范文一:舰载雷达多路径效应仿真研究
舰载雷达多路径效应仿真研究
2005年1月
第2朗
船舶
SHIP&BOAT
DriI.2005
O.2
[船舶电气]
舰载雷达多路径效应仿真研究
朱志宇张冰王建华
(华东船舶工业学院电子信息学院镇江212003)
[关键词]电子支援措施(ESM);多路径效应;仿真
[摘要]文章着重研究了海面反射产生的多路径效应对舰用电子支援措施(ESM)中雷达的影响,推导了多路
径效应的信号模型,并在MATLAB中模拟ESM的密集电磁脉冲环境,分析了多路径效应的频域特性,建立了多路
径效应的仿真模型.
[中图分类号]TN953[文献标识码]A[文章编号]1001—9855(2005)02—0044—04
Simulationofshipradarmultichanneleffect
ZhuZhiyuZhangBingWangJianhua
Keywords:electricsupportmeasure(ESM);multichannelinfluence;simulation
Abstract:Thispaperstudiesthemuhichannelinfluenceonshipelectronicsupportmeasurecausedbysea
surfacereflection.deducesthemuhichannelinfluencesignalmode,andsimulatesESMeletromagneici
m—
pulseenvironmentinM/~TLABtoanalyzethefrequencyfieldfeaturesofmuhichannelinfluenceandbui
ld
upthemultichanneIinfluencesimulationmodeI_
1引言
当舰载雷达跟踪低空目标时,雷达发射的电磁
波在传播过程中,由于地球表面(海面,邻近物体,本
舰建筑物)的反射,绕射,大气折射,大气微粒(云,
雨,雾,雹)散射的作用.使雷达天线接收到的是一个
由多条反射路径组成的电磁场,从而产生了”多路径
效应”.在电子支援系统(ESM)中,多路径效应会造
成ESM信号处理产生增批现象,同时还会引起ESM
侦收的方位(DOA)参数发生异向突变.此外,多路
径效应给舰载雷达带来的直接后果是天线方向图分
裂,分裂后相邻的两个小波瓣之间就会出现很大盲
区,从而严重影响了雷达的探测性能.
目前对克服多路径效应的研究已经取得了一些
成果,主要表现在基本模型的建立和雷达跟踪处理
两个方面.但是电子对抗中多路径效应的研究国外
公开报道极少.本文着重研究了海面反射产生的多
路径效应对ESM舰用雷达的影响.推导了多路径效
应的信号模型,并在MATLAB中模拟了密集电磁
波环境,分析了多路径效应的频域特性,建立了多路
径效应的仿真模型.
2多路径反射信号及其模型n
雷达在跟踪低空目标时,其接收到的回波中包
括三部分:反射自目标的目标信号,多路径干扰信号
和杂波信号.其中杂波信号是由于天线束照射地面,
由后向散射特性所引起的回波.由于目标,杂波源与
雷达间的相对运动,回波中的三种信号均存在着多
-
[收稿日期]2004—4—22
[作者简介]朱志宇(1971.8一),男.汉族.江苏扬州人.副教授,在读博士研究生.主要从事信号与
信息处理,智能控制等方面的研究.
张冰(1967.1一),女,汉族,江苏无锡人,副教授,在读博士研究生.主要从事船舶运动控制和船
舶自动化研究.
王建华(1960.6--),男,汉族,黑龙江齐齐哈尔人,教授,主要从事电子战,智能信号处理等方面的
研究.
44
舰载雷达多路径效应仿真研究
普勒效应.树木,花草在风的作用下运动是杂波多普
勒效应的主要原因,通常可以假设杂波谱服从均值
为0的高斯分布.下面具体讨论一下目标回波信号
和多路径信号的数学模型,以便为检测和滤除多路
径信号提供理论依据.
2.1雷达接收到的直射信号模型
2.1.1雷达发射的信号模型
雷达发射信号可由下式来描述:
5)一
?O)exp(f)(1)
式中,W为载频,P,为发射机峰值功率,L,为
发射综合损耗,f.()为发射天线方向图函数.73(f)
为调制函数,它是Jv个宽度为的矩形脉冲构成
的脉冲串.考虑到脉间捷变频和线性调频,则有:
?一胁f[]f一xp(jcokt)
(2)
这里的为第k个脉冲的角频率分量,’为脉
冲重复周期,U(f)为单个调制函数,矩形函数Rect(f)
的定义为:
Rect(t)一
为电磁波入射角.
一
般情况下,Rayleigh准则很难满足,当海面的
Fresnel反射区内粗糙程度不满足Rayleigh准则时.
由于海面严重起伏形成的发射雷达与ESM接收天
线之间的另一种反射被称为漫反射.雷达天线接收
的电磁波来自于包括镜面反射点在内的广阔海面,
上述的镜面反射理论就不适用了.这时的反射面可
以扩展到反射源与接收点之间的所有地域,而不是
Fresnel反射区.
采用下式来描述海面的粗糙程度:一
e-z[等],其中h为对应于海情的标准浪高,为波
长.由多路径效应引起的直射波与反射波之间的相
位差.为:Ol1一+,,其中,为海面反射系数幅
角,AR为直射波回波与反射回波的路程差.
因此,由(1)式结合(2)式所得目标的回波信号
可表示为:
眦一等
p[(f一一,卜.]
…pEjo,,(f一一)]
…p~jrrb(f一一]
g.--
R1()+R2()一,
?
RP[———C—一
--
I~lr
](6)
式中,为Fresnel反射系数;f()和f()分
别为发射,接收天线方向图;为工作波长;K,为射
频滤波放大系数;C为光速,即:3×10m/s;7’为脉
冲宽度;t.Ok为捷变频增量;O3d为多卜勒频率;R.(f)
为第k个脉冲与ESM接收天线相遇时,雷达天线相
对于ESM接收天线的距离;R(z)为第k个脉冲与
ESM接收天线相遇时,雷达天线相对于反射点的距
45
2005年4月
第2期
?
船舶
SHIP&.B()AT
~kpriI.2005
O.2
离;R!(,)为第k个脉冲与ESM接收天线相遇时.反
射点相对于ESM接收天线的距离.其它参数含义同
公式(1),(5)中的参数含义.
3多路径效应的计算机仿真
3.1ESM密集电磁脉冲环境模拟’
采用PC机和TMS320C30DSP构成的主从结
构,来模拟ESM的密集电磁脉冲环境.由主机根据
雷达参数模型计算出每部雷达的脉冲数字描述字
(PDW),并按脉冲绝对到达时间先后排序,通过数
据总线将雷达脉冲参数及相对到达时间间隔传送给
DSP的双寻址存储器.双寻址存储器可分别由PC
及DSP控制.DSP取相对时间间隔设定定时器.定
时到达后,将PDW经缓冲区传送到后续处理机,在
DSP发送数据的同时,PC重新计算变化的脉冲数
据,利用DSP的定时器等待下一次发送的时间间
隔,对双寻址存储器中的变化数据进行修改,实现
PC及DSP的并行处理.雷达参数的显示及修改由
PC完成.
