机载MIMO雷达杂波建模及杂波特性分析
雷达杂波相关特性分析与仿真
２０ ０ ７年 ３月
文 章 编 号 ：０ ８ ６ ２ ２ ０ ） １ ５ － ０ １ ０ —８ ５ （ ０ ７ ０ － １ ５
火 控 雷 达 技 术
第 ３ 卷 ６
雷 达 杂 波 相关 特性 分 析 西 ７００ ） １ １ ０
ｔａ ｏ ｒ ｌ ｔ ｎ ｆｇ ｏ ｎ ｌ ｔｅ ｎ ｅ ｌ ｔｅ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ Ａ ｉ ｕ ａ ｅ ｒ ｕ ｄ ｃ ｕ ｔ ｒｐ ｔｅ ｎ ｏ ｏ ｉ ｌ ｒ ｅ ａ ｉ ｓ ｏ ｒ ｕ ｄ ｃ ｕ ｔ ｒａ ｄ ｓ ａ ｃｕ ｔ ｒａ ｅ ａ ａｙ ｅ ， ｃ ｏ ｓｍ ｌ ｔ ｄ ｇ ｏ ｎ ｌ ｔ ｅ ａ ｔ ｒ ｆｓ ｍｅ ｐ ｓｔｏ ｓ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈ ｏ ｇ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｉ ｏ ｉ ｉ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｔ ｌ ｔｅ ｎ ｉｏ — ｏ ｉ ｎ ｉ ｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｓｍ ｌ ｔ ，ｉ ａ ｒ ｖ ｄ ｈ ｏ ｙ ｂ ｓｓ ｆ ｒｖ ｖ ｄ ｓｍ ｌｔｏ Ｏ ｃｕ ｔ ｒｅ ｖｒ ｎ ｉ ｏ
ｍ ｅ ｎｔ ．
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｃ ｕ ｔ ； ｐａ ｉ ｌｃ ｒ ｌｔｏｎ； ｉ ｕ ａ ｉ ｙ ｒ ｓ： ｌ ｔｅｒ ｓ ｔａ ｏｒ ｅａ ｉ ｓｍ ｌ ｔｏｎ
１ 引 言
雷达杂 波 的特性 直接 影 响着 雷达对 目标 检测 和跟踪 的 性能 ， 比如 杂波 的 功率 谱 特 性 与雷 达 的动 目标 显
２ 杂波 相 关特 性
杂波 统计 模 型的 相关 性包 括时 间相 关性 和空 间相关 性 。杂 波 的时 间相 关 性 常用 杂波 功 率谱 来描 述 ， 是
指 来 自同一 区域 杂波 回波 信号 间 的相关 性 ， 即来 自同 一杂 波距 离 分辨 单 元 的不 同 回波 脉 冲 间 的相关 性 。而 空 间相关 性 是指从 径 向 的两块 分离 区域 杂波 回波 信号 间 的相关 性 ， 即来 自不 同杂 波 距离 分 辨单 元 均值 的 也
机载雷达地杂波信号仿真
机载雷达的地杂波仿真实现前言机载雷达由于架设在运动的高空平台上，具有探测距离远、覆盖范围大、机动灵活等特点，应用范围相当广泛，可以执行战场侦察、预警等任务。
在海湾战争、伊拉克战争中起到关键作用，在现代战争中越来越不可缺少，因此近年来受到广泛重视。
但由于机载雷达的应用面临非常复杂的杂波环境，杂波功率很强，载机的平台运动效应使杂波谱展宽。
此外，飞机运动时，杂波背景的特性会随时间变化。
因此，有效地抑制这种时间非平稳和空间非平均的杂波干扰时雷达系统有效完成地面目标和低空飞行目标检测必须解决的首要问题。
从理想雷达系统设计过程中知道，雷达设计的目的提出之后，首先要考虑的是环境的影响，地海杂波环境对雷达性能的发挥是一个严重的负担，尤其是机载下视雷达，会遇到更加恶劣的杂波环境，能否正确估计杂波对雷达性能的影响，是雷达系统成败的关键之一。
