第四讲_雷达杂波ppt课件
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(一)地物类型是影响0的关键因素
沙漠、农田、山地、植被、城市， 0均各不相同
沙漠 －－> 城市 0 -45dB－－>-6dB (差40dB)
(二)极化方式的影响
小时， 垂直极化(V)比水平极化(H)的0 大 大时， 反之
13
二. 地杂波强度
(三) 的影响
=0.5°～10°内， 0 > 10°， 0随 变化小
s
a 5.35qAZ
(Hz)
24
一. 地物杂波
➢ 高斯型 ➢ 立方型
(一)高斯型
S(f )
PC 2f
exp
f2 2f2
f
,频2谱v 方差
，有经验公式
以米表示，Vw以节表示； v为速度标准差；PC为杂波功率
f 0.0066Vw1.261
25
一. 地物杂波
(二)立方型 (由Fishbein建立)
(四)f 的影响
较小时， 0随f 略有； 较大时， 0与f 无关
14
三. 海杂波
0=(f, 极化, , SS, 风向) SS－海情
➢ 实测所得规律 (一) 20°
400MHz f 50GHz -90dB 0 -30dB
例：t＝1s, =10, R=20浬, 得S0=105 m2 1× 10-4 m2 e 100 m2 范围极大！
R－作用距离；qAZ和 EL为天线波束的方位
向和俯角向波瓣角；－天线俯仰角
7
RqAZ
S0 R2ELq AZ (sin )
Y R ELCSC(Y)
大俯仰角面杂波的分辨单元面积计算
R－作用距离；qAZ和 EL为天线波束的方位
向和俯角向波瓣角；－天线俯仰角
8
• 体杂波
气象、箔条等。
e S0
为体杂波单元的反射系数。
一. 影响杂波强度的因素
(一)杂波类型
• 面杂波： 地、海
– 小俯角 – 大俯角
e 0 S0
0为面杂波单位面积的反射系数
5
俯仰角
入射角 擦地角(掠射角)
俯仰角、擦地角和入射角
6
h
R
ct/2
Y
ct sec(Y)/2
S0
RqAZ
ct 2
sec
R qAZ
杂波区 RqAZ
小俯仰角面杂波的分辨单元面积计算
于f的某一函数。 ➢ 雨、雪、冰雹， Di大， 大=> e 大； ➢ 云层 Di小=> 小=> e 小。 ➢ 可查表
21
五. 鸟群杂波
e m 0
其中： ➢ m：雷达分辨单元中飞鸟数 ➢ 0 ：单个飞鸟的等效反射面， 0 可查表，用低于
1m2的dB表示
例： 0= -30dB，分辨单元中1000只鸟，可产生 1m2的等效反射面， e= 1m2
第四讲 雷达杂波
➢1、引言 ➢2、杂波强度 ➢3、杂波频谱 ➢4、杂波的幅度分布
1
பைடு நூலகம்
➢杂波：是雷达在所处环境中所收到的一个 或一群不需要的反射回波。
➢注意：对某部雷达而言的杂波可能是另外 一部雷达的目标。
2
§1. 引言
➢为抗杂波必须研究杂波特性 ➢杂波分类
自然杂波：地、气象、海浪、鸟群等 人为杂波：箔条、角反射器、假弹头等
9
ct/2
REL
S0
4
R 2ELqAZ
ct 2
RqAZ
体杂波分辨单元体积计算
10
(二)雷达参数
➢ 分辨单元S0 ：高分辨雷达， S0 => e ➢ 波长 (或频率f)
均与强度有关，后面介绍
➢ 极化方式
11
近掠入射区 0
平直区
近垂直入射区
0度
俯仰角
90度
0和俯仰角的依从关系
12
二. 地杂波强度
15
(一) 20°
• f => 0 且0 f m，m =
3，f 2GHz, 1, SS 3级 0，f , , SS 时
• => 0 且0 n，n =
3， 1, f 2GHz, SS 3级 0， , f , SS 时
• SS一定， 0V > 0H 且当SS, , f 时，0VH= (0V － 0H )
杂波的立方谱结构示意图
27
二. 海杂波频谱
➢ 谱宽f ➢ 平均多普勒频移f0
(一) f0：与风速、浪高、极化方式有关 水平极化：f0取决于风速及浪高 垂直极化：f0仅取决于浪高
： f0 = (风速, 极化方式, 浪高)，可查曲线
90，0 与风向无关。 18
四. 云雨杂波
e
4
R
2 q AZ EL
ct 2
体杂波