对ESM全天线截获的雷达信号的频率(RF),
脉宽(PW),脉幅(PA),脉冲到达时间(TOA)等参
数进行模拟测试,测试中通过量化编码,输出结果都
为数字信号.采用脉冲数字描述字(PDW)描述上述
雷达参数.其中TOA占16位,Pw12位,RF14位,
BITE2位,DOA8位,PA8位,共占8个字节.为充分
利用RAM,绝对到达时间TOA可由硬件电路产生,
不需从DSP扩展总线接口发出,因而每个PDW只
占6个字节,使用16位双寻址排列,可节约RAM.双
寻址RAM中只保留相对达到时间.定时时间满足
后,由缓冲器输出.尽管起始TOA不同,但相对达到
时间与RAM中相对到达时间?TOA相同,不影响
脉冲分布规律,却节省了DSP计算绝对到达时间.
在模拟时,要对TOA进行排序,其对应的PDW
相对于DSP的地址也应随之排序,保证每一TOA
都有一个准确的PDW可发送.综合各种排序方法,
考虑到本软件中数据量大,时间性能是重要参数,因
此选择了快速排序法.快速排序的基本思想是分割
排序对象,借助交换进行排序,通过一次排序将待排
序记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关
键字均比另一部分的关键字小,则可分别对这两部
分记录的关键字继续进行排序,以达到整个序列有
46
序.整个快速排序的过程可递归进行.图1为参数
TOA的模拟流程图:l
................................’.....’’.’’’.一
}雷达参数发送l
l—.....—-—-—.--..-----—----—-..-----------—---------------------------一.------.--,r
I
』
l
』
』
l
图1参犄TOA的樟丰以流稃图
3.2多路径仿真软件
在MATLAB下编制了多路径仿真软件,将雷
达信号传播路径设为直接传播路径和反射路径.设
置了天线方位参数及接收天线的方向图后,采用两
个模块分别模拟直接传播的时延和方向图;同样.设
置海况参数后,得到多路径反射信号;最后将两路信
号进行合成.
整个仿真软件包括以下几个模块:
(1)信号产生模块:可以模拟生成仿真接收直射
波波形,多路径反射波波形以及合成波波形.
(2)多路径模型模块:在海面反射,人为结构(如
岛屿,舰船上的建筑物)反射以及统计模型下,模拟
多路径模型的发射源波形,无反射时的输出波形,加
多路径效应后的输出波形等.图2给出了海面多路
径反射仿真模型.
(3)频谱分析模块:通过该模块,采用快速傅里
叶算法,可以仿真直射波,多路径波和合成波的幅频
特性,相频特性以及功率谱特性,以便从频域分析多
舰载雷达多路径效应仿真研究
仿真接收直射波
图2海面多路径反射仿真模型
仿真多径反射波
图3仿真接收直射波和多径反射波
仿真合成波
仿真合成波
图4仿真合成波及其幅频特性
路径效应的机理.图3和图4给出了本仿真软件模拟
的多路径信号,其幅频特性.
这里仅仅给出了分选出来的一个脉冲波形,由
图3和图4中的波形可以看出,在多路径效应下,合
成波较之直射波,其相位,幅值均发生了变化.需要
强调的是,这种变化是随机的.对于接收到的不同脉
冲,其变化亦不相同.
4结论
多路径效应会严重影响ESM的侦收性能,本文
从建立多路径效应的数学模型着手,研究了海面反
射情况下产生的多路径效应对ESM舰载雷达的影
响,推导出了多路径效应的信号模型,并在MAT—
LAB中模拟了ESM的密集电磁波脉冲环境,分析
了多路径效应的频域特性,建立了多路径效应的仿
真模型.
[参考文献]
1]林象平.雷达对抗原理[M].西北电讯工程学院出版
社.1985
[2]王国玉,吕小雯,廖湘平.电子战条件下雷达接收信号
模型[J].国防科技大学学报.1997(1):45—51
;_
-
3-1姚庆栋,陈瑶琴.微波视距信道的多径衰落模型和系统
中断的研究[J].通讯学报.1985(6):63—71
4]Avner,Ga1.PassiverangeL-stimationusingoversea
multipath(U)NavalPostgraduateSchool,Monierey,
CA.A.GAL,Jun.1988.\r]一A199963
5]楼顺天.MATLAB综合指南[M].西安交通大学出版
社.1999
47
范文二:GPS多路径效应探讨
·80·
内蒙古科技与经济 2003年第6期
GPS 多路径效应探讨
张 莉1, 李世平2
(1. 包头铁路工程学院, 内蒙古包头 014000; 2. 包头钢铁学院, 内蒙古包头 014000)
摘 要:通过对GPS 多路径效应误差对GPS 测量精度影响的分析, 提出了一些减弱多路径效应对测量影响的措施。
关键词:多路径效应; 截止到高度角 中图分类号:P 225. 5 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2003) 06—0080—02 任何测量误差分为系统误差和偶然误差, GPS 测量误差也是如此, 其中系统误差无论从误差的大小、还是危害程度都远远超过偶然误差的影响, 但系统误差的影响有时有规律可循, 可以采用一定的措施方法来消除或减弱它。多路径效应误差就属系统误差, 在GPS 测量误差中是很重要的一项误差。
在GPS 测量中被测站附近的反射物所反射的卫星信号(反射波) 如果进入接收机天线的话, 就将和直接来自卫星的信号(直射波) 产生干涉, 从而使观测值偏离真值产生所谓的多路径效应误差, 这种
由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。多路径效应严重损害GPS 测量的精度, 严重时还将引起信号的失锁, 是GPS 测量中一种重要的误差源。下面简要介绍产生多路径效应的原因, 以及避免多路径效应误差的一些措施。1 反射波
实际测量中GPS 天线接收到的信号是直射波和反射波产生干涉后的组合信号。反射物可以是地面、山坡和测站附近的建筑物等。现以地面为例加以说明(下图所示) 。若接收天线同时收到了直接来自
105m ×24m , 基坑开挖度16. 5m , 设计采用密排咬
合人工挖孔灌注桩加3层钢管支撑作支护结构、部分单排三轴水泥土深层搅拌桩(17m ) 作止水帷幕墙。