机载雷达遇到的地面杂波不仅强度大，多普勒频谱宽，而且可能在所有的距离上成为目标检测的背景；另一方面，雷达机载飞行地域广、地形地貌多种多样，仅使用一些简单的、典型的杂波数据已不能满足需要。
因此，只有弄清楚地面/海面杂波的特性，才能够正确地确定机载雷达方案，选择主要的技术参数。
例如：1.只有根据各种地形和海面杂波的主要特征参数，并经过严格的杂波计算，才能得到比较准确的杂波强度和频谱数据，从而在这个基础上确定雷达的技术方案，对信号质量、系统动态范围、天线副瓣电平等指标提出要求。
2.只有弄清楚杂波的分布特性及参数，才能恰当的设计杂波抑制器的频率响应特性和恒虚警处理器，更加有效地消除主瓣杂波，并在一定的副杂波背景中检测目标。
3.雷达信号模拟器是调整和检验机载雷达性能的必要手段，但只有在弄清楚杂波的特性参数以后，才能够对信号及杂波模拟器提出合理的、准确的要求。
目前使用杂波模型主要有三种方式：描述杂波幅度和功率谱的统计模型，描述杂波与频率、极化、俯角、环境参数等物散射单元机理的机理模型，描述由试验数据拟和0理量之间依赖关系的关系模型。
第四讲雷达杂波.ppt
Vw/6－－以节表示的风速
f
2v
0.14 Vw
f－－频谱标准差
二. 海杂波频谱
例：X波段( = 3.2cm)，风速10节
f =43.75Hz
➢ 包络检波： ➢ 相参检波：
1 V 6 Vw
(实测)
V 0.14Vw
可见： f包络2 = 2f相参2
三. 气象杂波的频谱
➢ 四种主要因素决定
(一)风的切变，即风速随高度的梯度分布
a s 5.35qAZ (Hz)
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
一. 地物杂波
(二)立方型 (由Fishbein建立)
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！
(一) 20°
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
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
《2024年杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》范文
《杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》篇一一、引言随着雷达技术的快速发展，杂波的建模与仿真技术已经成为雷达信号处理中的重要一环。
杂波的准确模拟不仅对雷达目标检测和跟踪有着重要影响，同时对于提高雷达系统的性能也具有重要意义。
本文旨在探讨杂波建模与仿真技术的原理、方法及其在雷达信号模拟器中的应用研究。
二、杂波建模与仿真技术概述杂波建模与仿真技术是利用数学模型和计算机技术，模拟出雷达系统中杂波的特性。
杂波主要包括地杂波、海杂波、气象杂波等，这些杂波对雷达系统的性能产生重要影响。
杂波建模与仿真技术的目的是为了更准确地模拟出这些杂波的特性，以便于进行雷达系统的设计和优化。
三、杂波建模的方法杂波建模的方法主要包括统计模型和物理模型两种。
统计模型是通过分析杂波的统计特性，如均值、方差、协方差等，来建立杂波模型。
物理模型则是根据杂波产生的物理过程，如散射、反射等，来建立杂波模型。
这两种模型各有优缺点，应根据具体的应用场景选择合适的模型。
四、仿真技术的实现仿真技术的实现主要包括数学建模、算法设计和计算机仿真三个步骤。
