低空目標檢測技術探討范文

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1偵察系統靈敏度分析

接收系統的靈敏度定義了接收機可接收到的并能夠正常工作的最小信號強度。在對高度計信號探測問題中，接收機的靈敏度應該受到以下幾個因素限制。(1)接收機的處理帶寬B;(2)接收機的系統噪聲系數F;(3)接收機信號處理所需的信噪比Sp。其關系式為。對于接收機的處理帶寬B，難以做到對雷達高度表信號的窄帶接收。信號處理所需的信噪比Sp是信號處理性能和設備復雜度之間的折中，即在設備復雜度有限的情況下，若要獲得信號檢測、分選、特征提取和識別的高準確率，必然要求很高的Sp(如15dB以上)。假設接收機處理帶寬為20MHz，Sp為13dB，噪聲系數F為3dB，此時接收機的靈敏度約為－85dBmW。

2仿真計算與分析

(1)海面散射系數的仿真假設海水的介電常數ε=51．51－i40．2，電磁波頻率f=5GHz，海譜模型采用文獻［2］中的提出的A．K．Fung模型［7］，由于雷達高度表信號的波束寬度較寬，通常在40°以上，因此在仿真中假設入射角θi的范圍是［0，20°］內，圖3給出了由(1)式計算得出的散射系數隨散射角θs變化的曲線。由圖3可知，散射系數隨著散射角的增加而減小，由(1)式可知，當散射角為90°時，散射系數σ=0。對于雷達高度表信號的散射路徑，對于較低的接收機高度H，若要遠距離實現對雷達高度表散射信號的有效偵察，散射角θs分布在接近90°區域內。如圖3所示，此時散射系數非常小，在－50dB以下，因此要達到對雷達高度表散射信號的有效接收，必須提高偵察系統的接收高度H，增大散射系數，進而達到提高偵察距離的目的。通過提高接收機高度將散射角θs降低到75°時，由圖3可以估算，此時平均散射系數可以提高到－25dB。(2)接收功率的仿真假設接收機系統靈敏度為－85dBm，雷達高度表信號輻射功率為100W，天線增益為10dB，波束寬度為40°，低空目標的飛行高度為100m，偵察接收天線等效面積Ae為2m2，傳播路徑損耗為3dB，表1給出了偵察系統對不同距離處的低空目標所載雷達高度表信號接收的功率。

為了保證平均散射系數滿足σdx≥－25dB，接收機最低高度H由下式決定。由表1可知，表中對應的各種情況下，接收機接收的雷達高度表信號的等效功率均高于系統靈敏度，說明若將接收機高度提高到合適位置，即能夠接收到50km以內的低空目標所攜帶雷達高度表的散射信號。如將接收機高度提高到13397m時，能夠接收到50km處的低空目標所攜帶雷達高度表的散射信號，且有0．44dB的余量。表2給出了當接收機高度為8000m時，對不同距離處的低空目標的等效接收功率。表2中各種情況下的散射系數由圖3中的仿真結果估計得出。由表2可知，當接收高度為8000m時，且觀測距離在40km以上時，接收機接收的雷達高度表信號的等效功率低于系統靈敏度，不能對雷達高度表信號有效接收;觀測距離在35km以下時，接收機接收的雷達高度表信號的等效功率高于系統靈敏度，能夠對雷達高度表信號有效接收。綜上所述:(1)偵察系統位于13397m高度時，能夠有效接收到50km處的低空目標所攜帶雷達高度表的散射信號;(2)偵察系統位于8000m高度時，能夠有效接收到40km以內的低空目標所攜帶雷達高度表的散射信號。

3結束語

本文討論了利用通過探測雷達高度表信號對低空目標的檢測問題，圍繞偵察系統靈敏度，重點研究了低空目標在海面飛行情況下的對其所載雷達高度表信號接收功率情況，得出結論:利用機載偵察系統能夠對低空目標進行有效檢測從而達到預警目的，對于等效輻射功率在1000W的雷達高度表目標，預警距離在40km以上。

作者：韓興斌 顏坤玉 馮富強 單位：北方電子設備研究所