单组三轴深层搅拌桩直径为3~Υ700m , 相邻两组桩相互搭接宽度为300m 。
3. 1 地质特征。深层搅拌桩施工土层自上而下依次是:杂填土、粉砂土、砂土与粉砂土。在7~13m 深处有深层搅拌桩较难施工的密实、中高压缩性、中等强度的砂层。
3. 2 施工。单排三轴水泥深层搅拌桩止水帷幕墙的设计水泥掺量为16%, 水灰比为0. 6~1。经过试桩, 采用二次喷浆、二次搅拌、一个来回的钻杆输浆成桩工艺; 钻杆出浆口设在钻头4层叶片的中间。
按照三轴水泥土深层搅拌桩施工流程进行施工。由于施工场地已挖去0. 5m 厚的土层, 因此搅拌桩的实际施工深度分别为16. 5m; 每组三轴桩的正常成桩时间为60~70min 。
在成桩施工作业时, 由于机长统一指挥, 合理安排, 使打桩架的移位、深层搅拌机水平与垂直位置的控制都能符合施工要求, 提高了成桩的数量的质量。
4 结束语
4. 1 在砂性土中进行水泥土深层搅拌桩施工, 一定要重视技术措施的落实, 加强施工管理;
4. 2 为提高施工效率, 可配用履带式打桩架, 以减少桩架移位时间;
4. 3 可在左右两侧钻头喷水泥浆液, 中间钻头喷压缩空气, 以减少钻头的切土转矩;
4. 4 可改三轴顺打法工为跳打法施工, 使钻头切土、搅拌在均质土层中, 避免钻杆往已施工桩位方向偏斜;
4. 5 对南京地铁南京站的基坑围护施工, 若在水泥土深层搅拌桩中插入H 型钢, 使止水帷幕墙与地下挡土墙合二为一, 不仅可提高基坑围护结构的施工速度、改善施工环境, 还可降低施工成本。
收稿日期:2003年4月4日
2003年第6期 张莉等 GPS 多路径效应探讨卫星的信号S 和经地面反射后的反射信号S ′。显示两种信号所经过的路径长度是不同的, 反射信号多经过的路径长度称为方程差, 用Δ表示
。
误差φ取极大值φmax =±arccos 。α
·81·
从上式中可看出:载波相位测量中多路径误差的最大值载波L 1为4. 8cm , 载波L 2为6. 1cm, 多路径效应对伪距测量的影响要严重得多。观测资料表明, 对P 码来讲, 多路径误差可达10m 以上。3 减弱多路径效应误差的一些措施3. 1 选择适当的站址
从以上讨论可知, 多路径误差取决于反射物离测站的距离和反射系数及卫星信号的方向等各种性质。无法建立准确的误差改正模型较为有效的办法是恰当的选择站址, 尽量避免信号反射物。3. 1. 1 选站时应避免临近有大面积的平静水面, 因
Δ=GA -O A=GA (1-cos2Z) =H (1-cos2Z) /sinZ=2HsinZ
H 为天线离地面的高度。
由于存在着波程差Δ, 所以反射波和直射波间存在一个相位延迟θ, 即:θ=Δ×2=4π/λπHsin Z /λ
—载波的波长。λ
反射波除了存在相位延迟外, 信号强度一般也会减小。反射物面反射信号的能力可用反射系数α来表示。α=0表示信号完全被吸收不反射, α=1表示信号完全被反射不吸收。下表绘出了不同反射面对频率为2GHZ 的微波信号的反射系数α。
反射系数表
水 面α损耗(分贝) 1. 0
稻 田α损耗(分贝) 0. 8
2
野 地α损耗(分贝) 0. 6
4
森林、山地α损耗(分贝) 0. 3
10
为平静水面的反射系数几乎为1。灌木丛、草地和其他地面植被能较好地吸收微波信号的能量, 反射很弱, 是较为理想的设站地址。
3. 1. 2 测站不宜选择在山坡上。当山坡的坡度过大时, 在截止到高度角以上便会出现障碍物, 影响卫星信号的接收。即使当坡度较小时, 反射信号也能从天线抑径板上方进入天线, 产生多路径误差, 因而也应尽量避免。同样测站不宜选择在山谷和盆地中。3. 1. 3 测站附近有高层建筑物时, 卫星信号会通过墙壁反射进入天线。选站时应注意离开这些建筑物。汽车也不要停放在离测站过近处。一般说, 在截止到高度角以下的建筑物不会产生多路径效应。3. 2 改善接收机天线3. 2. 1 在天线下设置抑径板
为了防止从地面反射的卫星信号进入天线产生多路径误差, 进行精密定位的接收机天线下应配置
限, 显然抑径板抑径板。若观测时截止到高度角为Z 的半径r 至少应为r =h /sinZ 限, 若某一接收机天线
2 多路径误差对相位观测值的影响
设直射波信号表达式为S d =Uco s(ωt) U —信号电压
ω—载波角频率
反射信号的数学表达式为:) S r =auco s (ωt +θ
反射信号和直射信号“叠加”后被接收机天线所接收。天线实际接收的信号为:
S=βUcos(ωt +φ) 其中β=(1+2αcos θ+α)
21/2
相位中心至抑径板的高度h=70mm , 截止到高度角Z 限=10°(即当卫星的高度角小于10°时便不观测) , 则抑径板的半径r 必须大于或等于70m m /sin10°=40cm 。
3. 2. 2 接收天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用。4 结论
由于多路径误差φ是时间的函数, 多路径误差的大小和符号会随着卫星高度角的变化而变化, 因此在动态定位中由于观测时间短多路径误差影响较大, 而在静态定位中多路径误差影响可大大削弱。
收稿日期:2003年2月18日
φ=a rcth 〔αsin θ/(1+αco s θ) 〕
φ即为载波相位测量中的多路径误差。下面分析一下多路径误差的大小, 对上式求导,
范文三:主动雷达导引头多路径效应的数字仿真
2002年8月第28卷第4期北京航空航天大学学报
of Aeronautics Journal of Beijing University and Astronautics August 2002
Vol. 28 No 4
主动雷达导引头多路径效应的数字仿真
段世忠 周荫清 张 孟 王祖林
(北京航空航天大学电子工程系)
摘 要:对于平整和起伏的地面或海面, 分别给出了一种基于多反射点复杂目标的多路径回波的时域复包络波形数字仿真模型. 采用随机分形插值算法利用地形实测数据对复杂的起伏地面和海面进行三维地形建模. 对不同粗糙度地面上的低空目标的多路径回波进行了仿真计算, 并使用主动雷达导引头数字仿真模型进行了多路径干扰环境下对低空目标的跟踪实验. 仿真实验表明, 多路径效应对雷达跟踪低空目标会产生较大的误差.
