? (? ) ,? (? ) ?
2? ?
d sin?
雷达对抗原理第3章 对雷达信号方向的测量和定位
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 2) 相位法测向 相位法测向是根据测向天线阵接收同一信号的相位差来确 定信号的到达方向。由于相位差与信号频率具有非常密切的关 系，因此相位法测向往往需要测频辅助。按照天线阵型主要分 为一维线阵干涉仪测向、二维线阵干涉仪测向、平面圆阵干涉 仪测向、相关干涉仪测向和其它阵型的相位法测向等。 3) 时差法测向 时差法测向是根据测向天线阵接收同一信号的时间差来确 定信号的到达方向。由于时间差与信号频率无关，因此它适合 于宽带测向。按照天线阵型主要分为：一维线阵时差测向和二 维线阵时差测向等。
第3章 对雷达信号方向的测量和定位
3.1.2 测向定位的主要技术指标 1． 测向系统的主要技术指标 1) 测向范围ΩAOA和瞬时视野ΔΩAOA ΩAOA是指测向系统最大可测的来波信号方向范围，
ΔΩAOA是指任一时刻最大可测的来波信号方向范围。 ΔΩAOA<ΩAOA时，测向系统需要ΔΩAOA扫描才能覆盖ΩAOA， 因此称为搜索法测向；ΔΩAOA=ΩAOA时不需要扫描，称为非 搜索法测向或方向宽开测向。
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 1) 振幅法测向 振幅法测向是根据测向天线接收信号的相对幅度大小来 确定信号的到达方向。主要的测向方法有：最大信号法、比 较信号法和等信号法。最大信号法通常采用波束扫描体制， 以接收信号功率最强的方向估计来波方向。比较信号法通常 采用多个不同指向的波束覆盖一定的方向范围，根据各波束 接收同一信号的相对幅度估计来波方向。等信号法主要用于 对辐射源的跟踪，力求将接收信号振幅相等的方向指向辐射 源方向。等信号法测向的测角范围较小，但测角精度较高。 常用的振幅法测向技术有波束搜索法测向、全向振幅单脉冲 测向和多波束测向等。
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 2) 测向精度δθ和测向分辨力Δθ δθ一般以测向误差的均值(系统误差)和均方根值(随机误 差)表示。系统误差主要是由系统失调引起的，在一定的条 件下，可以通过系统的多维参量标校而降低。随机误差主要 是由系统的内外噪声引起的，测向时应尽可能提高信噪比。 Δθ是指能够被区分开的两个同时不同方向来波间的最小方 向差。
时差定位与两种测时差方法
时差定位与两种测时差方法2t1~6年l2【)【】6.No.1电f对抗EI(ROMCW ARFARE总第106蛐SerieN¨.106时差定位与两种测时差方法刘刚赵国庆(西安电子科技大学电子对抗研究所,西安710071)摘要介绍了时差定位以及两种测时差的方法——基于统一信号和基于统一时间的时差测量方法,并针对测量精度进行分析,最后给出GDOP仿真.关键词时差定位信号同步时间同步定位精度TDOALocationandTwoMethodsofTimeDifferenceMeasurement LiuGangZhaoGuoqing(ResearchInst.ofElectronicCountermeasures,XidianUniv.,Xi'all710071,China) Abstract:TwomethodsoftimedifferencemeasurementinTDOAlocationaregiveninthisarti cle: themethodbasedonthesignalsynchronizationandthemethodbasedonthetimesynchronizat ion. Thenthealgorithmandaccuracyoflocationareanalyzedwithformulate.GeometricDilution OfPre—cisiongivestheeffectsofthetimemeasuringprecisionintheend.Keywords:TDOAlocation;signalsynchronization;timesynchronization;locationaccurac yO引言时差定位(TimeDifferenceOfArrivalLocation)是一种重要的无源定位方法,而无源定位系统本身并不发射电磁波,完全是被动工作的,因此具有隐蔽性好的优点,对于提高系统在电子战环境下的生存能力具有重要的作用.目前在对时差定位的研究中多关注于定位算法,精度分析和布站方式,而较少关注另一个影响定位精度的重要因素: 辐射源信号到达各观测站时间的测量,即时差测量的精度问题.这在时差定位中是相当重要的.因为我们都知道电磁波以光的速度(近似为3×l0sm/s)在空气中传播,一微秒(1OI6秒)的时间测收稿日期:2005年7月11日量误差反映到距离上就是30o米的误差,可谓是"失之毫厘,谬以千里".因此,探讨时差测量的相关问题是十分必要的.当前在时差定位中通常采用两种测时差的方式:基于统一信号的方式和基于统一时间的方式. 前者是目前比较常用的方式,而后者也处在不断发展之中.本文对这两种方式进行简要介绍,作为相关研究的参考.1时差定位原理[1][2】[3】时差定位实际上是反"罗兰"系统的应用,罗兰导航系统根据来自3个已知位置的发射机信号来确定自身的位置,而时间差测量定位系统是利22电子对抗2006年第l期用3个(多个)已知位置的接收机接收菜一个未知位置的辐射源的信号,来确定该辐射源的位置. 两个观测站采集到的信号到达时问差确定了一对双曲(面)线,多个双曲面(线)相交就可以得到目标的位置,因此时差定位又被称为双曲线定位. y'///'i/tl/,/I',,'/I(1.y1),(2.J11)图I时差定位原理图如图l所示,以平面二维三站定位为例:目标71的位置为(,),),so(o,Y o)为主站,sl(l,Y1),S2(2,),2)分别为副站l和副站2.ro,rl,r2分别为目标到主站so,副站s.和副站S2的距离.距离差为Ar,i:1,2,则定位方程为:fo=(—XO)+(Y一),0){=(—)+(Y—Yi),(i=1,2)(1)【c?△￡=c?(t—to)=一ro对上式整理化简得:(0一)+(Y o—Y)Y=ki+c'△￡'ro(2)其中k去[(c?