雷达杂波抑制关键技术研究

雷达杂波抑制关键技术研究

摘要：针对防空系统雷达强杂波背景下雷达弱小目标检测问题，在分析传统杂

波抑制存在的问题的基础上，梳理了杂波图CFAR检测、检测跟踪联合处理、智

能杂波抑制等关键技术，并简要分析其原理及技术途径，并对雷达杂波抑制技术

发展趋势进行分析。

关键词：强杂波；CFAR；目标检测

1 引言

基于雷达信息的探测感知是现代信息化战争中武器装备的核心关键能力，随着低空突防、隐身突防、电磁干扰手段的普遍使用，造成雷达探测感知能力的急剧下降，进而导致防空武

器系统的作战效能严重下降。雷达通过向目标辐射电磁波，然后接收从目标反射回来的电磁

波信号，再通过先进的信号处理技术，将有用目标信号从杂波和干扰中提取处理，进而完成

目标检测、位置估计、分类识别等功能。巡航导弹等低空目标可通过超低空自主飞行，利用

地球曲率限制或复杂的地理环境实施攻击，雷达对其进行探测时，面临严重的地海杂波问题，为保证武器系统对低空目标的有效作战能力，必须解决强杂波背景下低小慢目标探测问题。

2 强杂波背景下目标检测面临的问题

当前，雷达探测面临复杂的地理环境，导引头下视探测以及地基雷达低空或下视探测时

不可避免会受到地理环境的制约以及地海杂波干扰。这些背景杂波强度大，按照实际的测量

可得，幅度最强的地杂波可比系统内部的噪声大70 dB 以上。另外由于地貌变换（如山区）、地表反射特性变化、离散强杂波点等使得杂波出现严重的非均匀/非平稳现象等，给杂波抑制等来严重挑战。

雷达杂波抑制技术经多年发展，目前常用的处理方法主要包括MTI、MTD、PD、STAP及

相应的改进设计等，同时也提出了多种目标检测方法，包括CA-CFAR、GO-CFAR、SO-CFAR、OS-CFAR等。然而，由于当前雷达系统处理中环境的认知有限，杂波抑制滤波器的选择和设

计缺乏针对性，目标检测处理仍主要采取针对均匀平稳杂波的方法，多数情况下不满足实际

情况，使得杂波剩余较强，目标检测困难。

3 杂波抑制主要关键技术

3.1 杂波图CFAR检测技术

利用恒虚警检测[1]方法，对杂波背景功率的估计大致有两类，一类是空域检测技术，也

称为距离恒虚警检测技术，它将邻近参考单元处理器的输出均值作为检测门限的背景值，主

要应用在杂波分布比较均匀的雷达杂波背景中。另一类是时域检测技术，即杂波图CFAR 检

测技术[2]，它是依据前面若干次天线扫描的值得到的杂波背景功率来对检测单元进行检测，

在均匀或者非均匀的雷达杂波背景中都可以稳定工作。通常，杂波强度在方位/距离上有剧烈的变化，在同一距离单元随时间变化相对平缓，空域检测中的恒虚警检测方法仅能通过减小

参考单元的个数，来减小虚警率的损失，这样却会导致虚警率无法保持恒定。因此，为了改

善目标的检测性能，必须找到更好的检测方法。杂波图CFAR 检测方法恰好可以解决这个问题，其存储在每个检测单元的估计值，是依据当前及以前的多次扫描值，然后利用一定的递

归算法进行更新的。海杂波的统计特性与地杂波和气象杂波不同，与雷达重复周期相比，海

浪的起伏比较平缓，因此海杂波在邻近的脉冲间有较强的相关性，进行脉间积累检测时，性

能并不理想。在空域中，海杂波的统计特性变化非常剧烈，而在时域中，变化相对平缓。因此，可以利用杂波图CFAR 检测方法来改善目标的检测性能。