首先，根据杂波的特性建立数学模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用计算机技术实现仿真过程。
在仿真过程中，需要考虑到仿真精度、计算效率等因素。
五、在雷达信号模拟器中的应用雷达信号模拟器是用于模拟雷达系统中的各种信号和杂波的设备。
杂波建模与仿真技术在雷达信号模拟器中的应用，可以帮助研究人员更好地理解和分析雷达系统的性能。
通过模拟出各种复杂的杂波环境，可以对雷达系统的目标检测、跟踪、抗干扰等性能进行评估。
同时，还可以用于训练和测试雷达系统的性能。
六、实例分析以某型雷达系统为例，介绍杂波建模与仿真技术在其中的应用。
首先，根据实际的地形、气象等条件，建立相应的杂波模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用雷达信号模拟器进行仿真。
通过对比实际雷达系统的性能和仿真结果，可以验证杂波建模与仿真技术的有效性和准确性。
杂波
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影响地杂波的因素有系统参数,包括波长、照射面积、照射方位角和俯仰角、极化方式，还有地物参数,包括 复介电常数、地面粗糙度、次表层或幅度衰减可忽略的深度覆盖面的不均匀性，雷达波能够透入地物和植被的表 层，因此,地物回波是表面散射和次表层再反射回波的合成，对田地和草地的衰减测量表明,植被不密时,绝大部 分回波来自地表顶层,次表层回波可忽略，与地杂波的散射特性相比,海杂波的散射特性有其特殊性,不仅会因海 情的不同而表现出不同的散射系数,而且海浪是运动的,即使对于固定的雷达平台,海浪也会表现出多谱勒展宽,而 且成片海杂波散射单元之间的相关性也比地杂波强。
在杂波性质的研究中,后向散射系数是一个重要和基础的概念,它是杂波特性分析中一个非常关键的指标。杂 波后向散射系数是指散射体表面反射特性和后向散射特性的乘积按空间范围(面积或体积)的归一化或平均（其中, 反射特性表明了既没有被表面吸收又不穿过表面的那一部分入射功率,而后向散射特性则表明沿入射角反向辐射的 那一部分反射功率)。或者说,后向散射系数就是单位面积(或体积)的平均雷达截面，与离散性的目标相比,对海 洋、陆地、大气等一类散射体来说,由于其具有延伸性!大面(体)积的特点,雷达截面就应该是平均意义上的，实 际上,对早期的低分辨力雷达而言,由于一个被照射的雷达分辨单元中可能包括了多个散射中心,这种将杂波散射 用面积或体积来平均的办法有着较强的物理背景;然而,对于许多现代高分辨力的雷达来说,它们能够发现杂波单 元中相当数量的非均匀结构,此时的杂波特性接近于单个点目标特性,因此,这样的做法不一定能较好地代表真实 的情况,换句话说,这就揭示了后向散射系数定义和使用中的局限性或前提:只有被雷达照射到的空间范围呈现均 一特性时,它才是一个十分精确的物理量，从而,我们就能使来自于一部雷达的归一化测量结果用于其它雷达，另 一方面,在大面积上,即使是在非高分辨条件下,也可能不是常数，在进行分析时,如果用单值的而又没有对整个情 况作出正确的解释,就会导致不正确的结果，由杂波的产生过程我们可以理解,是两种参数的函数，一是雷达设备 参数,如信号形式(脉冲宽度、波束宽度、极化、频率等)及入射角等:二是散射单元本身物理和结构等方面的参数, 如介电常数、几何特性等，各种雷达设备参数对杂波的影响,定性的描述和结论已比较充分,而定量的研究则有待 深入，的定义所指出的是按空间范围归一化的结果和决定于两种参数的特性,是我们在杂波性质研究中所必须把握 的两个基本观点，在杂波性质的研究中,后向散射系数是一个重要和基础的概念,它是杂波特性分析中一个非常关 键的指标，杂波后向散射系