关 键 词:多径效应; 数字仿真; 雷达导引头; 随机分形地形中图分类号:TN 955 3
文献标识码:A 文章编号:1001-5965(2002) 04-0447-04
空载雷达跟踪低空目标时, 由于地面或海面对电磁波的反射作用, 会产生多路径效应. 尤其当反射表面比较光滑时, 多路径效应比较严重, 使导弹偏离攻击目标. 为研究对抗多路径效应的算法, 必须首先建立多路径回波的数字仿真模型. 本文建立了任意姿态、任意俯冲角的低空目标在各种粗糙度的平整和起伏地面(或海面) 多路径反射回波的时域复包络模型. 为了降低计算机内存的占用量, 使用实测地形数据与随机分形插值相结合的算法进行战场场景三维地形建模. 最后, 将多路径反射回波注入主动雷达导引头数字仿真模型, 得到存在多路径干扰的情况下导引头对低空目标的跟踪仿真结果.
f d, ACBA =
图1 电磁波传播路径
+
1
(V +V t, BC +V t, AB +V m, AB ) m, AC
(2)
图1d 沿ACB 点来回
(V m, AC +V t, BC ) 导弹的速度为V m , 目标的速度为V t .
f d, ACB =
(3)
1 多路径反射模型
1 1 平整地面
当考虑地球表面反射时, 电磁波在主动雷达导引头和目标之间可能的4条传播路径如图1所示. 在4条传播路径中, 第2、3条传播路径的长度相等, 其变化的速率也相同, 即具有相同的多普勒频移. 点目标4条传播路径构成的回波频谱将由3根谱线组成, 3个谱线的多普勒频率为:
图1a 沿AB 点来回
f d, AB
=(V m, AB +V t, AB )
(1)
目标飞机采用了由多个强反射点构成的多点模型, 每一个反射点由本身的RCS 以及在目标坐标系下的坐标构成.
如果地面起伏均方差满足瑞利条件, 则认为是光滑的. 垂直极化入射波的镜像反射系数可由菲涅耳公式计算:
sin - 0V = sin +
式中 为地面介电常数.
大部分表面既非绝对光滑的, 也非绝对粗糙的, 表面反射系数为4个因子的乘积: = 0 m d p
(5)
[2]
[1]
(4)
图1b 、c 沿ACB A
传播
收稿日期:2000-12-04
作者简介:段世忠(1968-) , 男, 湖南黔阳人, 博士生, 100083, 北京.
式中, 0为菲涅耳反射系数; m 为粗糙表面的散射系数; d 为地球曲面的发散因子; p 为植被吸收因子.
弹载雷达的作用距离比较短, 可以不考虑发散因子的影响. 目前还没有一个可以准确描述植被因子的模型, 可以将其设定为0 3. 粗糙表面的散射系数可按下式计算:
=exp -2m
[3]
景, 并保证在整个攻击过程中导弹或目标在战场划定的范围内运动. 以分辨率 D 为间隔对M km N km 的地面均匀地划分为小网格, 网格的4个顶点存有实测的或由计算机程序生成的高度值. 将每一个网格的4个顶点分解成2个三角形小平面, 这样可以把整个地景分解成许多的三角形小平面. 遍历场景内所有三角形平面, 根据导弹、目标以及小平面之间的几何关系判断其能否产生多路径反射. 方法是由三角形小平面的顶点坐标可以计算小平面的法矢及截距, 再利用导弹和目标的坐标可以计算出地面镜像反射点的位置坐标. 如果地面镜像反射点落在小平面三角形之内, 则此小平面能够形成目标多路径镜像反射, 可以按与平整地面多路径反射相同的算法计算多路径回波. 通过判断导弹和目标是否位于小三角形所在的平面上方, 可以消除地形遮挡造成的影响. 所有可以产生多路径效应的小平面回波信号矢量相加, 就可以得到总的起伏地面多路径反射回波. 当网格划分得比较小时, 存储一块战场场景的高程图并对之进行仿真, 需要花费很长的运算
4 h (6)
式中, h 为地面镜像反射点附近第一菲涅耳反射区内地面不平坦度的均方差.
沿AB 点来回的复包络回波信号为s AB (t ) =
N
i =1
G ABi
R AB
P ) D ABi i (
(4 )
(7)
exp(-j2 f d i , AB + i )
沿AC BA 传播复包络回波信号为
s ACBA (t ) =
i =1
N
R AB R ACB
P i ( ) G ABi G ACi D ACBAi
(4 )
exp(-j2 f d i , ACBA + i )
沿AC B 传播复包络回波信号为
s ACB (t ) =
i =1N
(8)
时间. 为了减少内存耗费量, 加快仿真运算时间,
采用一种基于随机分形的多分辨率快速三维地形生成算法. 即使用低分辨率网格存储整个战场地形数据. 在仿真过程中, 根据导弹和目标的坐标, 选择最有可能产生多路径效应的一块地面而非整个战场进行分析. 在本文中选择了对应平整地面镜像反射点附近2km 2km 的起伏表面进行多路径反射回波计算. 使用Dia mond -Square (D -S) 算法对2km 2km 低分辨率的战场地景大网格进行分形插值, 直到达到所需要的分辨率为止. 当由于目标运动, 其坐标变化超过大网格分辨率时, 则重新从战场地景数组选择感兴趣的子区进行分形插值, 多路径效应分析等运算.
G ACBi
R ACB
2
i ( ) D ACBi
(4 )
(9)
exp(-j2 f d i , ACB + i )
式中, G () i 为不同入射方向的天线增益; i ( ) 为目标反射点的RCS; 为入射波与目标纵轴的夹角; R () 为不同反射路径的长度; D () i 为反射点的遮挡因子; N 为目标反射点的个数; P 为发射机
平均功率.
总的复包络回波信号为
s (t ) =s AB (t ) +s ACBA (t ) +s ACB (t )
(10)
1 2 起伏地面多路径效应
除了在较光滑的平整表面上, 较光滑的起伏表面(如沙土丘、起伏的浪涌等) 也可能产生多路径效应, 如图2.
2 分形三维地形生成
分形地形建模算法可以大致分为泊松阶跃法、傅立叶滤波法、中点位移法、逐次随机累加法、
[4]
带限噪声累加法等5类. 选用的D -S 算法是一种中点位移分形插值算法. 以一个5 5的数组为例, D -S 算法的步骤如图3所示.
图3a 中的4个角放入了初始高度值, 用圆点
图2 起伏地面多路径效应
起伏表面可以采用小平面模型. 在水平面XOZ 上选择一块M km N km 的地面作为战场地
[2]
表示. 这是递归细化过程的起点. 此过程分为两步.
