双基地雷达.doc

茶话双基地雷达 姓名:刘玉敬 学号：2009081221 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。(T和(R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( =(T -(R，也称交角或散射角。用(来计算与目标相关的参数及用(T或(R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RT=RR和( =0，则可等效为单基地雷达。 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 （1） 式中，RT为发射机至目标的距离；RR为接收机至目标的距离；PT为发射功率；GT为发射天线功率增益；GR为接收天线功率增益；(为波长；(B为双基地雷达目标截面积；FT为发射机至目标路径的方向图传播因子；FR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；Ts为接收系统噪声温度；Bn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；LT为不含在其他参数在内的发射系统损耗（＞1）；LR为不含在其他参数在内的接收系统损耗（＞1）。 若、和，则式（1）对应于单基地雷达距离方程。此处采用式（1）是因为它更清晰地阐明了信噪比等值曲线（卡西尼卵形线）的通用性和其他一些几何关系。式（1）的右边就是双基地最大作用距离常数(。 取(RTRR)max = (，式（1）就是最大距离卡西尼卵形线。只需简单地去掉（RTRR）和（S/N）的下标max和min，就可估算在任意RT和RR距离上的信噪功率比。由式（1）得到的（S/N）为： S/N =k/RT2RR2 （2） 式中，S/N为距离RT、RR处的信噪功率比，且有 k= （3） 式中，k为双基地雷达常数。k和(的关系是 k = (2 (S/N)min （4） 式（2）表示一种卡西尼卵形线。若将RT和RR转化为极坐标（r,(），则卡西尼卵形线就可画在双基地平面上，如图1所示。 （5） 式中，L为基线长。当k=30L4时，任意k值的卡西尼卵形线如图2所示。 图2中的卵形线是任意双基地平面上的信噪比等值线。这些曲线假定发射机-目标路径和接收机-目标路径存在合适的视线，以及(B、FT和FR不随r和( 变化。虽然事实上并非如此，但这种简化假设对于理解双基地的基本关系和限制是很有用的。随着S/N或L的增大，卵形线逐渐收缩，最终断裂为围绕发射站和接收站的两个部分。卵形线断裂在基线上的点称为尖点。信噪比等于尖点信噪比的卵形线称为双纽线（两部分），当L=0，RTRR=r2时，即为单基地情况，卵形线变成圆。 图2 信噪比等值线或卡西尼卵形线（基线=L，k=30L4） 卡西尼卵形线族确定了双基地雷达的3个不同工作区，即以接收机为中心的区域、以发射机为中心的区域及以发射机和接收机为中心的区域（简称共基地区）。选择这些工作区域的准则是双基地雷达常数k。式（3）中的许多项都是由发射机控制的，因此用控制k值来定义三种发射机配置是很便利的，即专用的、合作的和非合作的发射机配置。专用发射机是指发射机的设计和操作均从属于双基地雷达系统。合作式发射机是指为其他功能服务而设计的，但又可适当地支持双基地工作并受其控制。非合作式发射机尽管适宜双基地工作，但不受控。表1以工作区和发射机的配置分类综述了双基地雷达的一些用途。 表1 双基地雷达的应用 双基地雷达工作区 距离关系 发射机配置 专用 合作式 非合作式 以接