机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析的开题报告
机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析的开题报告一、文献综述机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析是一项重要的工作，在雷达信号处理和干扰消除中具有重要的应用价值。
目前，对于机载雷达地杂波的测量和分析，已经有不少的研究成果。
在雷达地杂波的测量方面，许多研究者通过分析观测数据，提出了多种地杂波测量方法。
比较常用的方法包括：目标返回空时域数据的平均值法、谱峰值法、中值滤波法等。
其中，谱峰值法是一种比较精确的测量方法，它可以通过对接收信号的频域进行分析，获得地杂波的强度和相位信息。
在雷达地杂波的分析方面，主要通过数据处理和分析的方法实现。
例如，可以使用功率谱密度函数和自相关函数等统计工具对数据进行分析和处理，从而得到有关地杂波的相关信息。
此外，还可以利用时间序列分析和统计学方法，对雷达地杂波的时空变化特征进行研究。
二、研究内容和意义本文研究的是机载脉冲多普勒雷达地杂波测量与分析。
具体来说，研究内容包括以下几个方面：1. 设计并实现一套机载脉冲多普勒雷达地杂波测量系统，采用谱峰值法等方法来测量地杂波的强度和相位信息。
2. 通过对观测数据进行分析和处理，研究雷达地杂波的时空变化特征，探究其影响因素和变化规律。
3. 基于上述研究结果，提出一些优化机载雷达信号处理和干扰消除的方法，以提高机载雷达的性能和工作效率。
本文的研究对于改进机载雷达的信号处理和干扰消除技术具有重要意义。
通过对地杂波进行测量和分析，可以更好地理解雷达环境，预测和识别干扰源，提高雷达的探测距离和准确度，增强雷达的抗干扰能力。
此外，研究成果还可应用于航空领域的雷达探测、导航、监测等诸多方面，具有广泛的应用前景和社会价值。
三、研究方法和技术路线本文的研究方法主要包括实验测量和数据分析两个方面。
具体研究技术路线如下：1. 设计和建立机载脉冲多普勒雷达地杂波测量系统，包括雷达硬件设备、谱峰值测量算法以及数据处理和分析软件。
2. 对选定的地面目标进行监测和探测，记录雷达接收到的信号数据，并利用谱峰值法对地杂波进行测量和分析。
分布式MIMO雷达信号检测相关技术研究
分布式MIMO雷达信号检测相关技术研究MIMO(多输入多输出)技术在通信中已被广泛应用,它利用多天线收发阵列来抵抗多径效应,受此启发,Eran Fishler等人将MIMO理念与雷达技术结合起来,提出了MIMO雷达的概念。
MIMO雷达当前主要可以分为两类:一是天线阵元集中放置的集中式MIMO雷达,这与传统的相控阵有诸多共同点,是相控阵在多天线领域的延伸;另一类为天线阵元分布式放置的分布式MIMO雷达,它将MIMO通信的特点更好地汲取和吸收了,其收发天线阵列空间充分分离,能利用空间分集增益对抗目标RCS闪烁,有效地提升系统性能,这类MIMO雷达也是本文的研究重点。
本文主要针对分布式MIMO雷达系统,研究其信号检测相关技术。
本文的主要工作如下:首先简要说明了MIMO雷达的背景和意义,并对MIMO雷达的国内外研究现状进行了介绍,主要包括了信号模型、波形设计、参数估计、信号检测等。