19
的表示方法一：
dB 93 40 log(fGHz 3) 17 log(r)
其中，r为降雨率，mm/hr，可查表。
20
的表示方法二：
= i
其中， ➢ i 为每一小质点的反射系数； ➢ i Di6 , (f)，即i正比于质点直径Di的六次方；也正比
S(f
)
1
P0 f
f
c
3
fc为特征频率，S(fc) = 0.5 P0。 P0为杂波功率。 fc与许多因素有关 ，由实测确定。
26
S(f)
1
fc=10
0.9
fc=20
fc=50 0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 f
22
六. 箔条杂波
➢ 当箔条长度正好为半波偶极子时，即长度=/2时， e= 0.18 2N，其中，N为雷达分辨单元中箔条 总数
➢ 当箔条长度与/2无关系时， e迅速
23
§3 杂波频谱
➢影响杂波频谱的因素
• 幅度起伏 • 天线扫掠 • 风速变化 • 鸟群飞翔速度等
例. 天线波束为高斯形， qAZ，转速a (弧度/秒)，则
• SS => 0 0 =
+10dB/SS
(低SS，低f)
0/SS
(高SS，高f)
16
三. 海杂波
(二) > 20，或30 90
准镜面区，0变化规律为
➢ ＝90
0 1/SS，且当SS=0时，0＝0max +10dB(对所有
f)
=> 0
➢ 60
0 SS，当 ，SS => 0
➢杂波三大特性
强度、频谱和幅度统计特性
3
§1. 引言
➢杂波的特点：有色、非平稳
– 空间分布上非均匀==>通过天线扫描==>时间 上的非平稳
– 各分辨单元本身杂波非平稳。因风速变化等 – 时间上有相关性，所以频谱宽度有限，为有色 – 杂波的若干特性主要靠实测来统计，并用数学
拟合法
4
§2. 杂波强度
17
(二) > 20，或30 90
➢ 90
0 与极化无关(不同SS均成立)，即垂直下视时， 0 与
极化和SS无关
0V 0H
(中等海情以下)
(即<90 时)，
0V 0H
(高海情时)
➢ 较小时，即 20 30
0与风向关系密切，上风0>下风0 ，垂直风0最小 当 60，0 与风向关系小；
沙漠、农田、山地、植被、城市， 0均各不相同
沙漠 －－> 城市 0 -45dB－－>-6dB (差40dB)
(二)极化方式的影响
小时， 垂直极化(V)比水平极化(H)的0 大 大时， 反之
13
二. 地杂波强度
(三) 的影响
=0.5°～10°内， 0 > 10°， 0随 变化小
s
a 5.35qAZ
(Hz)
24
一. 地物杂波
➢ 高斯型 ➢ 立方型
(一)高斯型
S(f )
PC 2f
exp
f2 2f2
f
,频2谱v 方差
，有经验公式
以米表示，Vw以节表示； v为速度标准差；PC为杂波功率
f 0.0066Vw1.261
25
一. 地物杂波
(二)立方型 (由Fishbein建立)
(四)f 的影响
较小时， 0随f 略有； 较大时， 0与f 无关
14
三. 海杂波
0=(f, 极化, , SS, 风向) SS－海情
➢ 实测所得规律 (一) 20°
400MHz f 50GHz -90dB 0 -30dB
例：t＝1s, =10, R=20浬, 得S0=105 m2 1× 10-4 m2 e 100 m2 范围极大！
R－作用距离；qAZ和 EL为天线波束的方位
向和俯角向波瓣角；－天线俯仰角
7
RqAZ
S0 R2ELq AZ (sin )
Y R ELCSC(Y)
大俯仰角面杂波的分辨单元面积计算
R－作用距离；qAZ和 EL为天线波束的方位
向和俯角向波瓣角；－天线俯仰角
8
• 体杂波
气象、箔条等。
e S0
为体杂波单元的反射系数。
一. 影响杂波强度的因素
(一)杂波类型
• 面杂波： 地、海
– 小俯角 – 大俯角
e 0 S0
0为面杂波单位面积的反射系数
5
俯仰角
入射角 擦地角(掠射角)
俯仰角、擦地角和入射角
6
h
R
ct/2
Y
ct sec(Y)/2
S0
RqAZ
ct 2
sec
R qAZ
杂波区 RqAZ
小俯仰角面杂波的分辨单元面积计算
