雷达对抗原理第6章 SolidWorks基本概念.ppt

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第6章SolidWorks根本概念;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,到达干扰的目的。;图6-1雷达获取目标信息的过程;6.1.1遮盖性干扰的作用与分类

1.遮盖性干扰的作用

遮盖性干扰的作用就是用噪声或类似噪声的干扰信号遮盖或压制目标回波信号,阻止雷达检测目标信息。它的根本原理是降低雷达检测目标时的信噪比S/N。根据雷达检测原理,在给定虚警概率Pfa的条件下,检测概率Pd将随S/N的降低而相应降低,从而造成雷达检测目标的困难。;2.遮盖性干扰的分类

按照干扰信号中心频率fj0、谱宽Δfj相对于雷达信号中心频率fs、谱宽Δfr的相对关系,遮盖性干扰可以分为瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫频式干扰。

1)瞄准式干扰

瞄准式干扰一般满足:

fj0≈fs,Δfj≤(2~5)Δfr(6-1)

采用瞄准式干扰可以先测得雷达信号中心频率fs和谱宽Δfr,再将干扰信号频率fj0调谐到fs处,用尽可能窄的Δfj覆盖Δfr,这一过程称为频率引导。也可以直接利用接收到的雷达信号sT(t),经过适当的遮盖性干扰调制再转发给雷达。瞄准式干扰的主要优点是在雷达信号频带内的干扰功率强,因而也是遮盖式干扰的首选方式;缺点是对频率引导的要求较高,当雷达信号频率fs在脉间大范围捷变时,干扰机必须具有实时、快速引导跟踪的能力。;2)阻塞式干扰

阻塞式干扰一般满足:;3)扫频式干扰

扫频式干扰一般满足:

Δfj≤(2~5)Δfr,fs=fj(t),t∈[0,T](6-3)

即干扰信号中心频率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频率捷变、频率分集的雷达。它的缺点是在扫频范围内的平均干扰功率密度较低,近年来的改进主要是改变周期T,形成间隔和宽度非均匀的强干扰。;6.1.2遮盖性干扰的效果度量

遮盖性干扰的直接效果是降低雷达对目标的检测概率Pd。由于雷达检测采用的是聂曼—皮尔逊准那么,在给定Pfa的条件下,Pd是信噪比S/N的单调函数,其中S、N分别为接收机线性系统输出端的目标回波信号功率和高斯噪声功率,这种度量方法称为功率准那么。由于在给定功率的条件下,高斯噪声具有最大熵,当实际噪声为非高斯噪声时,只需要对噪声质量因子进行修订。此外,还可以采用适当的设备对S/N和Pd进行测试。因此功率准那么具有良好的合理性、可测性和可控性。;;(6-5)

式中W(V)为空间评价因子,以表现对不同空间位置有效干扰的重要性。;6.1.3最正确遮盖干扰波形

雷达对目标的检测是在噪声背景中进行的,对于接收信号作出有无目标的两种假设检验具有不确定性,因此最正确遮盖干扰波形应是随机性最强(不确定性最大)的波形。

一种度量随机变量不确定性的常用参量是熵(Entropy),离散型随机变量的熵定义为;根据拉格朗日常数变易法,函数方程:;;;;6.2.1射频噪声干扰的统计特性

根据窄带高斯过程的定义,Un(t)的分布为;6.2.2射频噪声干扰对雷达接收机和信号检测的影响

典型的雷达接收机组成如图6-2所示,它主要由低噪声放大器、混频器、中放/匹配滤波器、包络检波器、相位检波器、视放/ADC和信号处理机等组成。在一般情况下,低噪声放大器和中放/匹配滤波器/增益控制等为线性系统;混频器本身虽然是非线性器件,但由于其输入信号功率一般都远小于本振功率,中放又具有很好的频率选择和匹配滤波特性,可以忽略信号高次谐波的影响。因此混频器的主要作用只是把射频信号(包括干扰)的频率搬移到固定的中频fI,对于信号传输,仍然可以视为线性系统。假设接收机输入端的目标回波信号频谱为Fs(f),根据雷达信号检测原理,以信号峰值功率与噪声平均功率之比定义为信噪比。为了便于分析,在忽略接收机内噪声的情

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