接着阐述了MIMO雷达的基本原理,如目标起伏模型、MIMO雷达的特点和关键技术,并建立了集中式MIMO雷达、短基线分布式MIMO(SDMIMO)雷达和长基线分布式MIMO(LDMIMO)雷达的信号模型。
然后简要介绍了目标检测的基本原理,包括N-P检测器、二元检测模型、检测器性能指标等,并针对只存在接收机内部独立噪声的理想环境,推导了相控阵、SDMIMO、LDMIMO雷达的N-P检测器,并对比分析了SDMIMO与LDMIMO雷达的检测性能,同时对比了SDMIMO雷达与相控阵雷达的检测性能。
接着针对非理想环境,推导并对比分析了SDMIMO和相控阵雷达的N-P检测器。
当除了存在内部噪声还存在外部杂波时,将杂波建模为复合高斯杂波模型,比较相控阵和SDMIMO雷达的抗噪声和抗杂波能力;当目标RCS散射系数并不完全独立(部分相关)时,将目标存在时的检测统计量利用伽马分布近似,并将其与忽略散射系数相关性得到的检测性能曲线和蒙特卡罗实验得到的实际性能曲线进行对照分析,验证了此方法的合理性。
机载雷达地杂波仿真分析
雷 达 与 对 抗
２０ ０ ２年
第 ２期
１ ｌ
机 载 雷 达 地 杂 波 仿 真 分 析
鹿小莺 ， 惠明 黄
（ 京跟 踪 与通 信技 术研 究 所 ， 京 １０ ９ ） 北 北 ０ ０ ４
摘 要 ： 析 了机 栽 预 警 雷达 的 地 杂 波 特 性 ； 对 影 响 地 杂 波 的参 数 如 栽机 的 飞 行 分 针 速 度 、 行 高度 以及 载 机 飞行 方 向 与 雷达 天 线主 波 束方 向 的 夹 角等 ， 行 了仿 真 分 飞 进
２ 地 杂 波 模 型
对 于机 载 雷 达来 说 ， 于雷 达 载 机 的 运 动 ， 面物 体 相对 雷 达 的 速 度 由 于位 置 的 不 同而 大 由 地 小 不 一 样 。地 杂 波 在 频谱 上 覆 盖 很 大 的 范 围 ， 检 测 的 目标 往 往 落 入 地 杂 波 覆 盖 范 围 内 ， 别 被 特 对 于 低 重 复频 率情 况 ， 检 测 的 目标 回波 都 落 入 杂 波 区 内 。 由 于 地 物 杂 波 对 机 载 雷 达 作 用 距 被
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１ ２
雷 达 与 对 抗
２０ ０ ２年
第 ２期
旁 瓣 杂 波 的强 度 与 载 机 的 高 度 、 物 的 反 射 特 性 、 机 的 速 度 、 线 的 参数 等 因素 有 关 。 地 载 天 高度线杂波 ： 当天 线 方 向 图 的某 个 旁 瓣 垂 直 照 射 地 面 时 形 成 的地 面 回 波 称 为 高度 线 杂 波 。 可 见 ， 度 线 杂 波 是 旁 瓣 杂 波 中 的一 种 特 殊 情 况 ， 除 了 多 普 勒 频 移 为 零 以 外 ， 余 特 性 均 与 高 它 其 旁瓣杂波相 同。
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Ｍ ｏ ｅ ｎ ｕ ｔｒＣｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓＡｎ ｌｓｓｆ ｒＡｉｂ ｒ ｅ Ｍ Ｉ Ｏ ｄ ｒ ｄ ｌａ ｄ Ｃｌｔｅ ａ ａ ｔｒｓｉ ａｙ ｉ ｌ ｒ ｏ ｎ Ｍ ｃ ０ Ｒａ ａ