Dia mond 步:取4个点构成一个正方形, 在正方形的中心点按下面的公式生成一个随机值, 作
a 三维地形测量值 b 分形插值子区
图4 分形地形生成
图3 Diamond -Sq uare 算法
在攻击低空目标时, 多路径效应会对天线俯
仰角测量引入较大误差. 图5显示了导弹在攻击低空目标的飞行过程中, 天线俯仰角随时间变化曲线. 仿真条件为导弹和目标高度为400m, 导弹和目标正对相向飞行, 距离10km, 导弹和目标的速度均为300m s. 地面起伏均方差为0 005m. 图中上面的虚线为目标重心点俯仰角随时间的变化曲线, 中间虚线是目标和镜像点之间地面点的俯仰角; 下面的虚线是目标镜像俯仰角, 实线为导引头天线俯仰角
.
为此点的高度值.
1h =
4
i =1
h
4
i
+ (11)
式中, h i 为正方形4个顶点的高度值; 为一个[- H , H ]的均匀分布的随机数. 这样就得到了一个棱锥, 如图3b 所示.
Square 步:取棱锥中心和4个顶点的平均值, 再加上一个与第一步相同的随机位移, 可以计算出每条边的中点值. 在计算位于边界上的点时, 选用正方形另外一条对边附近的对称点作为求平均值的点.
最后缩小随机位移取值范围. 缩小比例因子为2
-H
. H 为一个0到1之间的浮点数. 将递归过
a 正确跟踪 b
跟踪到地面
程循环进行, 直到所有的细分网格点被填充为止.
D -S 算法计算简单, 运算速度快. 可以不断递归生成任意分辨率的细化网格, 并可以保留已经存在的地形测量数据.
3 多路径效应的仿真
多路径反射模型作为外部电磁环境系统中的子系统被放入一个包含导弹、目标以及外部电磁环境的全攻击过程动态波形数字仿真系统之中. 使用此仿真系统, 可以方便地对导弹、目标的位置、速度以及姿态进行改变. 在仿真系统中使用了主动雷达导引头详细数字仿真模型, 包括天线罩、天线、天线伺服机构、高频放大器、中频接收机、发射机、信号探测器、弹载计算机等. 通过此模型可以直接观察天线指向的变化, 得到导引头在多路径干扰环境下对目标的跟踪情况.
c 跳动跟踪 d 跟踪到镜像
图5
多路径干扰下的目标跟踪
图6中, 目标高度降为200m, 其它条件同图
5. 将6个攻击过程的俯仰角曲线绘制在一张图中. 图6a 为地面起伏均方差为0 005m 的情况, 此时存在比较严重的多路径干扰, 天线随机地跟踪目标、地面点或镜像. 图6b 中表面起伏均方差为0 5m, 此时多路径反射非常微弱, 导弹可以准确
4 仿真结果
将一块实测地形数据进行压缩、变换, 得到模拟的粗网格战场地形图, 如图4a.
将其中的一块4 4的子区进行分形插值, 得到高分辨率子区地形, 如图
4b.
a 0 005m 均方差 b 0 5m 均方差
图6 稍粗糙和粗糙表面的多路径效应
地跟踪目标.
图7a 的条件同图6a, 地面的表面起伏均方差为0 005m. 可以明显地看出三条有一定宽度的回波谱线. 三条谱线多普勒频率相差仅仅100Hz, 很难从频率上将多路径回波区分开来. 图7b 的条件同图6b, 表面起伏均方差为0 5m, 多路径回波受到较大的衰减, 不会对目标跟踪产生影响. 图7c 中的导弹以26 6 的角度向下俯冲, 由于镜像及地面点与导弹速度矢量的夹角小于目标-
导弹连线
与导弹速度矢量的夹角, 多路径镜像回波频率高于目标回波频率. 图7d 为起伏地面多路径回波频谱. 起伏较大的地面只有少数的面元满足产生多路径回波的条件, 这些点相距较近, 造成多路径回波的谱线有一定的展宽.
5 结束语
从计算机仿真的结果可以看出, 多路径效应会对导弹攻击低空目标产生严重影响, 使得导弹偏离目标向地面坠落. 可以考虑选用多种方法克服多路径干扰的影响. 例如可以利用目标的距离和角度信息辨别镜像干扰. 也可采用频率捷变的方法来抑制多路径效应造成的俯仰角测量误差. 多路径回波的计算机数字仿真模型的建立为研究和验证导弹抗多路径干扰算法提供了方便且有效
a 较粗糙地表 b 较光滑地表
的工具.
参 考 文 献
[1]陈保辉 雷达目标反射特性[M] 北京:国防工业出版社,
1993.
[2]Long W M 陆地和海洋的雷达反射特性[M ] 陈春林等译
北京:国防工业出版社, 1983.
[3]Barton K David Radar evaluation handbook [M] London:Artech
Hous e, 1991.
[4]Musgrave F Kenton The s ynthesis and renderi ng of eroded fractal
terrain[J] Computer Graphics, 1989, 23(3) :41~50
c 导弹俯冲 d 起伏地表
图7
多路径回波频谱
Numerica l Simulation of Multipath Effect of Active Radar Seeker
DUAN Sh-i zhong Z HOU Yin -qing Z HANG Meng WANG Zu -lin
(Beijing Universi ty of Aeronautics and As tronautics, Dept. of Elec tronic Engineering)
Abstract :A time domain model for complex envelope simulation of multipath effect is presented based on mult-i reflec -t point target model The model was used to calculate return waves of flat and fluctuant surfaces of land
or sea The 3D surface model of land and sea was built by the random fractal interpolation method with measured data Signals from various roughness surfaces were computed Simulation of low altitude target track under multipath effect environment was conduc ted with the active seeker model The results indicated that multipath effect can bring large error for low altitude target tracking
Key words :multipath effect; digital simulation; radar seeker; random fractal terrain
范文四:多路径效应因子修正下的雷达互扰方程
() 中图分类号 : TN957154 文献标志码 :A 文章编号 :1674 - 2230 200803 - 0031 - 04
多路径效应因子修正下的雷达互扰方程
夏 栋 ,李敬辉 ,李仙茂
(),武汉 430033 海军工程大学电子工程学院
摘要 :工作频率相同的雷达同时工作时会相互干扰 ,因此需要研究干扰强度 ,对雷达受到干扰 的程度做出判断 。目前常用的判断方法没有考虑电磁波多路径的影响 ,准确度不高 。文章分 析了多路径效应下的雷达互扰方程 ,并与未考虑电磁波多路径影响的雷达互扰方程的结果做 比较 。从仿真结果可以看出 ,多路径效应对雷达互扰影响较大 ,特别是当干扰信号水平极化 时 。
关键词 :多路径效应 ;雷达互扰方程 ;反射系数
The Radar Interference Equation Modif ied by Multipath Coefficient
XIA Dong ,LI Jing2hui ,LI Xian2mao
( )Electronics Eng. College , Naval Univ. of Engineering ,Wuhan 430033 ,China Abstract :Radars with same frequency interfere each other when they run at the same time1 The inten2 sity of interference need to be studied in order to estimate what extent radars are affected to1 The radar interference equation which is used usually is not accurate because of not considering multipath effect1 In thispaper , a new radar interference equation modified by multipath is analyzed , and compared with the radar interference equation without multipath1 The simulation shows that multipath effect influence
radars interference greatly , especially to horizontal polarized electromagnetic waves1 Key words :multipath effect ; radar interference equation ; reflection coefficient
/ 接收是在非自由的地球表面上进行的 , 磁波发射1 引言
由于地表 、地形与地物等因素的影响 ,接收到的电 两部工作频率相近或相同的雷达 ,一部雷达
磁波是由直射波和经地表地物反射的多个路径传 发射的电磁波可能会被另一部雷达接收 ,从而干
输来的电磁波的合成波 ,这种现象被称作电磁波 扰其正常工作 。特别是当主波束对准时 ,发射增
的多路径传输效应 。电磁波的多路径传输效应使 益和接收增益都很大 ,而且电磁波只有单程距离
电磁波在传播过程中的空间功率分布发生了变 衰减 ,可能会造成烧毁雷达接收机前端的严重后
化 ,使得雷达互扰方程出现大的偏差 。本文将定 果 。因此需要研究雷达干扰的强度 。目前常用的
量分析多路径效应对干扰功率的影响 ,并给出多 方法是实地测量干扰功率的方法 。但是 ,很多情
路径效应下新的雷达互扰方程 。 况下并不满足实地测量的条件 ,这种情况下一般
根据两部雷达的技术参数利用雷达互扰方程对干
2 雷达互扰方程 扰功率进行预测 ,从而对雷达受干扰的程度做出
判断 。 目前广泛使用的雷达互扰方程为 : 根据电磁波传输理论 ,雷达电子战系统的电
收稿日期 :2007 - 10 - 08 ;修回日期 :2007 - 10 - 31
() 作者简介 :夏栋1983 - ,男 ,海军工程大学作战指挥学在读研究生。
引起的 。干扰信号功率只有频率落在被干扰雷达 () ( ) () ( φθ) PdBm= Pf dBm+ Gf ,,- j t tt t t t
接收机带宽内的那部分下才能进入雷达接收机 。 ( ) ( ) (θ) Lf , d- L f , d , L- L+ r t t rsp pβA 和雷达 B 重叠的工作频宽为 ,雷达 设雷达 AB ( φθ) ( ββ) ()Gf ,,-
,根据雷达 当编队的组成和编队队形确定时 率 。 参数 、雷达之间的相对位置和所处自然环境可以 ( φθ) ( φθ) ) 2Gf ,,和 Gf ,,:天线增益 雷达t t t t r r r r分别求出以上各个变量的值 。将各个变量的值带 天线一般的都给出主瓣的增益值 ,因为
() 入 1式即可求出干扰信号功率的大小 。 多出现两部雷达天线旁瓣对准的情况 ,在雷达间 干扰分析中通常要用到天线旁瓣或副瓣增益 。 3 多路径效应因子 ( ) ) 3Lf , d:电波自由空间衰减 各向同性天r t 下面讨论多路径效应对干扰功率的影响 。在 线间在自由空间的空间衰减由下
雷达的工作频段 ,除直射波以外对合成波影响最 [ 4 ] 式得出: 大的是地表反射路径形成的电磁波 ,其它路径形 ( ) () () ()Lf , ddB= 32 + 20logf MHz+ 20log d km r t 成的电磁波能量很小 ,可以忽略不计 。因此 ,对雷 ()2 达信号的多路径的研究一般只考虑直射波和地表 ) ( ) [ 2 ] 4L f , d , L:传播损耗 ,由大气损耗 L、两 t rsa
,如图 1 所示 。 反射路径形成的电磁波 部雷达的系统损耗 L和 L组成 。一般当两雷达 ts rs
距离不是特别大时大气损耗很小 ,可忽略不计 。
传播损耗可由下式计算
( ) ( ) L f , d , L, L= Lf , d+ L+ L? t mt mra t ts rs
()L+ L3 ts rs
) (θ) 5L:极化损耗 极化损耗是由两部雷达信p p
号极化方式的差异
引起的损耗 。现代雷达信号多采用线极化 ,如果
图 1 电磁波的多路径传输 两部雷达极化方式相同 ,极化损耗 L取 0dB ,如 p
果两部雷达极化方式正交 ,则极化损耗很大 ,一般 设只存在直射波时 ,接收点的场强为 E。直 0 为 25dB 。一般情况下 ,设两部雷达天线极化方向 射波和地表反射合成电磁波在接收点形成的场强
[ 3 ] θ() 之间的夹角为 ,它们之间的极化损耗可按 7p 为 E 。可以得到: 式计算 : | E| =
(θ) θ()L= - 10log| cos| 4 p ppπ2 2 ()6 | E| 0( Δφβ β)1 + | x| + 2| x| cosr + +- r d 部分雷达采用圆极化或椭圆极化 。不同极化 λ ( 式中 : x ———总的反射系数 或称为“广义反射系 方式下的极化损耗如下表 : f r) 数”, x = ρΓ???D ; s 表 1 极化损耗/ dB f d 被干扰设备的极化方式 极化方式 f r ———电场方向图系数幅值在反射和直射 水平 垂直 左旋 右旋 f d干扰信号的 水平 0 25 3 3 路径上的比值 ,由于在垂直面内搜索 极化方式 垂直 25 0 3 3 警戒雷达的波束很宽 ,直射与反射夹
f ( ββ) r ) 6
ρ———反射面粗糙因子 , 对于平整的海面 , 其中各参量的计算前面已经给出 。 s
ρ= 1 ; s
4 仿真计算 Γ ———反射面电磁反射系数 ;
(设编队中不同舰上两部设备的技术参数如 D ———反射面发散因子 考虑凸形地球曲面
造成的射数发散 ,从而减弱功率密度 : 下
) 的因子, 当两部雷达距离较近远小 表 2 装备技术参数
