【導(dǎo)讀】等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，可以執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察、預(yù)警等任務(wù)。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)。爭(zhēng)中起到關(guān)鍵作用，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中越來越不可缺少，因此近年來受到廣泛重視。此外，飛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，雜波背景的特性會(huì)隨時(shí)間變化。須解決的首要問題。雜波研究經(jīng)過幾十年的發(fā)展，仍然是雷達(dá)技術(shù)的熱點(diǎn)。機(jī)載PD雷達(dá)地雜波強(qiáng)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(biāo)檢測(cè)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(diǎn)討論了AMTI雜波抑制技術(shù)并給出仿真結(jié)果。

　　

【正文】 一個(gè)平面。這樣，整個(gè)距離環(huán)在參考坐標(biāo)系下，俯仰角固定，方位角為在 360度范圍 內(nèi)變化。合適的方位角變化量 ?? ，使在空間的單獨(dú)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(guān)系。 在載機(jī)速度一定時(shí)，方位角為 ? ，俯仰角為 ? 處得散射單元 df 由下式計(jì)算 2 cosdaVf ??? () 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 式中， V 為載機(jī)速度， ? 為雷達(dá)工作波長(zhǎng)， a? 為載機(jī)速度矢量與入射角方向的夾角。下面說明如何確定載機(jī)速度矢量與入射角方向的夾角 a? 。 在參考坐標(biāo)系下，載機(jī)速度的單位矢量為 cos coscos sinsin??????????? () 式中， ? 為載機(jī)速度的俯仰角， ? 為載機(jī)速度的方位角。 在參考坐標(biāo)下，入射角方向（即某個(gè)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(gè)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(jī)速度的俯仰角， ? 為載機(jī)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(jī)速度的俯仰角， ? 為載機(jī)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(duì) ? 作微分，得到 2 c o s c o s si n ( )d Vf ? ? ? ? ?? ?? ? ? () 式中， V 為載機(jī)速度， ? 為載機(jī)速度的俯仰角， ? 為散射單元的俯仰角， ? 為載機(jī)速度的方位角， ? 為散射單元的方位角， ? 為機(jī)載雷達(dá)發(fā)射信號(hào) 波長(zhǎng)。由上式可看出，當(dāng)2????? 時(shí)，出現(xiàn)多普勒頻移最大變化。 已知雷達(dá)的相干處理脈沖周期數(shù) K和脈沖重復(fù)周期 rT 可得雷達(dá)系統(tǒng)的多普勒頻率分辨力為： 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)速度， ? 為機(jī)載雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)， ? 為載機(jī)速度的俯仰角， ? 為散射單元的俯仰角， ? 為載機(jī)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(yīng)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(jī)速度， ? 為機(jī)載雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)， ? 為載機(jī)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(jī)速度， ? 為機(jī)載雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)， ? 為載機(jī) 速度的俯仰角， ? 為散射單元的俯仰角。 這樣，環(huán)繞這個(gè)距離環(huán)的單元數(shù)為 min2N? ?????????? () 雜波散射單元回波信號(hào) 雜波信號(hào)為所有雜波散射單元回波信號(hào)的矢量疊加，因此必須首先確定一個(gè)散射單元的回波信號(hào)。 首先確定該散射單元在參考坐標(biāo)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(nèi)變化，可從 0度開始，每次遞增 min?? ，則某距離環(huán)內(nèi)的第 j+1散射單元的方位角為： 1 minjj? ? ?? ? ?? () 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)（即雷達(dá)）高度， lR 為載機(jī)到目標(biāo)的視在距離， eR 是研究電波傳播問題時(shí)采用的地球半徑，該報(bào)告認(rèn)為 eR 為實(shí)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(gè)地面散射單元作為一個(gè)散射體，根據(jù)雷達(dá)方程，雷達(dá)接收到的位于 (, )?? 處散射體的第 k個(gè)回波視頻信號(hào)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(dá)發(fā)射信號(hào)功率， ? 為機(jī)載雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)， ? 