ＹＡＮ ｏ，ＸＩ Ｗ ｅ — ｈ ｎ Ｔａ Ｅ ｎ ｃ ｏ ｇ，Ｗ ＡＮＧ ｎ — ｉｎ Ｙｏ ｇ ｌａ ｇ （ ｙ Ｒｅ ｅ ｃ ｂ，Ａｉ ｒ ｅ Ｒａ ｒ Ａｃ ｄ ｍｙ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ９ Ｋｅ ｓａｒ ｈ Ｌａ ｒ Ｆｏ ｃ ｄａ ａ ｅ ｈ ｎ ４ ０ １ ，Ｃｈ ｎ ） ｉ ａ
在 ２０ ０ ４年提 出 的。它成 功借 鉴 了在通 信领域 取 得
巨大成 功 的 多 输 人 多 输 出技 术 ， 雷 达 系 统 通 过 使
独特 的时 间一 量管 理技 术来 实现 多个 独立 波 束 同 能
时照射 目标 ， 而 有 效 改 善 雷 达 的性 能 。ＭＩ 从 ＭＯ
雷达 具有 处理维 数 高 、 收发 孔 径 利 用 充分 、 分辨 角
（ 军雷达学院雷达兵器运用工程重点实验室 ， 北武汉 ４０１ ） 空 湖 ３ ０ ９ 摘 要 ： 载 ＭＩ 机 ＭＯ 雷 达 通 过 将 ＭＩ ＭＯ 技 术 应 用 到 机 载 雷 达 ， 著 增 加 了 雷达 的 系统 自由 度 ， 显 改善 了 机 载 雷达 的 杂 波 抑 制 性 能 。首 先 建 立 了机 载 ＭＩ Ｏ 雷 达 的 杂 波数 学模 型 ； 后 给 出 了 两种 典 型 的 正 交信 号 Ｍ 然
ｄ ｍ（ ｏ Ｄ０Ｆ ｏ ｌ ｔｅ ） ｆｃｕ ｔ ｒ
目标 、 目标 的检 测 能 力 等 。 目前 ， 慢 国内外 许 多 学
１ 引 言
ＭＩ ＭＯ（ 多输 人 多输 出 ） 达是 近 几 年 发 展起 雷 来 的一种 新 体 制 雷 达 ， 概 念 首先 是 被 Ｆ ｓ ｌｒ ］ 其 ｉ ｅ＿ ｈ ＿ １
Ａｂｓｒ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｐｐ ｉａ ｉ Ｉ Ｏ ｅ ｈ ｌ ｇｙ ｔ ｉｂｏ ｎｅ ｒ ｄａ ，ｔ ｅ ｅ ｆｆｅ ｄ ｔａｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈｅａ ｌｃ ｔｏｎ ｏｆＭ Ｍ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｏ ａ ｒ ｒ ａ ｒ ｈｅ ｄ ｇｒ ｅ ｏ ｒ ｅ ｏｍ （ ＤＯ Ｆ） ｏｆｓ ｓ ｅ ｆ ｒ ａ ｒ ｏｒ Ｍ Ｉ Ｏ ａ ｒ ｉ ｒ ａ ｅ ａ ａ ｉａ ｌ ｎｄ ｃｕｔｅ ｕｐ ｅ ｓｏｎ ｐ ｒ ｏ ｍ ａ ｃ ｓ ｉ ｐ ｏ ｅ ｙ ｔ ｍ ｏ ｉｂ ｎｅ Ｍ ｒ ｄａ ｎｃ ｅ ｓ ｓ ｄｒ ｍ ｔｃ ｌｙ ａ ｌ ｔ ｒ ｓ ｐｒ ｓ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｍ ｒ ｖ ｄ ｅｆ ｃ ｉ ｌ Ｔｈｅ ｃｕｔｅ ｆｅ ｔｖｅｙ． ｌ ｔ ｒ ｍｏｄ ｌｉ ｓ ａ ｌｓ ｅｄ ｆｒ ｔｙ ｉ ｈｉ ａ ｒ ａ ｈｅ ｗｏ ｔ ｐｉａ ｔ ｇｏ ｌｓｇｎ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ｔ ｂ ｉｈ ｉｓ ｌ ｎ ｔ ｓ ｐ ｐｅ ， ｎｄ ｔ ｎ ｔ ｙ ｃ ｌｏｒｈｏ ｎａ ｉ ａ ｓａ ｅ ｉ ｒ ｄｕ ｅ ． Ｆｉａ ｌ ｔ ｉ ｕｌ ｉ ｎ ｏｒ ｃｕｔｅ ｗ ｅ ｐｅ ｔａ ａ ｅｇｅ ｐ ｃ ｒ ｕ ｄｅ ｆｅ ｅ ｓｇ ｌ ｏ ｍ ａ ｓ ｎｔｏ ｃ ｄ ｎ ｌｙ ｈｅ ｓｍ ａｔｏ ｆ ｌ ｔ ｒ ｐｏ ｒ ｓ ｃ ｒ ｎｄ ｉ ｎｓ ｅ ｔａ ｎ ｒ ｄｉｆ ｒ ｎｔ ｉ ｎａ ｆ ｒ ｔ ａ ｒ ｏｒｃ ｎｄｉｉ ｓ ａ ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ，ａ ｈｅ ｃｕｔｅ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓａ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ． Ｔｈｅｓｍ ｕ ａ ｉ ｅ ｕｌｓ ｉ ｎｄ ｅ ｒ ｏ ｔｏｎ ｒ ｍ ｌ ｍ ｎ ｅ ｎｄ ｔ ｌ ｔ ｒｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｉ ｌ ｔｏｎ ｒ ｓ ｔ ｎ— ｄｉａ ｅ ｔ ａｔｔ ｅ ｄｉｔｉ ｔｏｎ ｏ ｌ ｔ ｒｆ ｉｂ ｎｅ Ｍ Ｉ Ｏ ａ ａ ｓ ｓｍ ｉ ｏ ｔ ｔｆ ｒａ ｒ ｒ ｅ ｐｈａ ｅ ｒ ｙ ｒ — ｃ ｔ ｈ ｈ ｓ ｒｂｕ ｉ ｆｃｕｔｅ ｏｒａｒ ｏｒ Ｍ ｒ ｄ ｒ ｉ ｉ ｌ ｔ ｈａ ｏ ｉｂｏ ｎ ａｒ ｓ ｄ ａｒａ ａ ｄａ ． ｂ ｈｅ ＤＯＦ ｌ ｔ ｒｆ ｉｂｏ ｎ Ｉ Ｏ ａ ｒｉ ｃ ｅ ｅ ． Ｔ ｈｅ ｍ ａｎｌｂｅ ａ ｉ ｅ ｏ ｓａｒ ｏｒ ｅ ｎｄ ｒ ｕｔｔ ｏｆｃｕｔｅ ｏｒａ ｒ ｒ ｅ Ｍ Ｍ ｒ ｄａ ｎ ｒ ａｓ ｓ ｉ ｏ ｎｄ ｓｄ ｌ ｂｅ ｅ ｆ ｍ ｄ ａ ａ ｕｍ ｉａｔｄ ｇｒ ｄｕ ｌｙ ｏｎ ｔ ｐａ ｅ ｔｍ ｅ ｐｌｎｅ ｗ ｈ ｎ ｔ ｒ ｓ ｉｔｎ ｉ ｅ ｎ ｅ ａ ａ ｌ ｈｅ ｓ ｃ － ｉ ａ ｅ ｈｅ ｔａｎ ｍ ｔ ｉｇ ｓｇｎａｓ ｄｅ ｅ ｒ ｔ ｒ ｍ ｒ ｈ ｏｎ ｌｓｇ— ｌ ｇ ｎｅ ａ ｅ ｆｏ ｏ ｔ ｏｇ ａ ｉ
形式 ； 最后 对 不 同信 号 形 式和 不 同误 差 条件 下机 载 ＭＩ ＭＯ 雷 达 的 杂 波 功 率 谱 和 特 征 谱 进 行 了仿 真 分 析 。仿 真 结 果 表 明 ， 载 ＭＩ 机 ＭＯ 雷 达 与 机 载 相控 阵 雷 达 有 相 似 的 杂 波 分 布 ， 其 杂 波 自 由度 显 著 增 加 ； 射 信 号从 但 发 正 交 向相 干 的 退 化 过 程 中 ， 波在 空 时二 维 平 面 形 成 主 副 辫 并 逐 渐 锐 化 。 杂 关键词 ： 载 ＭＩ 机 ＭＯ 雷 达 ； 波建 模 ；杂 波 空 时 分 布 ；杂波 自由度 杂 中图 分 类 号 ： ９ ９ ＴＮ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２２ ３ （ ０ ０ ０ —２ ９ ０ １７ —３ ７ ２ １ ）４０ ８—７
几何模 型 ， 后 给 出发 射 信 号 完 全 正 交 和 不 完 全 然
２０ ９
雷 达科学 与技 术
第８ 卷第 ４ 期
正交 两种情 形 的杂波数 学模 型 ； ３ 介绍 了两 种 第 节
应， 其位 置在 ：
｛ ｘＴ ＋Ｘ ） ２ｌ 一 １ ２ … ， ；＂ １ ２ … ， ｝ （ ， ／ ｒ ｎ ，， Ｍ １ ｌ ，， Ｎ 一
发射阵列
ｎ ｌ ｏ ｃ ｈ ｒ ｎ ｉ ｎ ｌ ． ａ ｓ ｔ ｏ ｅ ｅ ｔｓｇ ａ ｓ
Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｒ ｏｒ Ｉ Ｏ ａ ｒ ｃｕｔｅ ｏ ｌｎ ｙ ｗｏ ｄ ｉｂ ｎｅ Ｍ Ｍ ｒ ｄａ ； ｌ ｔ ｒｍ ｄｅｉ ｇ； ｓ ｃ — ｉ ｅ ｄｉｔｉ ｕｔｏｎ ｏｆｃ ｕ ｔ ｒ；ｄｅ ｅ ｆ ｆｅ — ｐａ ｅｔｍ ｓ ｒｂ ｉ ｌ ｔｅ ｇｒ ｅ ｏ ｒ ｅ