于地球半径时 , D = 1 ; 主要技术参数 设备 A 设备 B Δr ———直射波路径长度与反射波路径长度 天线架设高度 30m 40m
() 之差 m; 发射功率 60 dBm × φ() ———发射系数的相位角 rad; 工作带宽 60 MHz 5 MHz ββ() - ———反射与直射方向的相位差 rad, r d 天线主瓣增益 35 dB 36 dB ββ对于舰载雷达 ,- = 0 。 所以r d 第一副瓣衰减 - 32 dB - 30dB 上式可化为 :
水平波束宽度 0. 5? 2. 5? π 2 2 ΓΓΔφ) ()( | E| = | E| 1 + | | + 2| | cosr + 7 0系统损耗 11178 dB 11178dB λ
ΓΔφ其中 ,,r 和值由下面的方法求出 。 接收机饱和功率 × - 20dBm 由图 1 知 : 接收机灵敏度 × - 95dBm
h 12 2 Δ) (r = r+ r- r = h+ ?d+ 典型目标回波功率 × - 60dBm 1 2 1 h+ h 1 2
h 22 为了简化计算 ,假设设备 A 的天线第一副瓣 ) ()?d- r 8 (+ 2 2 h+ h h 21 (对准设备 B 天线的第一副瓣 在实际电磁互扰中 水平极化波复反射系数为 : ) 21/ 2也绝大多是旁瓣对准的情况,即 G t= 35 - 32 = θεθ) (sin- - cos Γ=()9 HH 21/ 23dB , G= 36 - 30 = 6dB。并且两装备极化方式相 r θ(εθ) sin+ - cos
同 ,即 L= 0dB 。 p 垂直极化波复反射系数为 : β设两设备工作带宽重叠工作频宽为 = 21/ 2AB εθ(εθ) sin- - cos Γ =()VV 10 21/ 25MHz 。带宽匹配损耗为 : εθ(εθ) sin+ - cos β εε εσλA———复 介电常数 ,= - j60。对 于海 r 60 (β) = 10log = 10 < log="" ()="10." 79db="" 13="" β5="" εσ="" ωab="" 水="" ,="81" ,="4/" m。所以海水的复介电常数="" r="">
传播损耗可近似用下面的式子计算 : ελθ为 := 81 - j?240;———入射角 。 设多路径效应引
()L = L+ L= 11. 78 + 11. 78 = 23. 56dB 14 起干扰功率变化 ,即多路径 mt mr
() 将上面计算的各值代入式 11就可以得到干 () 效应因子为 FdB,则 : M
| E| 扰功率的大小 。经过仿真 ,不同频率和极化方式 2 F = 20lg = 10lg[ 1 + | Γ| + M | E| 0下干扰功率如下变化 。 π 2 ΓΔ φ) ()由图 2 和图 3 可以看出 : (2| | cosr + ] 11 λ () 1对于水平极化波 ,多路径传输效应对干 () () 所以 ,由式 1和式 11多路径效应因子修正
扰功率的影响很大 ,干扰功率的极大值比不存在 下的雷达互扰方程为 :
多路径传输时增加了约 8dB ,极小值减小了 30, () ( ) () ( φθ) PdBm= Pf dBm+ Gf ,,- j t tt t t t
40dB ; ( ) (θ) ) ( Lf , d- L f , d , L- L+ r t t rsp p() 2对于垂直极化波 ,多路径传输效应的影 ( φθ) ( ββ) Gf ,,-
10dB ; ()12
() 3频率相同时 ,两雷达之间的距离发生变 化时 ,水平和垂直极化波同时取得极大值和极小 值 。
3 不同频率下垂直极化波干扰 图
功率随距离的变化 图 2 不同频率对于水平极化波干扰
()下转第 58 页 功率随距离的变化
李其勤 ,方 剑 ,朱 萸 电子信息对抗技术?第 23 卷 58 一种基于软件无线电思路的半实物雷达仿真技2008 年 5 月第 3 期
术
用数字信号处理板研究开发出的半实物雷达仿真
系统平台 ,采用这种设计思路可以将设计人员从
复杂的硬件设计中解脱出来 ,全身心地投入到软
件设计和算法研究中 。文中介绍的软件框架具有
很好的通用性 、模块化 、移植性 、集成性 、扩充性和
可操作性等特点 ,用户在确定好所仿真的雷达参
数后 ,可以在比较短的时间内轻松搭建雷达模型 ,
然后在该系统上进行仿真运行 ,检验所设计的雷
达性能 ,并能够方便地调节设计参数 。设计中充
分体现了软件无线电的设计优点 ,相信这个仿真
平台对于电子战设计师研究探索新的干扰样式具 有重要的作用 。
参考文献 :
[1 ] 李其勤 ,方剑. 通用雷达仿真系统中的面向对象技 图 6 半实物雷达仿真系统显示终端 () 术 [J ] . 电子信息对抗技术 ,2008 ,23 1:37 - 40.
[ 2 ] 刘峰 ,龙腾 ,曾涛. 一种半实物雷达仿真系统硬件体
(系结构设计和应用 [J ] . 系统仿真学报 ,2006 ,18 增
) 刊 2:643 - 6451
[ 3 ] 李宗华 ,周一宇 ,吴京 ,黄洪旭. 面向对象的电子对抗
() 仿真建模技术研究[J ] . 电子对抗技术 ,2003 ,18 3:3
- 11.
[4 ] 李小波 , 张剑云 , 等. 通用半实物仿真雷达的研制
() [J ] . 电子对抗技术 ,2001 ,16 6: 36 - 45.
[ 5 ] 段世忠 ,周荫清 ,潘明海 ,李德纯. 软件无线电技术在
先进雷达导引头中的应用 [J ] . 系统工程与电子技
图 7 半实物雷达仿真系统软件组成 () 术 ,2001 ,23 5:89 - 921
[6 ] 潘胜. 软件无线电技术在雷达设计中的应用[J ] . 现 通过对 VisualDSP + + 编译器的操作可以完 () 代电子技术 ,2005 , 4:70 - 71. 成 DSP 加载程序编译 、创建 ,而后采用雷达终端 [7 ] 束永江. 软件无线电在现代雷达中的应用[J ] . 火控 显示软件加载执行程序 。 () 雷达技术 ,2003 ,32 6:6 - 11. [ 8 ] 刘伟 ,李海 ,曾涛. 面向对象通用雷达信号处理程序
4 结论 框架的设计与实现 [J ] . 北京大学理工学报 , 2004 ,
() 8:731 - 734. 本文介绍基于软件无线电设计理念 ,采用商
()上接第 34 页
参考文献 : 5 结论 [1 ] 侯民胜. 雷达之间的干扰及概率计算[J ] . 雷达与对 分析仿真得到的结果 ,我们可以得到下面的 () 抗 ,2006 , 2:16 - 18 ,36.
结论 :当雷达发射信号为水平极化波时 ,多路径传 [ 2 ] 王国玉 ,汪连栋 ,等. 雷达电子战系统数学仿真与评
估[M]. 北京 :国防工业出版社 ,2004. 输效应对干扰功率影响很大 ,最大可达 40dB ; 但
[3 ] 周朝栋 ,王元坤 ,等. 天线与电波[ M]. 西安 :西安电 发射信号为垂直极化波时 ,多路径效应影响较小 ,
子科技大学出版社 ,2001. 不会超过 10dB 。所以 ,当发射信号为水平极化波 [4 ] 丁鹭飞 ,耿富录. 雷达原理[ M]. 西安 :西安电子科技 时 ,如果可以考虑通过调整两部雷达的位置减少 大学出版社 ,2002. 干扰时 ,可以调整雷达之间的距离使干扰功率处 [ 5 ] 王庆斌 ,刘萍 ,等. 电磁干扰与电磁兼容技术[ M]. 北 在极小值 ,可以有效减少雷达间的互扰 。 京 :机械工业出版社 ,2004.