△￡i)+(o+yo2)一(+yi2)],(i:l,2),c:3XlOSm/s,解方程组即可得到目标位置.2两种测时差方式的介绍2.1基于统一信号方式的时差测量这种方法又称为基于信号同步的时差测量.通常各观测站之间的距离是固定的,各站位置坐标均精确标注,且只在主站有一个高稳定时钟,副站没有时钟.各站同时开始接收辐射源信号,分别收到辐射源信号后,副站立即将辐射源信号直接或变频转发到主站,本身则不对信号做任何处理.主站收到从副站转发的信号,并分别测量各副站转发信号的到达时间,因为已知各站间距,且可以预先估计出信号从各副站转发的延迟,所以可以测出辐射源信号到达各观测站的时间差,从而完成时差定位./\电磁淳/,I,,,/磁渡/电磁,,电磁渡/电磁渡\副图2基于统一信号方式的时差测量这种方法是目前普遍采用的方式,在工程上易行.但缺点也比较明显,首先此方法要求各观测站位置固定,必须在主副站间有可靠的直视传输路径,一般有效间距为15km,最大间距为30km, 不够机动灵活;其次需要建立专门的信号转发设备及传输通道,比较复杂;三是定位过程有两次信号检测和到达时间的误差.一次是在副站检}贝4辐射源直达信号,检测判别后才进行转发,第二次是在主站对副站转发信号的检测,才测量时间,由于脉冲的前沿是有斜率的,所以引起两次的时间误差.信号差转误差较大.2.2基于统一时间方式的时差测量这种方法又称为基于时间同步的时差测量.在这种方法中,主站和各副站均设有高稳定度的时钟,并且每隔一段时间(1s或Ims等)对一次时间(将当前时间归零),因此可认为各站是高度时间同步的,即拥有统一的时间基准.这样各站均可分别测量处理辐射源信号的到达时间,各副站只需将信号到达时间信息传递给主站即可.对于固定站,其位置可以预先精确标注;对于运动站, 目标,,电磁,,一//\///电磁渡,/电磁波\副味.(时钟1)-占(时钟2'(时钟)图3基于统一ri,JI'~il方式的时差测量总第106期刘刚,等:时差定位与两种测时差方法则在传递信号到达时间的同时还需要传递自身的当前位置.主站根据时间信启,计算时间差并计算出辐射源的位置.这种方法的优点是可以实现测量站的机动且便于展开站间距(基线),便于多站长基线组网,不必建立转发设备和专门的转发信号传输通道,只需利用已有的数据传输线路传递时间数据即可, 使用灵活.定位过程只有一次信号检测,所以时间测量误差较小.而缺点则是对各站的时钟稳定度要求非常高,若没有统一的时间基准(即各站时钟问的误差较大)的话则定位误差会很大.3精度分析及仿真[4】[5]3.1精度分析定位精度用GDOP(GeometricDilutionOfPreci—sion)来表示:GDOP:√(盯+盯)(3)式中,表示,Y方向上的定位标准差.首先对式C?AtC?(tf—t0)=r—r0,(=l,2)求微分,可得到:C?d(t—t0)=(c一c0)出+(.打一C0y)dy+:李:一亟:坐,(1,2)一一=一I,=I/J.一a—c3x一''一' :妻:一:,(l,2)一_-_一=一一.I,=1./,.一一—…=Clx--COxCly一-OOyCC2COC2Co】=Izy—yJl一一=I一2一.y—y2),一y.l—一=c-[d(tl—t0)d(t2一to)]rdY=C-dX+flXs=(CrC)Cr(dY一)(6)(CrC)一Cr=B=(22(7)Pet=FL?j=B{E[dY?dyr]+E[dXs?]}Br(8)'『2.r/t2r11[dY"dYr]=c2l,盯△.'盯△,盯,!j其中0"3(i=1,2)为第i站的时间测量误差,-2为At.与At2间的相关系数.假设站址误差各分量的标准差是相同的,即盯2I_:盯2盯]-(kokt]=[(9)E[_dY?dj+ELs?j=(盯)22=[m]22fc?盯+2盯(i=)盯1c2.+盯(≠)m=66(￡,h=l,2)=I1I'22,,,,,24电子对抗2006年第1期GDOP=厕=[笛2菁2(+b2i62j)(11)3.2仿真对于给定的布站方式,时差定位的精度主要取决于时间测量的精度和基线长度,本文分别就这两项因素对定位误差的影响进行了仿真.y\站阈夹角/剐蝴>//W152"t:;DOpf..,/一,星:薯……一-…j¨00.-:/,,,≮∥一,,0害呻㈡,,,',0j一图8三站夹角120~,时间测量误差30ns,基线长度30kin时的GIX)P图4结语仿真时令主站位于坐标原点,且对称分布(图4),副站与主站的间距为基线长度,各站的时间测量误差相同.表1为仿真中的各主要参数.表I仿真中的各主要参数三站夹时间测量误基线长GDOP图角/度差/ns度/km1803030图51803050图61801050图7l203030图8l203050图9120l050图l0图6三站夹角180~,时间测量误差30ns,基线长度50km时的GDOP图三4020.h';I)t)p,磊落i.蜉..≯;,..,,『151)lJ¨lx/kin图9三站夹角120~,时间测量误差30ns,基线长度50km时的GDOP图由仿真可以看出,对于相同的布站方式,在一定的站间距范围内(因为站间距过长反而会降低定位精度【1]),基线越长(对比图5与图6,图8与图9),测时误差越小(对比图6与图7,图9与图§图7三站夹角l8,时问测量误差10m,基线长度50km时的GDOP图图l0三站夹角120~,时间测量误差IOns,基线长度50km时的GDOP图lO),则定位精度越高.所以无论是基于统一信号还是基于统一时间的}贝4时方法,关键问题是如何延长站间距离,并提高测时精度.基于统一信号的测时方法目前可以采用通过卫星差转信号的方法来延长站间距,并通过对转发信号的相关检测来提高测时差精度;而对于基于统一时间的测时差方法来说,其核心——高稳定度原子钟,在过去一一.,§,,,■一..一一一～_i～,,...;～一一一一一一一～,敛一|q≮.三;…一总第106期刘冈0,等:时差定位与两种测时差方法25因为造价昂贵,不易维护等原因,没能使这种方法得到广泛应用.而现在得益于科技的进步,高稳定度的铯钟,铷钟等制造成本下降,体积更小,更易于存放和维护,使得这个方法可以得到更多的应用.参考文献1赵国庆.雷达对抗原理.西安:西安电子科技大学出版,1999:63—672孙仲康,周一宇,何黎星.单多基地有源/无源定位技术.