為該散射單元的 雷達(dá)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(biāo)系下的方位角和俯仰角， L 為雷達(dá)發(fā)射接收綜合損耗， lR 為該脈沖期間的載機(jī)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(fù)周期。 已知雜波散射單元在參考坐標(biāo)系中的方位角 ? 、俯仰角 ? ，確定該散射單元在天線坐標(biāo)系中的方位角 a? 和俯仰角 a? 。 根據(jù)天線坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)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(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(biāo)系下 的迎角， ? 為天線在參考坐標(biāo)下的偏航角， ? 為天線在參考坐標(biāo)系下的橫滾角 ? 。 經(jīng)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(biāo)系中的俯仰角， ? 為天線在參考坐標(biāo)系下的迎角，? 為天線在參考坐標(biāo)系下的偏航角， ? 為天線在參考坐標(biāo)系下的橫滾角， ? 為雜波散射單元在參 考坐標(biāo)系中的方位角， ? 為雜波散射單元在參考坐標(biāo)系中的俯仰角， a? 為散射單元在天線坐標(biāo)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(jī)載雷達(dá)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(dá)散射截面積由下式給出 ： 0llA??? ?? （ ） 式中， l? 為雜波散射單元的雷達(dá)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(chǎn)生的是距離門內(nèi)的相干視頻雜波，因此要疊加一個(gè)距離環(huán)內(nèi)散射單元雜波信號(hào)。對(duì)于機(jī)載雷達(dá)，它照射地面的范圍很廣。如果雷達(dá)檢測(cè)到的目標(biāo)的距離超過脈沖周期， 前一個(gè)發(fā)射脈沖的回波只有在下一個(gè)脈沖發(fā) 出以后才 收到，這個(gè)目標(biāo)就會(huì)被誤認(rèn)為處于比其實(shí)際距離近得多的位置上。對(duì)于某一給定的脈沖重復(fù)頻率，能夠收到的單次天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 往返時(shí)間回 波得最大距離叫最大不模糊距離，簡(jiǎn)稱為不模糊距離。對(duì)于雷達(dá)接收機(jī)來說，無法在一個(gè)脈沖周期內(nèi)接受到超過這個(gè)距離以后的地面回波，不模糊距離常用 uR 表示，但是假如當(dāng)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(huì)經(jīng)過延時(shí)之后與 R 距離上的距離環(huán)產(chǎn)生的地雜波同時(shí)到達(dá)雷達(dá)接收機(jī)。雷達(dá)信號(hào)往返傳播時(shí)間等于脈沖時(shí)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(fù)周期 。 max[ / ]uN R R? （ ） 式中， max 2 eR hR? ， eR 是研究電波傳播問題時(shí)采用的地球半徑， uR 為最大不模糊距離。 對(duì)于機(jī)載脈沖多普勒雷達(dá)來說，雷達(dá)到地面的最小距離 (雷達(dá)高度 )一般都大于最大不模糊距離。相干視頻雜波應(yīng)包括一個(gè)距離環(huán)內(nèi)散射單元雜波信號(hào)的疊加和所有距離環(huán)內(nèi)信號(hào)的疊加。首先完成一個(gè)距離環(huán)內(nèi)散射單元雜波信號(hào)的疊加，然后 是后一個(gè)距離環(huán)內(nèi)散射單元雜波信號(hào)的疊加。 對(duì)應(yīng)檢測(cè)距離門 R的開始距離根據(jù)雷達(dá)高度確定，因?yàn)殚_始距離肯定大于雷達(dá)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(cè)距離門， fix 取趨于零的最近整數(shù)， H 為 載機(jī) (即雷達(dá) )高度， uR 為最大不模糊距離， ceil 取趨于無窮的最近整數(shù)。 對(duì)應(yīng)檢測(cè)距離門尺的回波信號(hào)應(yīng)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(jī)載雷達(dá)雜波仿真結(jié)果 仿真中采樣的戰(zhàn)情想定為：在參考坐標(biāo)系下，載機(jī)速度的單位矢量為 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 cos cos 1cos si n 0si n 0?????? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （ ） 式中，載機(jī)速度的俯仰角 0?? ，載機(jī)速度的方位角 0?? 。 在參考坐標(biāo)系下，入射波方向（即某個(gè)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(jī)速度 v=200m/s，雷達(dá)信號(hào)波長(zhǎng) 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(gè)距離環(huán)分別計(jì)算。 散射地貌選取山區(qū)地形，散射系數(shù)模型采樣我國(guó)模型，以時(shí)域采樣頻率 200Hz進(jìn)行采 樣， 得仿真結(jié)果如下 : 圖 K分布雜波波形 K distributed clutter waveform 從仿真結(jié)果可以看出散射信號(hào)起伏很大，附和擬定地貌的雜波散射特性。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 第四章 機(jī)載雷達(dá)地雜波抑制技術(shù) 機(jī)載雷達(dá)實(shí)質(zhì)上是平臺(tái)運(yùn)動(dòng)雷達(dá)的一