【導讀】等特點，應用范圍相當廣泛，可以執(zhí)行戰(zhàn)場偵察、預警等任務。在海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)。爭中起到關鍵作用，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中越來越不可缺少，因此近年來受到廣泛重視。此外，飛機運動時，雜波背景的特性會隨時間變化。須解決的首要問題。雜波研究經過幾十年的發(fā)展，仍然是雷達技術的熱點。機載PD雷達地雜波強度大、雜波譜分布廣，特別在下視狀態(tài)下在所有的距離上都成為目標檢測的背景。與理論分析正好吻合，提高了雜波模擬的逼真度。重點討論了AMTI雜波抑制技術并給出仿真結果。

　　

【正文】 一個平面。這樣，整個距離環(huán)在參考坐標系下，俯仰角固定，方位角為在 360度范圍 內變化。合適的方位角變化量 ?? ，使在空間的單獨雜波源基本不能作多普勒分辨。為此，必須知道多普勒頻率跟方位角的關系。 在載機速度一定時，方位角為 ? ，俯仰角為 ? 處得散射單元 df 由下式計算 2 cosdaVf ??? () 天津理工大學中環(huán)信息學院 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 24 式中， V 為載機速度， ? 為雷達工作波長， a? 為載機速度矢量與入射角方向的夾角。下面說明如何確定載機速度矢量與入射角方向的夾角 a? 。 在參考坐標系下，載機速度的單位矢量為 cos coscos sinsin??????????? () 式中， ? 為載機速度的俯仰角， ? 為載機速度的方位角。 在參考坐標下，入射角方向（即某個散射單元）單位矢量為 cos coscos sinsin??????????? () 式中， ? 為散射單元的俯仰角， ? 為散射單元的方位角。 因此，該兩個矢量的夾角 a? 可確定為 1c o s ( c o s c o s c o s c o s c o s si n c o s si n si n si n )a? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? () 式中， ? 為載機速度的俯仰角， ? 為載機速度的方位角， ? 為散射單元的俯仰角， ?為散射單元的方位角。 把式子代入，即得 2 (co s co s co s co s co s s i n co s s i n s i n s i n )d Vf ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? () 式中， ? 為載機速度的俯仰角， ? 為載機速度的方位角， ? 為散射單元的俯仰角， ?為散射單元的方位角。 可由式確定該散射單元的多普勒頻移。 df 對 ? 作微分，得到 2 c o s c o s si n ( )d Vf ? ? ? ? ?? ?? ? ? () 式中， V 為載機速度， ? 為載機速度的俯仰角， ? 為散射單元的俯仰角， ? 為載機速度的方位角， ? 為散射單元的方位角， ? 為機載雷達發(fā)射信號 波長。由上式可看出，當2????? 時，出現(xiàn)多普勒頻移最大變化。 已知雷達的相干處理脈沖周期數(shù) K和脈沖重復周期 rT 可得雷達系統(tǒng)的多普勒頻率分辨力為： 天津理工大學中環(huán)信息學院 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 25 1srf KT? () 則 2 c o s c o s s in ( )sfV ?? ? ? ? ??? ? () 式中， sf 為多普勒頻率分辨力， V 為載機速度， ? 為機載雷達發(fā)射信號波長， ? 為載機速度的俯仰角， ? 為散射單元的俯仰角， ? 為載機速度的方位角， ? 為散射單元的方位角。 根據(jù)式子，該距離 環(huán)的角度分辨力應滿足 2 c o s | c o s |sfV ?? ???? () 式中， sf 為多普勒頻率分辨力， V 為載機速度， ? 為機載雷達發(fā)射信號波長， ? 為載機速度的俯仰角， ? 為散射單元的俯仰角。 為了保持雜波單元的多普勒頻率分辨力，取最小的 ?? 作為劃分間隔，即 m in 2 c o s | c o s |sfV ?? ???? () 式中， sf 為多普勒頻率分辨力， V 為載機速度， ? 