北京:国防工业出版社,1996:1811863FredrikGustafsson,FredrikGunnarsson.PositioningUsing Time—DifferenceOfArrivalMeasurements.Acoustics,Speech, andsiProcessing,2003.Proceedings(ICASSP'03),2003 IEEEInternationalConferenceOnV olume6,6—10April2003Page(s):VI一553—64杨林,周一宇,孙仲康.TDOA被动定位方法及精度分析.国防科技大学,1998;20(2):49535潘琴格.无源系统测向及时差频差联合定位方法研究.西安:西安电子科技大学硕:f=毕业沦文,2004:1723作者简介刘刚(1980一),男,2003年毕业于西安电子科技大学,电子信息工程专业.现为西安科技大学电子工程学院电路与系统专业在读硕士研究生,从事电子对抗方面研究.赵国庆男,教授,西安电子科技大学电路与系统学科博士研究生导师,校学术带头人,信息技术系主任,电子对抗研究所所长,是总装备部综合电子战专家组成员和国防973专家组组长,电子对抗学会委员,《电子对抗》杂志编委,"电子对抗"国防重点实验室学术委员.跃期从事电子对抗系统的理论与工程实践技术研究,主持和参加完成863,973,国防预研和基金项目40余项,着有国家级重点教材《雷达对抗原理》.俄罗斯重视电子战部队建设据俄罗斯国防部可靠消息称,俄罗斯武装力量中将很快增加一个新的兵种或者特种司令部——电子战部队或者电子战司令部.目前提交高层军政领导讨论该问题的所有文件都已经准备好.俄罗斯武装力量中现有三个独立的兵种:战略火箭兵,航天部队和空降部队.二十世纪下半叶的军事实践证实了一个无可否认的事实:电子战已经从一种作战保障形式变成一种极具特色的或者作战效果极其显着的作战形式.据专家统计,使用电子部队和武器,使陆军部队的作战潜力提高了2倍,空军的损失降低了三分之一至二分之一,战舰的损失减少了三分之二.目前俄罗斯电子战装备有能力侦察到敌方的电子目标,精确判定其位置,并将其消灭,并在同时对己方同类系统提供有效防御.装备现代化电子战装备的部队能够实施猛烈的电磁打击.从其与敌方武器和装备作战效果来看,完全可与使用大规模杀伤性武器的效果相媲美.据俄国防部提供的消息,新军种将用于在太空,空中,陆地和海上的对敌作战,并为国家重要目标和己方军队提供防御.俄罗斯认为,建立这支部队是完全符合逻辑的,美国的电子战部队早就已经存在了,俄罗斯当然不能落后.俄军目前已经拥有电子战部队,该部队由总参谋部电子战部指挥.一些专家将这些部队称为特种电子部队,因为这支部队完成一些特殊的任务,其工作和部署地点完全保密.五角大楼早就意-/Z$4了电子战的重要性,其叫法也不是模糊的"电子战作战",而是更加准确的"电磁战争".美军电子战部队也比俄军电子战部队在国防部的地位高.目睹美军电子战部队在最近的几次局部战争中所发挥的重要作用之后,俄军也加强了对电子战部队的重视.虽然目前俄军可以进行独立的电子战演习,但据专家估计,还不具备大规模使用专用电子装备的能力.主要原因是部队基础设施少,物质保障不足,因而发展很受限制.目前俄罗斯军方部门已经计划采取措施,将俄军的电子战水平提升至与美军对等.俄罗斯一位领导人指出,俄政府将改组军工企业,以便形成生产电子战装备的企业体系.当前的首要任务是研制出新型有效的电子战设备,例如能够精确判定恐怖分子在地形复杂区域的基地的坐标的设备等.另外,也在期待工业部门生产出使用新物理原理的电子战武器.例如作战半径不限的量子发生器,这些武器可以在几百千米的高度上摧毁敌方飞机,舰艇,战车上的电子设备.这在目前听起来像是天方夜谭,但专家认为在近几十年这将成为现实.(肖霞提供)。
雷达对抗原理1
§２．１ 概述
一．频率测量的重要性 １． 频率是雷达功能和用途的反映 ２． 频率是选择分选和识别雷达信号的重要参数 ３． 频率对准是有效干扰的有效保证 二．指标体系： １．测频时间 ＩＦＭ（瞬时测频）
PIF1 = ∆fr / f 2 − f 1 截获时间：达到给定截获概率所用时间 t IF1 ≤ Tr + tth
f L 2 j = f i1 − ∆f r1 / 2 − f i2 + ( j + 0.5)∆f r 2 , j = 0, L m 2 − 1
以此类推：第 k 分路器 m k ，第 k 中放带宽 ∆f rk = ∆f rk −1 / m k ， 第 k 中频频率 f ik > ∆f rk−1 / 2 ，第 k 本振组（低外差） ：
，为 00
φ 2 = 4 × φ1 = 2π × 4.446 ，取模为： 0.446 × 2π ，
编码： int
0.446 × 2π ，为 01 0.5π
通过第三迟延支路的相位差：
φ 3 = 2π × 4.446 × 4 = 2π × 17.784 ，取模为： 0.784 × 2π ，
f i > (4000 − 2000 )MHZ 2 = 1000 MHZ , 选为 1200MHZ
本振搜索范围：[3200MHZ,5200MHZ] 2）照射时间： Ts = 5 × 2° 360° = 1 36 s ，取 T f = Ts ，由
Tf
∆f r ≥ 1 × 10 −3 4000 − 2000
∆f =
1 = 15.625MHZ 4 2 × 0.5 × 10 −9
3−1 3
2）通过第一迟延支路的相位差：
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《雷达对抗原理》(赵国庆著)课后答案免费下载《雷达对抗原理》(赵国庆著)内容提要第1章雷达对抗概述1.1 雷达对抗的基本概念及含义1.1.1 雷达对抗的含义及重要性1.1.2 雷达对抗的基本原理及主要技术特点1.1.3 雷达对抗与电子战1.2 雷达对抗的信号环境1.2.1 现代雷达对抗信号环境的特点1.2.2 信号环境在雷达对抗设备中的描述和参数1.3 雷达侦察概述1.3.1 雷达侦察的任务与分类1.3.2 雷达侦察的技术特点1.3.3 雷达侦察设备的基本组成1.4 雷达干扰概述1.4.1 雷达干扰技术的分类1.4.2 雷达干扰设备的基本组成习题一参考文献第2章雷达信号频率的测量2.1 概述2.1.1 雷达信号频率测量的重要性2.1.2 测频系统的主要技术指标2.1.3 现代测频技术分类2.2 频率搜索接收机2.2.1 搜索式超外差接收机2.2.2 射频调谐晶体视频接收机2.2.3 频率搜索形式2.2.4 频率搜索速度的选择2.3 比相法瞬时测频接收机2.3.1 微波鉴相器2.3.2 极性量化器的基本工原理2.3.3 多路鉴相器的并行运用2.3.4 对同时到达信号的分析与检测2.3.5 测频误差分析2.3.6 比相法瞬时测频接收机的组成及主要技术参数 2.4 信道化接收机2.4.1 基本工作原理2.4.2 信道化接收机存在的问题2.4.3 信道化接收机的特点和应用 2.5 压缩接收机2.5.1 Chirp变换原理2.5.2 表声波压缩接收机的工作原理 2.5.3 压缩接收机的参数2.6 声光接收机2.6.1 声光调制器2.6.2 空域傅立叶变换原理2.6.3 声光接收机的工作原理2.6.4 声光接收机的主要特点习题二参考文献 ?