于f的某一函数。 ➢ 雨、雪、冰雹， Di大， 大=> e 大； ➢ 云层 Di小=> 小=> e 小。 ➢ 可查表
21
五. 鸟群杂波
e m 0
其中： ➢ m：雷达分辨单元中飞鸟数 ➢ 0 ：单个飞鸟的等效反射面， 0 可查表，用低于
1m2的dB表示
例： 0= -30dB，分辨单元中1000只鸟，可产生 1m2的等效反射面， e= 1m2
第四讲 雷达杂波
➢1、引言 ➢2、杂波强度 ➢3、杂波频谱 ➢4、杂波的幅度分布
1
பைடு நூலகம்
➢杂波：是雷达在所处环境中所收到的一个 或一群不需要的反射回波。
➢注意：对某部雷达而言的杂波可能是另外 一部雷达的目标。
2
§1. 引言
➢为抗杂波必须研究杂波特性 ➢杂波分类
自然杂波：地、气象、海浪、鸟群等 人为杂波：箔条、角反射器、假弹头等
9
ct/2
REL
S0
4
R 2ELqAZ
ct 2
RqAZ
体杂波分辨单元体积计算
10
(二)雷达参数
➢ 分辨单元S0 ：高分辨雷达， S0 => e ➢ 波长 (或频率f)
均与强度有关，后面介绍
➢ 极化方式
11
近掠入射区 0
平直区
近垂直入射区
0度
俯仰角
90度
0和俯仰角的依从关系
12
二. 地杂波强度
15
(一) 20°
• f => 0 且0 f m，m =
3，f 2GHz, 1, SS 3级 0，f , , SS 时
• => 0 且0 n，n =
3， 1, f 2GHz, SS 3级 0， , f , SS 时
• SS一定， 0V > 0H 且当SS, , f 时，0VH= (0V － 0H )
杂波的立方谱结构示意图
27
二. 海杂波频谱
➢ 谱宽f ➢ 平均多普勒频移f0
(一) f0：与风速、浪高、极化方式有关 水平极化：f0取决于风速及浪高 垂直极化：f0仅取决于浪高
： f0 = (风速, 极化方式, 浪高)，可查曲线
90，0 与风向无关。 18
四. 云雨杂波
e
4
R
2 q AZ EL
ct 2
体杂波
19
的表示方法一：
dB 93 40 log(fGHz 3) 17 log(r)
其中，r为降雨率，mm/hr，可查表。
20
的表示方法二：
= i
其中， ➢ i 为每一小质点的反射系数； ➢ i Di6 , (f)，即i正比于质点直径Di的六次方；也正比
S(f
)
1
P0 f
f
c
3
fc为特征频率，S(fc) = 0.5 P0。 P0为杂波功率。 fc与许多因素有关 ，由实测确定。
26
S(f)
1
fc=10
0.9
fc=20
fc=50 0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 f
22
六. 箔条杂波
➢ 当箔条长度正好为半波偶极子时，即长度=/2时， e= 0.18 2N，其中，N为雷达分辨单元中箔条 总数
➢ 当箔条长度与/2无关系时， e迅速
23
§3 杂波频谱
➢影响杂波频谱的因素
• 幅度起伏 • 天线扫掠 • 风速变化 • 鸟群飞翔速度等
例. 天线波束为高斯形， qAZ，转速a (弧度/秒)，则
• SS => 0 0 =
+10dB/SS
(低SS，低f)
0/SS
(高SS，高f)
16
三. 海杂波
(二) > 20，或30 90
准镜面区，0变化规律为
➢ ＝90
0 1/SS，且当SS=0时，0＝0max +10dB(对所有
f)
=> 0
➢ 60
0 SS，当 ，SS => 0
➢杂波三大特性
强度、频谱和幅度统计特性
3
§1. 引言
➢杂波的特点：有色、非平稳
– 空间分布上非均匀==>通过天线扫描==>时间 上的非平稳
– 各分辨单元本身杂波非平稳。因风速变化等 – 时间上有相关性，所以频谱宽度有限，为有色 – 杂波的若干特性主要靠实测来统计，并用数学
拟合法
4
§2. 杂波强度
17
(二) > 20，或30 90
➢ 90
0 与极化无关(不同SS均成立)，即垂直下视时， 0 与
极化和SS无关
0V 0H
(中等海情以下)
(即<90 时)，
0V 0H
(高海情时)
➢ 较小时，即 20 30
0与风向关系密切，上风0>下风0 ，垂直风0最小 当 60，0 与风向关系小；