為機載雷達發(fā)射信號波長， ? 為載機 速度的俯仰角， ? 為散射單元的俯仰角。 這樣，環(huán)繞這個距離環(huán)的單元數(shù)為 min2N? ?????????? () 雜波散射單元回波信號 雜波信號為所有雜波散射單元回波信號的矢量疊加，因此必須首先確定一個散射單元的回波信號。 首先確定該散射單元在參考坐標系在的方位 ? 、俯仰角 ? 、擦地角 ? 。 該散射單元的方位角在 360角范圍內變化，可從 0度開始，每次遞增 min?? ，則某距離環(huán)內的第 j+1散射單元的方位角為： 1 minjj? ? ?? ? ?? () 天津理工大學中環(huán)信息學院 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 26 該散射單元的俯仰角為： 221s in ( )2 ( )ll l eRHHR R R H? ? ??? ? () 式中， H 為載機（即雷達）高度， lR 為載機到目標的視在距離， eR 是研究電波傳播問題時采用的地球半徑，該報告認為 eR 為實際地球平均半徑的 43，地球平均半徑為 6371千米。 該散射單元的擦地角為： 221 2s in ( )2 els leh R h RRR? ? ??? () 一個地面散射單元作為一個散射體，根據(jù)雷達方程，雷達接收到的位于 (, )?? 處散射體的第 k個回波視頻信號采樣可表示為： 412 2 ( 1 )232 ( , )( , , ) ( )( 4 )k drRj j f k Tl a alPGs k eLR ? ??? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? () 式中， lP 為雷達發(fā)射信號功率， ? 為機載雷達發(fā)射信號波長， ? 為該散射單元的 雷達散射截面積， ( , )aaG?? 為天線電壓增益， a? 、 a? 為該雜波散射單元在天線坐標系下的方位角和俯仰角， L 為雷達發(fā)射接收綜合損耗， lR 為該脈沖期間的載機與該散射單元的距離，df為該散射單元的徑向多普勒頻率，由此確定， rT 為脈沖重復周期。 已知雜波散射單元在參考坐標系中的方位角 ? 、俯仰角 ? ，確定該散射單元在天線坐標系中的方位角 a? 和俯仰角 a? 。 根據(jù)天線坐標系和參考坐標系的轉換關系，可得 ? ?c os c os c os c osc os si n c os si nsi n si naaaaaT? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? () 式中， ? ? ? ?? ?? ?T ? ? ?? ? ?c os 0 si n0 1 0si n 0 c os????????????? () 天津理工大學中環(huán)信息學院 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 27 ? ?c os si n 0si n c os 00 0 1??? ? ????????? () ? ?1 0 00 c os sin0 sin c os? ? ??????????? () 其中， ? 為天線在參考坐標系下 的迎角， ? 為天線在參考坐標下的偏航角， ? 為天線在參考坐標系下的橫滾角 ? 。 經整理， 1s in [ s in c o s c o s c o s ( s in s in c o s c o s s in ) c o s s in . ... . . ( s in s in s in c o s c o s ) s in ]a? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ?? （ ） 1sin [ ( sin c o s c o s c o s c o s c o s sin c o s sin sin ) / c o s ]aa? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? （ ） 式中， a? 為散射單元在天線坐標系中的俯仰角， ? 為天線在參考坐標系下的迎角，? 為天線在參考坐標系下的偏航角， ? 為天線在參考坐標系下的橫滾角， ? 為雜波散射單元在參 考坐標系中的方位角， ? 為雜波散射單元在參考坐標系中的俯仰角， a? 為散射單元在天線坐標系中的方位角。 