第3章雷达的方向测量和定位3.1 概述3.1.1 测向的目的3.1.2 测向的方法3.1.3 测向系统的主要技术指标3.2 振幅法测向3.2.1 波束搜索法测向技术3.2.2 全向振幅单脉冲测向技术3.2.3 多波束测向技术3.3 相位法测向3.3.1 数字式相位干涉仪测向技术3.3.2 线性相位多模圆阵测向技术3.4 对雷达的定位3.4.1 单点定位3.4.2 多点定位习题三参考文献 ?第4章雷达侦察的信号处理4.1 概述4.1.1 信号处理的任务和主要技术要求 4.1.2 信号处理的基本流程和工作原理 4.2 对雷达信号时域参数的'测量4.2.1 tTOA的测量4.2.2 PW的测量4.2.3?AP的测量4.3 雷达侦察信号的预处理4.3.1 对已知雷达信号的预处理4.3.2 对未知信号的预处理4.4 对雷达信号的主处理4.4.1 对已知雷达信号的主处理4.4.2 对未知雷达信号的主处理4.5 数字接收机和数字信号处理4.5.1 数字接收机4.5.2 数字测频4.5.3 数字测向4.5.4 信号脉内调制的分析习题四参考文献 ?第5章雷达侦察作用距离与截获概率5.1 侦察系统的灵敏度5.1.1 切线信号灵敏度PTSS和工作灵敏度POPS的定义 5.1.2 切线信号灵敏度PTSS的分析计算5.1.3 工作灵敏度的换算5.2 侦察作用距离5.2.1 简化侦察方程5.2.2 修正侦察方程5.2.3 侦察的直视距离5.2.4 侦察作用距离Rr对雷达作用距离Ra的优势 5.2.5 对雷达旁瓣信号的侦察5.3 侦察截获概率与截获时间5.3.1 前端的截获概率和截获时间5.3.2 系统截获概率和截获时间习题五参考文献第6章遮盖性干扰6.1 概述6.1.1 遮盖性干扰的作用和分类6.1.2 遮盖性干扰的效果度量6.1.3 最佳遮盖干扰波形6.2 射频噪声干扰6.2.1 射频噪声干扰对雷达接收机的作用6.2.2 射频噪声干扰对信号检测的影响6.3 噪声调幅干扰6.3.1 噪声调幅干扰的统计特性6.3.2 噪声调幅干扰对雷达接收机的作用 6.3.3 噪声调幅干扰对信号检测的影响 6.4 噪声调频干扰6.4.1 噪声调频干扰的统计特性6.4.2 噪声调频干扰对雷达接收机的作用 6.4.3 噪声调频干扰对信号检测的影响 6.5 噪声调相干扰6.5.1 噪声调相干扰的统计特性6.5.2 影响噪声调相干扰信号效果的因素 6.6 脉冲干扰习题六参考文献第7章欺骗性干扰7.1 概述7.1.1 欺骗性干扰的作用7.1.2 欺骗性干扰的分类7.1.3 欺骗性干扰的效果度量7.2 对雷达距离信息的欺骗7.2.1 雷达对目标距离信息的检测和跟踪7.2.2 对脉冲雷达距离信息的欺骗7.2.3 对连续波调频测距雷达距离信息的欺骗 7.3 对雷达角度信息的欺骗7.3.1 雷达对目标角度信息的检测和跟踪7.3.2 对圆锥扫描角度跟踪系统的干扰7.3.3 对线性扫描角度跟踪系统的干扰7.3.4 对单脉冲角度跟踪系统的干扰7.4 对雷达速度信息的欺骗7.4.1 雷达对目标速度信息的检测和跟踪7.4.2 对测速跟踪系统的干扰7.5 对跟踪雷达AGC电路的干扰7.5.1 跟踪雷达AGC电路7.5.2 对AGC控制系统的干扰习题七参考文献第8章干扰机构成及干扰能量计算8.1 干扰机的基本组成和主要性能要求8.1.1 干扰机的基本组成8.1.2 干扰机的主要性能要求8.2 干扰机的有效干扰空间8.2.1 干扰方程8.2.2 干扰机的时间计算8.3 干扰机的收发隔离和效果监视8.3.1 收发隔离8.3.2 效果监视8.4 射频信号存储技术8.4.1 模拟储频技术(ARFM)8.4.2 数字储频技术(DRFM)8.5 载频移频技术8.5.1 由行波管移相放大器构成的载频移频电路 8.5.2 由固态移相器构成的载频移频电路习题八参考文献第9章对雷达的无源对抗技术9.1 箔条干扰9.1.1 箔条干扰的一般特性9.1.2 箔条的有效反射面积9.1.3 箔条的频率响应9.1.4 箔条干扰的极化特性9.1.5 箔条回波信号的频谱9.1.6 箔条的战术应用9.2 反射器9.2.1 角反射器9.2.2 龙伯透镜反射器9.3 假目标和雷达诱饵9.3.1 带有发动机的假目标9.3.2 火箭式雷达诱饵9.3.3 投掷式雷达诱饵9.3.4 拖曳式雷达诱饵9.4 隐身技术习题九参考文献《雷达对抗原理》(赵国庆著)目录该书系统介绍了雷达对抗的基本原理,系统的组成,应用的主要技术等。
雷达对抗原理 习题答案
λs =
空间位移
ξ +1 = ξ− 1 =
1 T ∆f = 1 τ τ ≥T τ <T
Pq = ∏ (
i =1 N
Tri − τ i ) Tri
N N N N τ1 + τ i τ +τ τ +τ τ +τ i ) + ∏ (1 − 2 i ) + ∏ (1 − 3 i ) + ...... + ∏ (1 − N ) Tri Tri Tri Tri i =1,i ≠ 2 i =1, i ≠3 i =1, i ≠ N
向影响最大，此时 R 最大等信号方向影响小，此时 R=0 （2）当 L = 3dB 时， N =6
dϕ =
R R 360° R R 360° dθ r + dθ s + dR = × 7° + × 1.5° + × 2° = 1.29 R + 10° 6 12 12N 6 12 12 × 6
非交叠概率 P 1 = ∏ (1 −
i =2
N
∏ (1 −
i =2
N τ1 + τi τ +τ ) 为其他脉冲与 τ1 交叠的概率， ∏ (1 − 2 i ) 为其他脉冲与 τ 2 不交叠的概率。 Tri Tri i =1,i ≠ 2
交叠概率 Pc = 1 − Pq − P 1
第二章 2．题二图所示为搜索式超外差接收机原理图，其侦察频段为 f1 : f 2 = 1000 : 2000 MHz ，中 放带宽为 ∆fr = 2MHz 。现有载频为 1200 MHz ，脉冲为 1µ s 的常规雷达脉冲进入接收机。 （1）画出频率显示器上画面及信号波形，说明波形包络及宽度与哪些因素有关？ （2）中频频率 fi 及本振频率 fL 应取多大，为什么？ （3）画出接收机各部分频率关系图。