范文五:[doc] 海面多路径效应对舰载雷达探测低空目标的影响
海面多路径效应对舰载雷达探测低空目标
的影响
总第175期
2009年第1期
舰船电子工程
ShipElectronicEngineering
Vo1.29NO.1
104
海面多路径效应对舰载雷达探测
低空目标的影响
崔嵩李岩郑昌
(海军航空工程学院研究生管理大队四队烟台264001)
摘要舰载雷达可用于探测和跟踪海面和空中目标,为舰艇武器系统提供目标数据,引导武器系统攻击目标.本文
分析了海面多路径效应对舰载雷达探测低空目标的影响,建立了模型,并进行了实例计算.
关键词多路径效应;舰载雷达;低空目标
中图分类号TN95
SeaSurfaceMulti-channelFootpathEffectDealwiththeInfluence
ofLow-altitudeTargettotheShipboardRadar
CuiSongLiYanZhengChang
(TheForthTeamofthePostgraduateManagementGroupofNavalAeronauticalEngineeringInstitute,Yantai264001)
AbstractTheshipboardradarisusedinsurveyingandfollowingthetarket’Stracksofseasurfaceandsky,andpro—
videsthedigitaltargetinformationfortheweaponsystemofthenavalships,leadtheweaponsystemattackthetargeten—
gagement.Thistextanalysestheeffectofmulti—channelfootpathinseasurfa
cetodealwiththeinfluenceoftheshipboardra—
darsurveyedthelow-altitudetarget,buildthemodel,andcountsthelivingexample.
Keywordstheeffectofmulti—channelfootpath,theshipboardradar,low-altitudetarget
ClassNumberTN95
1引言的探测和跟踪产生严重的影响.
雷达在探测和跟踪低空目标时,除了低层大气
的不均匀性引起的电波折射效应外,海面产生的镜
反射或漫散射还会引起多路径效应.雷达波速照
射到海面后,会产生相互干涉的直射波和反射波,
此时的目标回波进入雷达接受机后,会引起跟踪误
差信号在幅值和相位上的变化,造成测量误差.此
误差对距离和方位角的跟踪影响不大,但对仰角跟
踪影响比较明显.当目标低于波束宽度时,多路径
效应表现的尤为突出,甚至将产生仰角跟踪的不稳
定,产生目标回波闪烁和出现周期性摆动,对目标
2符号说明与基本概念
2.1符号说明
H11:目标高度;HA:天线高度;R:目标斜距;
RD:”丢点”距离;:擦地脚;0:目标仰角;:波程差
引入的相位差;:反射系数引起的相位差;:反射
波与直射波相位差;?R:直射波与反射波的波程
差.
2.2基本概念
1)多路径效应:当雷达跟踪低空目标时,雷达
发射的电磁波在传播过程中,由于海面反射,散射
*
收稿日期:2008年7月13Et,修回日期:2008年1O月17日
作者简介:崔嵩,男,硕士研究生,助理工程师.
106崔嵩等:海面多路径效应对舰载雷达探测低空目标的影响总第
175期
射引起的相位误差随擦地脚的增大增而增大,且增
大的幅度相对较大,所以其反射系数引起的相位差
必须通过式(5)进行计算.根据式(9)计算得出
该雷达因海面多路径效应引起的”丢点”距离,如图
4所示.
一tg’.(詈)
×南
_::::造一一一一?D5lO152
目标高度200m
图4y型雷达多路径引起的波动点
5结语
由结果可以看出,理论上海面多路径效应随着
目标高度的减小而越来越明显,可能出现的”丢点”
越来越密集,对目标的探测跟踪影响越来越大.同
时,随着目标距离的减小,出现丢点现象的频度越
高.但实测数据显示,并不是在每一个理论”丢点”
距离上均会出现”丢点”现象,特别是目标距离小于
4以后,并未出现”丢点”现象.这可能是因为目标
距离比较近,目标二次回波功率比较大,多路径效
应对雷达跟踪目标的影响并不明显所致.
参考文献
[1]黄槐,齐润东,文树梁.制导雷达技术[M].北京:电子工
业出版社,2006:34
[2]吴海,刘艳萍.一种解决多路径效应影响的方法[J].现
代雷达,2007,29(5)
[3]武明德.舰载雷达声纳及战斗使用[M].大连:大连舰
艇学院,1997:79
[4]孟恒,姚景顺.舰载雷达[M].大连:大连舰艇学院,2000
[5]孙国平.雷达低角跟踪[J].舰船电子对抗,2007,30(3)
环乖乖希秘J,币易希乖.J,不绵不不不社’{!旆;尔
(上接第100页)
表2方位标,雷达,系缆柱相对位置
关系对方位精度的影响
序号口7(.)?a2(.)序号a7(.)?a2(.)
10.55.74212.875
321.45430.98
560.5269O.38
7120.328150.28
9300.231O450.22
11600.21l2750.21
139O0.21141050.21
151200.21l61350.22
1715O0.23181650.28
191680.32201710.38
211740.52221770.98
231781.45241792.875
25179.55.74
同理也可以对俯仰角真值精度进行估算:
岛一sin_.(5/d6)
一
1)藏d5)2
取d5=lO000m,d6—10000.O05m,?5一Ad6
—
3.54m
所以:?一0.25,?=0.50.
可见,在通常情况下,由模型引起的距离,方位
角,俯仰角真值误差为3.54m,0.21.,0.50.,是可
以接受的.通过分析a.和a取值的变化对误差真
值的影响,我们可知当a在(6.,174.)变化时,模型
误差较小,精度较高.
6结语
综上所述,本文介绍的是一种在保证标校精度
的前提下,利用码头上已知坐标的基准点对舰载雷
达进行标校的快速,高效的标校方法.标校时,只
需测出雷达和已知坐标系缆柱的相对位置,就可计
算出雷达的真值数据.这种方法可以方便地应用
到条件有限的军港,码头的雷达标校工作中.
参考文献
[1]熊介.椭球大地测量学[M].解放军出版社,1988
[2]Merr.illI.Skolnik.王军等译.雷达手册rM].电子工
业出版社,2003
[3]西北电讯工程学院《雷达系统》编写组.雷达系统[M].
国防工,出版社,1980
转载请注明出处范文大全网 » 舰载雷达多路径效应仿真研究