每一雜波散射單元的面積由下 式給出 ： m inllA R R ?? ? ? ? ? ? （ ） 式中， lA? 為雜波散射單元的面積， lR 為機載雷達與雜波散射單元的距離， R? 為沿地表面距離的距離環(huán)寬度， min?? 為該距離環(huán)的方位角劃分間隔。 每一雜波散射單元的雷達散射截面積由下式給出 ： 0llA??? ?? （ ） 式中， l? 為雜波散射單元的雷達散射截面積， 0? 為雜波散射單元的后向散射系數(shù)。 回波疊加 我們要產生的是距離門內的相干視頻雜波，因此要疊加一個距離環(huán)內散射單元雜波信號。對于機載雷達，它照射地面的范圍很廣。如果雷達檢測到的目標的距離超過脈沖周期， 前一個發(fā)射脈沖的回波只有在下一個脈沖發(fā) 出以后才 收到，這個目標就會被誤認為處于比其實際距離近得多的位置上。對于某一給定的脈沖重復頻率，能夠收到的單次天津理工大學中環(huán)信息學院 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 28 往返時間回 波得最大距離叫最大不模糊距離，簡稱為不模糊距離。對于雷達接收機來說，無法在一個脈沖周期內接受到超過這個距離以后的地面回波，不模糊距離常用 uR 表示，但是假如當前考慮的散射距離環(huán)單元距離為 R ， uR iR? 距離的地雜波也會經過延時之后與 R 距離上的距離環(huán)產生的地雜波同時到達雷達接收機。雷達信號往返傳播時間等于脈沖時間間隔，所以 2ru cTR? （ ） 式中， uR 為最大不模糊距離， c 為光速， rT 為脈沖重復周期 。 max[ / ]uN R R? （ ） 式中， max 2 eR hR? ， eR 是研究電波傳播問題時采用的地球半徑， uR 為最大不模糊距離。 對于機載脈沖多普勒雷達來說，雷達到地面的最小距離 (雷達高度 )一般都大于最大不模糊距離。相干視頻雜波應包括一個距離環(huán)內散射單元雜波信號的疊加和所有距離環(huán)內信號的疊加。首先完成一個距離環(huán)內散射單元雜波信號的疊加，然后 是后一個距離環(huán)內散射單元雜波信號的疊加。 對應檢測距離門 R的開始距離根據(jù)雷達高度確定，因為開始距離肯定大于雷達高度，所以開始距離可表示為 : ( ) ( ( )()uuuuuuHHR fix R if R fix R HRRHR c e il R o th e r w is eR? ? ?? （ ） 式中， 0R 為開始距離， R 為檢測距離門， fix 取趨于零的最近整數(shù)， H 為 載機 (即雷達 )高度， uR 為最大不模糊距離， ceil 取趨于無窮的最近整數(shù)。 對應檢測距離門尺的回波信號應是下列距離門的回波疊加 : 0luR R iR?? （ ） 式中， 0R 為開始距離， 0i? ， uR 為最大不模糊距離。 機載雷達雜波仿真結果 仿真中采樣的戰(zhàn)情想定為：在參考坐標系下，載機速度的單位矢量為 天津理工大學中環(huán)信息學院 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 29 cos cos 1cos si n 0si n 0?????? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （ ） 式中，載機速度的俯仰角 0?? ，載機速度的方位角 0?? 。 在參考坐標系下，入射波方向（即某個散射單元）單位矢量為 cos coscos sinsin??????????? （ ） 式中， ? 為散射單元的俯仰角， ? 為散射單元的方位角。 載機速度 v=200m/s，雷達信號波長 10cm?? 。 PRF=40KHz, 距離分辨單元為 3. 750km,劃分距離環(huán)數(shù)量為 50，角度分辨單元根據(jù)每個距離環(huán)分別計算。 散射地貌選取山區(qū)地形，散射系數(shù)模型采樣我國模型，以時域采樣頻率 200Hz進行采 樣， 得仿真結果如下 : 圖 K分布雜波波形 K distributed clutter waveform 從仿真結果可以看出散射信號起伏很大，附和擬定地貌的雜波散射特性。 天津理工大學中環(huán)信息學院 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 30 第四章 機載雷達地雜波抑制技術 機載雷達實質上是平臺運動雷達的一