防空中雷达对抗战术及其发展趋势
一、一体化防空的概念内涵一体化防空作战，是指在信息网络技术的大量运用，信息技术的联通和融合把多元力量融为一体，在纵向上和横向上无缝链接，作战时可实现全维实时信息共享的一体化、大系统的背景下，运用各种力量进行的防空作战行动。
一体化防空主要包括以下内涵：作战空间一体化。
一体化防空作战中，空袭方攻击手段的多样化，雷达对抗是一切从敌方雷达及其武器系统获取信息（雷达侦察），破坏或干扰敌方雷达及其武器系统的正常工作（雷达干扰和雷达攻击）的战术、技术措施。
其实质是通过干扰信号对目标回波的压制、掩盖与模拟作用，使雷达的信号接收显示系统与自动控制系统不能正确地获取信息与控制武器，降低侦察效能与火力效能，最终丧失战斗力。
它是在雷达信号环境范围内夺取制电磁权的重要作战行动，在现代战争特别是防空作战中处于举足轻重、日益突出的地位。
本文通过分析一体化防空作战的特点,对雷达对抗战术发展的趋势进行分析与探讨。
防空中雷达对抗战术及其发展趋势■ 刘 伟使得作战空域明显扩大，为保证防空作战任务的完成必须增大防空作战纵深，组织多层对空防御。
为了统一使用各种防空力量和各种防空火力，提高防空作战的整体效能，要求对防空力量实施统一部署，使陆、海、空军的防空兵力和地方防空力量协调一致，构成远、中、近结合，高、中、低配套的整体防空体系。
作战部署一体化。
现代防空作战中，实质上是一场信息优势的较量。
“得信息者得天下”，为了增加战场的透明度，各军事强国正不断把雷达送上天,地面雷达、舰载雷达、机载雷达和星载雷达构成的高边疆多维立体体系正逐步改变当前以地面雷达为主体的状态。
这种集陆、海、空、天、电、网于一体的侦察体系，以空中侦察为主，实施远距离、大纵深、宽正面探测，以陆、海、天侦察为辅，实施高精度、低空域、大密度搜索。
作战指挥一体化。
一体化的作战指挥使得指挥周期大大缩短, 先. All Rights Reserved.进的指挥手段也对雷达对抗的战术运用效果的影响力越来越大。
雷达对抗原理实验报告
实验一 雷达测距和接收机灵敏度实验一、 实验目的1. 掌握目标回波测距的方法。
2. 雷达回波信号能量变化对接收机输出的信号的幅度（包络）的影响。
3. 掌握切线灵敏度的定义。
二、 实验内容1. 距离测量。
雷达工作时，发射机经天线向指定空间发射一串重复周期的高频脉冲。
如果在电磁波传播的路径上有目标存在，那么雷达可以接收到由目标反射回来的回波。
由于回波信号往返于雷达和目标之间，它将滞后于发射脉冲一个时间r t 。
如图3.1示电磁波以光速传播，设目标的距离是R ，则传播的距离为光速乘以时间间隔，即r t C R ⨯=2，可得r t CR 2=。
2. 切线灵敏度。
在某一输入脉冲功率电平的作用下，雷达接收机输出端脉冲与噪声叠加后信号的底部与基线噪声（只有接收机内噪声）的顶部在一条直线上（相切），则称此输入脉冲信号功率为切线信号灵敏度TSS P 。
对于单脉冲雷达信号，则有rt 回波tt图3.1 雷达测距图3.2切线灵敏度m UnU 发射脉冲R A P TSS /212=（3-1）其中，A 是输入信号的幅度，R 为接收机内阻。
本实验仪接收机内阻为50欧姆。
三、 实验数据信号时延：T=52μs 信号衰减值：95 % 切线灵敏度：P TSS = 噪声电压峰值： 噪声最大值：四、 思考题1. 根据记录回波的时延，计算目标回波距离。
答：目标回波时延：，根据公式计算得回波距离R=7.8km 。
2. 距离分辨率为多少？ 答：距离分辨率()2c nc dr v τ∆=+≈B 12c *，实验测得目标回波脉冲宽度τ为240ns ，代入距离分辨率公式得到c r ∆约为36m 。
3. 目标回波输入信号的幅度改变，示波器输出信号有何变化？答：由前面数据整理的表格可以看出，目标回波输入信号的幅度衰减越来越大时，示波器输出信号幅度越来越小。
4. 雷达的切线灵敏度是多少？ 答：接收机灵敏度为： 。
5. 基线噪声电压峰值n U 和满足切线灵敏度条件下有信号处输出噪声的峰值m U 是否相同？为什么？答：基线电压峰值n U 小于满足切线灵敏度条件下有信号处输出噪声的峰值m U ,因为nU 只是接收机内噪声而m U 不仅包含接受机内噪声还包含外界干扰噪声所以n U <m U 。
雷达对抗原理2
ϕ=
2π Li λ 2π 聚焦区口 i－>输出口 j： φ ij = d i, j λ
通过 d , Li , d i , j 的调整，使
2π d sin θ λ
F j (θ ) =
N −1 i =0
∑e
jiϕ +ψ i +φi, j
sin =
Nπ (θ − θ i ) λ π (θ − θ j ) λ
2 CEP = 0.75 ⋅ σ 2 x +σ y
双站： GDOP =
1 sin( β 2 − β1 )
2 2 2 r12σ β 1 + r2 σ β 2
r12 + r22 2 2 GDOP = σβ + 2 σ 2 = G⋅M sin( β 2 − β1 ) r1 + r22 xy
最佳布站，当 d 一定时， β1 = 54.73 0 , β 2 = 125.27 0 2．时差定位 ⑴
360° 46.4758 2 − 3 − 5 = 46.4758° ， dϕ = × 1 = 3° 6 12 × 60
3 i ×60 −30 −1 .3863 60
2
S (30°) = ∑ e
2）
i =− 2 3
sin (i × 60° ) = 0.612222072
2
C (30° ) =
，
2
．
方
位
/
仰
角
定
位
法
bi =
θβ θβ Hi [ ctg( β i − ) − ctg ( β i + )] ， si = πai bi 2 2 2
3．角度测量定位（三角定位） ：DD，TDOA，DOA 4． 联合定位：DD-DOA，DOA-PRC 5． 问题：时间精度，PLAID 二．多平台定位 1．方向测量定位
精品文档-雷达对抗原理(第二版)(赵国庆)-第2章
def
dms 10lg
Pso Psm
dB
(2-11)
为了保证镜像干扰不引起测频错误，一般要求dms≥60 dB。
提高dms的方法主要有：
(1) 采用频带对准。
(2) 采用宽带滤波和高中频接收。提高中频，可以增加主信
道与镜像信道之间的频率差2fi－ΔΩRF; 如果该频率差能够满足 测频范围ΩRF=[f1，f2]的要求：