率高 的优 点 ； 以兼 顾 大 空 域 搜 索 和 空 域 覆 盖 率 可
要求 ； 利用 多 信 号 通 道 联 合 处 理 可 以有 效 克 服 目
标起伏 ， 高 雷 达 检 测 性 能 ； 效 提 高 多 目标 、 提 有 小
收稿 日期 ： ０ ００ — ９ 修 回 日期 ： ０ ００ —５ ２ １ — ３１ ； ２ １— ５２ 基金 项 目：国家 杰 出青 年科 学 基金 （ ｏ ６ ９ ５ ０ ） Ｎ ． ０ ２ ０ ５
ｙ ｄ ／ 为发 收 阵元 间距 比。 — ｄ 当发 收阵元 问距 比 为 Ｎ 时 ， 拟阵元 间无 重叠 ， 虚 即等效 虚拟 阵元 个数 为 １ 个 ， 图 ２ ａ 所 示 ， 时机 载 ＭＩ ２ 如 （） 此 ＭＯ雷 达可
收 发阵元 位置 重合 时 ， 收 发 并 用 ； 则 ０为杂 波 散 射 单 元 的方 位角 ， 为俯 仰角 ， 锥角 。 为
随着 收发 阵列 的位 置 、 何 结 构 以及 间距 的 变化 ， 几 部分虚 拟 阵元 将 出现 重 叠 现 象 。 ２以 发射 阵元 图 Ｍ 一３ 接 收 阵元 』 一４ ， ＼ 为例 ， 出 了机 载 ＭＩ ， 给 ＭＯ雷 达 虚拟 阵 列 示 意 图 ， 中实 心 圆 代 表 虚 拟 阵 元 ， 其
以仅仅利 用 Ｍ＋Ｎ 个 阵元来 等 价一 个 阵元 个 数 为 ＭＮ 的阵列 ； 当发 收阵元 间距 比为 Ｎ／ ２时 ， 管虚 尽 拟 阵元个 数仍 为 １ 个 ， 其 中有 ４个发 生重 叠 ， ２ 但 则
等效 虚拟 阵元个 数仅 为 ８个 ， 图 ２ ｂ 所 示 ， 如 （） 虚拟 阵列 下方 ４个实 心 圆表示 重叠 的虚 拟阵元 。
者 都对 ＭＩ Ｍ０雷 达 展 开 了 大量 的研 究 ， 要 研 究 主
方 向集 中 在 雷 达 系 统 结 构 研 性 能ｍ川 及 空 间 谱 估 计 ［ 等 方 、
面 ， 究 对象 主要 以地基 雷达 为主 。 研 机载 ＭＩ ＭＯ 雷 达 通 过 将 ＭＩ ＭＯ 技 术 应 用 到 机 载雷达 ， 著增加 了雷 达 的 系 统 自由度 ， 善 了 显 改 机载 雷达 的杂 波抑 制性 能 。本 文 研究 机 载 ＭＩ ＭＯ 雷达 的杂 波分 布特 性 ， 安 排 如下 ： １节 为 ＭＩ 其 第 — ＭＯ雷 达 背景 知 识 介 绍 ； ２节 建 立 机 载 ＭＩ 第 ＭＯ 雷达 的杂波 模型 ， 先 基 于 ＵＬ Ｕｎｆｒ ｉｅ ｒ 首 Ａ（ ｉ ｍ Ｌ ｎ ａ ｏ Ａｒａ ， 匀线 阵 ） 立 了机 载 ＭＩ ｒｙ 均 建 ＭＯ 雷 达 的 阵列
一
个 阵元 与 之相 对 应 ， 此共 有 ＭＮ 个 相 对 应 的 因
阵元 。 因为上 述 ＭＮ 个 阵元 并不 是 真实存 在 的 ， 因
２ 机 载 ＭＩ ＭＯ 雷 达 杂 波 模 型
２ １ 阵 列 几 何 模 型 ．
此把这 种 模 式 下 的阵 元 称 作 虚 拟 阵元 ， 成 的 阵 组 列称 为虚 拟 阵列 。 于 发 收 阵元 个 数分 别 为 Ｍ 和 对 Ｎ 的机 载 ＭＩ ＭＯ 雷达 ， 虚拟 阵元 个数 为 ＭＮ ， 其 但
（） ２
典型 的正交 信号 ： 多载 频 Ｌ Ｍ 和离 散 频率 编 码 信 Ｆ 号 （ Ｆ Ｗ ） 第 ４节 对 不 同 情 形 下 的机 载 ＭＩ Ｄ Ｃ ； ＭＯ 雷达 杂波 功率 谱 和 特 征谱 进 行 了仿 真 分 析 ， 给 并