f
t
def
t
2πt
它的二阶导数称为调频斜率，即
kFM
t
def
2 t
2πt 2
对于单载频射频脉冲信号，在其脉冲宽度τPW内,
f t f , kFM 0; 0 t PW
(2-1) (2-2) (2-3)
第2章 对雷达信号的频率测量与频谱分析 相位编码调制的射频脉冲除了有限的相位跃变点以外，脉 内其它时刻的频率同式(2-3)。线性调频脉冲的频率和调频斜 率分别为
第2章 对雷达信号的频率测量与频谱分析 图2-2 雷达信号频谱分析数字接收机的基本组成
第2章 对雷达信号的频率测量与频谱分析 ADC具有检测采样和盲采样两种工作方式。如果在ΩSF内对 视频包络信号直接进行门限检测能够满足灵敏度sf min的要求， 则可以利用包络的门限检测输出，将有检测信号存在时的中放输 出波形数据采集下来，送给数字信号处理机进行调制分析，同时 也可以对包络和门限检测信号进行tTOA、τPW、AP的测量，交付数 字信号处理。这种处理方法可以降低采集和处理的数据量，提高 信号分析的工作效率，也是大多数频谱分析数字接收机的实际工 作方式。 如果直接对脉冲包络信号的门限检测不能满足sf min的要求， 则ADC的信号采样和数字信号处理都是连续进行的；只有在经过 了连续、实时的信号处理以后，才能检测和判决是否存在有用信 号，然后进行相应的信号分析处理，这将极大地增加信号处理的
雷达对抗原理系统组成课件
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【雷达对抗-Radar 】 Countermeasure
雷达对抗是一切从敌方雷达及其武器系统获取信 息（雷达侦察）、破坏或扰乱敌方雷达及其武器系 统的正常工作（雷达干扰或雷达攻击）的战术技术 措施的总称。
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【电子战内涵的变化】 通信对抗：第一次世界大战 预警雷达对抗：第二次世界大战 制导雷达对抗：越南战争 反辐射攻击：中东战争 综合电子战：海湾战争 信息战： 未来
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概述
一.基本概念——电子战？雷达对抗？ 二.电子战发展现状及发展趋势？ 三.雷达对抗系统基本组成？ 四.雷达对抗涉及的关键技术？
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一、基本概念
【电子战-EW, Electronic 】 Warfare
电子战是敌我双方利用电磁能和定向能破坏敌 方武器装备对电磁频谱、电磁信息的利用或对敌方 武器装备和人员进行攻击、杀伤，同时保障己方武 器装备效能的正常发挥和人员的安全而采取的军事 行动。
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【传统电子战】 电子对抗（ECM）：包括电子侦察、干扰、隐身、摧毁。 电子反对抗（ECCM）：包括电子反侦察、反干扰、反 隐身、反摧毁。
雷达信号包络特征的检测与分析
中图分类号:T N971.+1,T N911123 文献标识码:A 文章编号:C N51-1418(2002)03-0012-05收稿日期:2002-06-14作者简介:刘爱霞,女(1977年—),河南省南阳市人,西安电子科技大学硕士研究生,目前研究方向为雷达信号处理与仿真。
赵国庆,男(1953年—),西安电子科技大学教授,发表论文数十篇,研究方向为电子对抗及信号处理。
雷达信号包络特征的检测与分析刘爱霞 赵国庆(西安电子科技大学电子对抗研究所,西安・710071)摘要:雷达信号的分类识别是电子对抗的一个重要方面,而雷达信号包络分析是识别它的一种重要方法,它利用检测设备截获敌方雷达信号,通过分析它的包络特征来识别雷达信号以便于干扰或反干扰。
采用平滑、微分的方法对包络进行处理,获得它的各项参数信息,从而达到对雷达信号识别的目的。
关键词:信号包络 微分 平滑 雷达信号识别Detection and Analysis of the R adar Signal E nvelop CharactersLIU Ai 2xia ,ZHAO G uo 2qing(Research Inst.O f Electronic C ountermeasures ,XI DI AN Univ.,X i ’an 710071,China )Abstract :The sort of radar signals is a very im portant aspect in electronic countermeasures and the analysis of radar signals envelop is an im portant method to identify radar signals..This method analyses the envelop character of radar signals intercepted by detection equipment to identify radar signals for jamming and counter -jamming.This paper adopts sm oothing and differential methods to process the envelop of radar signals and gain their parameters.From these methods radar signals can be identified success fully.K eyw ords :Signal Envelop ;Sm oothing ;Differential ;Radar Signal Identification0 引言在军事上,雷达信号的分类识别是电子对抗的一个重要方面,而雷达信号包络特征分析是识别它的一种重要方法,它利用检测设备截获敌方雷达信号,通过分析它的包络特征来识别雷达信号以便于干扰或反干扰。
精品文档-雷达对抗原理(第二版)(赵国庆)-第8章
第8章 干扰机构成及干扰能量计算 2) 转发式干扰资源的基本组成 转发式干扰资源的基本组成如图8-3所示。转发式干扰资 源的基本干扰信号来源于被干扰的雷达发射信号，因 此自身必须具有接收机。转发式干扰发射之前一般由干扰决策 和资源管理单元提供初始引导，首先需要判断当前是否存在需 要干扰的威胁雷达信号，是否需要对其实施转发式干扰。如果 确实存在需要实施转发式干扰的威胁雷达信号，则还要设置转 发式干扰资源当前的工作频段、转发干扰的调制样式和调制参 数等。转发式干扰资源具有直接转发、存储转发和组合转发3 种工作模式。
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
8.1 单部有源干扰系统的基本组成和主要性能指标 8.2 干扰系统的有效干扰空间 8.3 干扰机的收发隔离与效果监视 8.4 载频移频技术 8.5 数字射频存储(DRFM)干扰技术
第8章 干扰机构成及干扰能量计算 8.1 单部有源干扰系统的基本组成和主要性能指标 8.1.1 单部有源干扰机的基本组成
如上所述，有源干扰的基本原理分为遮盖性干扰和欺骗性 干扰，它们分别是从降低雷达对真目标的发现概率，提高雷达 检测的虚警概率，炮制错误的目标参数等方面来破坏和扰乱雷 达的正常工作的。单部有源干扰机是指在空间集中在一起的一 个干扰系统，它也是组成空间分布式有源干扰系统的基础，是 在战场综合电子战系统的统一指挥控制、信息支援条件下，执 行作战任务的基本单元。
(8-2)
式中, PJ、GJ分别为每个阵元的发射功率和增益，η为合成效
率。
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
在一般情况下，干扰机末级功放处于饱和输出状态，PJ就是其 饱和输出功率PJS，与接收到的雷达信号功率Pin无关(恒功率发 射)。但对于直接转发式的干扰发射机，当Pin低于饱和输入信 号功率Pins(通常Pins=PJS/KP，KP为转发增益)时，其PJ是对Pin的 线性放大(恒增益发射)；当Pin高于Pins时，输出信号功率为饱 和输出功率PJS，即
雷达对抗原理第3章 对雷达信号方向的测量和定位
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 3． 方位概率搜索 不满足方位慢速和快速可靠搜索条件的搜索法测向称为 方位概率搜索。其方向截获时间和截获概率近似满足几何概 率条件。设两天线的互指时间分别为
则平均互指时间τ 为 任意时刻两天线的互指概率P为
(3-5) (3-6) (3-7)
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 发生两天线的互指事件的平均周期T与上述两者的关系为
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 2) 多站定位 需要多个接收站协同的定位，各站间的距离称为基线。多 站协同具有良好的定位能力，但对协同性能具有较高的要求。 按照定位采用的测量信息，主要分为以下3类。 (1) 测向交叉定位：利用不同位置接收站测得的同一辐射 源方向，确定辐射源位置。 (2) 测向-时差定位：利用不同位置接收站测得同一辐射源 方向、同一信号的时间差，确定辐射源位置。 (3) 测时差定位：利用不同位置接收站测得的同一信号的 时间差，确定辐射源位置。
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 3． 定位的分类 对雷达辐射源的定位是在一定的地理条件下，利用接收站 自身的位置、运动及其与辐射源信号的相对关系，通过对同一 辐射源的多个测量方向，对同一个辐射源信号的多个到达时间 差、对同一个辐射源信号的相对频率差等，确定辐射源在平面 或空间中的位置。 按照参与定位的接收站数量分为单站定位和多站定位。 1) 单站定位 只用一个接收站的定位。一般需要以特定的地理环境或接 收站的运动为辅助定位条件。主要有：飞越定位，方位—仰角 定位，测向—方向变化率定位和测向—相位差变化率定位等。
第3章 对雷达信号方向的测量和定位 5． 测向精度和分辨力 搜索法测向的误差有系统误差和随机误差，其中系统误 差主要来源于测向天线的安装误差，波束畸变和非对称误差 等，它们可以通过各种系统标校予以减小。这里主要分析随 机误差。 测向系统的随机误差主要来自于系统中的噪声。如图32所示，由于噪声的影响，使门限检测的方向θ(t1)、θ(t2)出 现了偏差Δθ1、Δθ2，通常其均值为零。由于t1、t2的时间间 隔较长，可认为Δθ1、Δθ2是互相独立、同分布的，代入式 (3-2)，则方向测量均值θ是无偏^的，数学期望为
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测向的主要技术指标
测角精度和角度分辨率
测角范围、瞬时视野
角度搜索概率和搜索时间
测向系统灵敏度
测向系统灵敏度是指测向系统天线口面上能够正常测向的 最小输入信号功率密度D(单位为dBm/m2)
测向的基本方法
测向原理分类
振幅法测向、相位法测向
波束扫描分类
顺序波束、同时波束
测向的基本方法
当K1=K2时,可得
1.3863(
2 ) r
θr为F(θ)的半功率波束宽度
R
12 S
2 r
(dB)
r2 R 12 S
对θr、θS和R求全微分,可以得到角度测量时的系统误差dφ
r r2 r2 d Rd r Rd S dR 2 6 S 12 S 12 S
测向需要在几个因素之间折中：精度、灵敏度和 速度。 采用相位干涉仪的方法，既可以是单脉冲的，也 可以实现一定程度的积累。测向要确保全方位， 天线很可能是全向的，于是灵敏度不是很高，可 以用高灵敏度的监视接收机引导。 需要记住的一个原则是，测向精度往往是需要用 速度或时间来‘换取’的。
一个测向设备的界面
振幅法测向
根据测向天线系统侦收信号的相对幅度大小确定信 号的到达角（DOA）。
相位法测向
根据测向天线系统侦收同一信号的相对相位差确定 信号到达角。
振幅法测向
最大信号法
采用波束扫描体制或多波束体制，以侦收到信号最 强方向作为信号所在方向。
等信号法
主要用于对辐射源的跟踪，测向精度高，但测向范 围小。
具有辅助天线对消的搜索法测向系统 （a) 系统组成； （b）A、B天线方向图
FR(t)、FA(t)分别为侦察天线和雷达天线的扫描函数， A(t)为脉冲包络函数
A、B两支路收到的信号
S A (t ) FA (t ) FR (t ) A(t ) cos t S B (t ) FA (t ) A(t ) cos t
比较信号法
采用多个不同波束指向的天线，覆盖一定空域，根 据各天线侦收同一信号的相对幅度大小确定信号所 在方向。
振幅法测向
图3―1 波束搜索法测向的原理
搜索速度
慢速可靠搜索
1、在雷达天线扫描一周的时间内，侦察天线只扫描一个 波束宽度。 2、在雷达天线指向侦察天线的时间内，至少接收到Z个 连续的雷达发射脉冲。
sinφ1,cosφ1, sin φ2,cosφ2, sin φ3,cosφ3,
在忽略三信道相位不平衡误差的条件下,
1 sin 2 l1 2 sin 41 2 l3 3 sin 42 =161
2 l1
Fj ( )
i 0
N 1
e
ji ( ) i i , j
sin
N
( j )
( j )
j 0,, N 1
1 。 从而使N个输出口具有N个不同的波束指向 { j }N j 0
相位法测向
2 L
sin
测角范围——短基线
N S ( ) 2
i 0
aiN 1 cos(iN 1) i 1 N aiN 1 sin(iN 1) aiN 1 sin(iN 1) 2 i 1
当天线数量较大时,天线函数的高次展开系数很小 再次简化后：
C ( ) N a1 cos 2 N S ( ) a1 sin 2
子空间拟合类（ 20世纪80年代后期）
子空间拟合类算法可归结为多维参数的优化问题。
最大似然（ML）
方向估计的似然函数式非线性的，求解其最优解需要举行 多维搜索，运算量巨大。
加权空间拟合（WSF）
多维MUSIC（MD-MUSIC)
虽然子空间拟合算法有计算量大的缺点，但与子 空间分解类算法相比，估计性能优良，尤其在低信 噪比、小快拍数据情况下，比子空间分解类算法估 计性能好很多。另外ML、 WSF在相干源情况下仍 能有效估计。
i 0, , N 1
由聚焦区口i到输出口j的等效路径长度为, j
i, j 0, , N 1
(3―34)
1 N 1 {Li }iN 、 { d } 罗特曼透镜通过对测向系统参数 d、N、 0 i , j i , j 0
的设计和调整，使j输出口的天线振幅方向图函数 Fj(θ) 近似为
测向技术
搜索式超外差接收机 频域顺序取样 射频调谐晶体视放接收机 频域取样 多波道晶体视放接收机 频域同时取样 信道化接收机 测频方法
频率—相位变化
比相法瞬时接收机（瞬时测频接收机）
频率—时间变化 频域变换 频率—空间变化
压缩接收机
声光接收机
频率—幅度变化
多波段比幅接收机
最大振幅法测向 空域顺序取样 等信号法测向 空域取样 透镜馈电的多波束线阵测向 空域同时取样 透镜馈电的多波束圆阵测向 测向方法 相位干涉仪测向 方位—相位变化 线性相位多模圆阵测向 空域变换 方位—幅度变化 全向振幅比较法测向
空间谱估计
子空间分解类算法（20世纪70年代末）
通过对阵列接收数据的数学分解（特征分解等），将接收数 据分为两个相互正交的子空间（信号子空间和噪声子空间）。 利用子空间的正交特性构造出“针状”空间谱，提高算法的 分辨率。
多重信号分类（MUSIC）算法（噪声子空间类算法） 旋转不变子空间（ESPRIT)算法（信号子空间类算法）
测角精度——长基线
2 L
sin
d
2 L
cos
解决的方法：多基线相位干涉仪
图3―11 一维三基线相位干涉仪测向的原理
四天线接收的信号经过各信道接收机 ( 混频、 中放、限幅器 ), 送给三路鉴相器。其中“ 0” 信 道为鉴相基准。三路鉴相器的 6 路输出信号分 别为
测向设备可以是很小的，下图是1～1300兆 的整个设备的一个照片，该设备的天线阵 直径为1.2米，所使用的接收机为EB200， 图形终端是一个商用的笔记本计算机。把 设备移到另一辆车上去，大约需要15分钟。
测向设备一例
测向的一种界面
的斜率越高的缘故。
θr越小则各项误差的影响也越小，这是由于波束越窄测向
全方向比幅法（NABD）
对称天线函数F(θ)可展开傅氏级数:
F ( ) ak cos k k 0 ak 2 F ( ) cos k d 0 Fi ( ) F ( i S ) ak cos( k ki S ) i 0,, N 1 k 0
多波束测向
F ( )
···
F0 ( )
F1 ( )
FN 1 ( )
多波束测向的原理示意图
罗特曼透镜馈电多波束原理图
l0 l1 l2
...
F0 ( )
F1 ( )
F2 ( )
FN 1 ( )
...
测向 接收机
lN 1
天线阵 变长馈线 聚焦区
输出口
罗特曼透镜馈电多波束原理图
(3―44)
比幅法测向主要问题：
各信道幅度匹配问题 各信道放大器、检波器之间的幅度平衡问题。
相位干涉仪测向主要问题：
不能同时对多信号测向
阵列测向技术
阵列信号处理最主要的两个研究方向：
自适应空域滤波（自适应阵列处理）
数字波束形成（DBF)
空间谱估计
利用阵列对信号空域参数估计，重点到达角（DOA）估计
经混频、对数中放输出的电压
U A (t ) lg[ K A FA (t ) FR (t ) A(t )cos it U B (t ) lg[ K B FA (t ) A(t )cos it
经减法器对消输出的电压
KA U o (t ) lg[ FR (t )] KB
全向振幅单脉冲测向技术
四天线全向振幅单脉冲测向原理图 （a) 系统组成（b）四天线方向图
相邻比幅法
假设天线方向图对称，F(θ)=F(-θ)，当雷达方向位于任意 两天线之间，且偏离两天线等信号方向的夹角φ时，对应 通道输出信号S1(t),S2(t)分别为
S1(t)=lg［K1F(θS/2-φ)A(t)］ S2(t)=lg［K2F(θS/2+φ)A(t)］
当平面电磁波由θ方向到达天线阵时,各天线阵 元的输出信号为 2 ji ( ) Si (t ) S (t )e , ( ) d sin i 0,, N 1
d为相邻天线的间距。
连接各天线阵元到聚焦区的可变长度馈线等效电长度为 Li,对应的相移量为
i
2
2
Li
利用C(θ),S(θ)可无模糊地进行全方位测向
arctan[
S ( ) ] C ( )
(a) 高斯、半余弦两 种天线方向图函数 (b) 6元高斯天线比 幅测向的误差曲线 (c) 6元半余弦天线 比幅测向误差曲线
由于高斯函数的周期展开式收敛较快,在同样波束宽度下, 高斯函数的测向误差小于半余弦函数; 由于宽波束的展开式收敛较快,所以宽波束时的测向误差 小于窄波束时的测向误差。 NABD测向时也应适当地选择天线方向图函数和波束宽度
用权值cos(iθS)，sin(iθS)，i=0,…,N-1，对各天线输 出信号取加权和：
C ( )
i 0 N 1
S ( )