雷達(dá)無(wú)源-有源干擾電磁環(huán)境概述及工程實(shí)現(xiàn)

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1、雷達(dá)無(wú)源/有源干擾電磁環(huán)境概述及工程實(shí)現(xiàn)第一章緒論1.1研究背景及意義現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，雷達(dá)的作用日益凸出，它如同人的眼睛，能夠發(fā)現(xiàn)外界不同的事物，現(xiàn)代的電磁環(huán)境隨著科學(xué)的發(fā)展越來(lái)越復(fù)雜，奪取了制電磁權(quán)就意味著奪取了制空權(quán)，所以作戰(zhàn)雙方主要的對(duì)抗是在電磁環(huán)境領(lǐng)域展開(kāi)的。雷達(dá)的信息載體是一種電磁波，即通過(guò)發(fā)射無(wú)線電從而發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并進(jìn)一步確定它們?cè)诳臻g所處的具體位置，因此雷達(dá)也稱(chēng)為無(wú)線電定位。隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)的任務(wù)除了目標(biāo)的方位、仰角和距離的檢測(cè)，還包括目標(biāo)速度的確定和對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，以及從目標(biāo)雷

2、達(dá)反射波中獲取更多有關(guān)目標(biāo)的信息[1]。雷達(dá)具有不受各種惡略天氣環(huán)境因素的阻擋，日間夜晚均能探測(cè)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)，可以在任何時(shí)刻都可以工作，并有一定的穿透探測(cè)能力。所以，它不僅在軍事上成為廣受青睞的電子設(shè)備，而且普遍的應(yīng)用于各種科學(xué)研究和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中（如宇宙探測(cè)，自然災(zāi)害預(yù)警等）。首先是在軍事上用途上，在現(xiàn)代武器系統(tǒng)中,雷達(dá)在精確制導(dǎo)和信息獲取領(lǐng)域有著重要的作用，是不可缺少的電子裝備。特別是在作戰(zhàn)地域內(nèi)，雷達(dá)在實(shí)時(shí)、確切、有效地獲取各類(lèi)目標(biāo)信息中所發(fā)揮的作用是不可取代的。影響了雷達(dá)的正常工作,也

3、就相當(dāng)于破壞了整個(gè)武器系統(tǒng)的信息，雷達(dá)就會(huì)變成瞎子、聾子，這對(duì)于作戰(zhàn)雙方在軍事上取得優(yōu)勢(shì)是十分重要的。下面的兩場(chǎng)戰(zhàn)役則更加直接說(shuō)明了這一點(diǎn)[2,3]：第二次世界大戰(zhàn)時(shí)著名的諾曼底登陸戰(zhàn)役中，德軍戰(zhàn)區(qū)多部雷達(dá)的性能、配置、工作頻率都被英美的雷達(dá)偵查到了,隨后英美聯(lián)軍制造了假的作戰(zhàn)方向，并把德軍的雷達(dá)運(yùn)用火力摧毀，德軍的雷達(dá)完全處于癱瘓狀態(tài)，不能向軍方提供有效的敵方信息，戰(zhàn)爭(zhēng)完全處于被動(dòng)狀態(tài)。占盡優(yōu)勢(shì)的英美聯(lián)軍在這次戰(zhàn)役中只損失了6艘艦船，還不到全部參戰(zhàn)艦船的0.3%；在著名的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,伊拉克軍隊(duì)的

4、雷達(dá)就是被憑借高科技力量的美軍不斷的干擾從而通信癱瘓、指揮不能發(fā)揮正常的功能，甚至被當(dāng)作反輻射武器的靶子，這場(chǎng)為期兩個(gè)月的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)，以伊軍損失慘重，美軍依靠先進(jìn)的科技占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位而結(jié)束?，F(xiàn)實(shí)中早已證明了雷達(dá)在現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中的不可替代作用，誰(shuí)擁有先進(jìn)的雷達(dá)設(shè)備就擁有在戰(zhàn)爭(zhēng)中制勝的強(qiáng)大力量[4]。.1.2研究歷史和現(xiàn)狀現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在雷達(dá)識(shí)別干擾和抗干擾領(lǐng)域做了大量非常重要的研究，其主要發(fā)展歷史是：20世紀(jì)早期，研制的雷達(dá)相對(duì)簡(jiǎn)單，發(fā)射的波形也比較單一，針對(duì)的干擾形式也比較簡(jiǎn)單，主要是瞄準(zhǔn)

5、式和阻塞式噪聲干擾，而抗干擾措施主要是脈寬捷變、重復(fù)周期捷變和頻率捷變等，這樣可以有效減輕甚至消去噪聲干擾帶來(lái)的影響。20世紀(jì)70年代，隨著干擾技術(shù)的研究不斷提高，出現(xiàn)了越來(lái)越多的干擾樣式，如提高干擾噪聲功率，多種欺騙式干擾回答式和轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，這些干擾對(duì)雷達(dá)檢測(cè)目標(biāo)形成巨大威脅，針對(duì)這些干擾，雷達(dá)界學(xué)者們研究了多種新型體制雷達(dá)，比較典型的如脈沖多普勒(PulseDoppler,PD)雷達(dá)。PD雷達(dá)采用的是全相參體制方式，擁有較好的相參處理和匹配接收技術(shù)，因此在各類(lèi)混合的雜波背景和人工加入的噪聲環(huán)境

6、下，仍然具有很好的目標(biāo)檢測(cè)、識(shí)別和跟蹤性能[7]。所謂全相參體制雷達(dá)就是雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)、本振電壓、相參振蕩電壓和定時(shí)器的觸發(fā)脈沖均由同一基準(zhǔn)信號(hào)提供，由于運(yùn)動(dòng)的物體反射回來(lái)的雷達(dá)信號(hào)會(huì)在頻域產(chǎn)生多普勒頻移，速度上的差別可以作為區(qū)分運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和固定雜波的理論基礎(chǔ)，即由于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度的不同導(dǎo)致回波信號(hào)在頻域上多普勒頻移的不相等，就可以從回波的頻率維區(qū)分速度不同的目標(biāo)，甚至進(jìn)一步提取不同速度目標(biāo)的回波。在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示(MovingTargetIndication,MTI)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(MovingT

7、argetDetection,MTD)方法上，雷達(dá)就采用了各種濾波器的方法，濾去不運(yùn)動(dòng)的雜波而取出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波，于是在雜波條件下檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的能力被明顯改善，同時(shí)提高了雷達(dá)的抗干擾能力[8]。20世紀(jì)90年代，隨著微型計(jì)算機(jī)、大規(guī)模，超高速集成電路和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也逐漸得到完善，某些性能參數(shù)也達(dá)到了較高水準(zhǔn)，比如已經(jīng)成熟的有源相控陣?yán)走_(dá)、研制成功的毫米波雷達(dá)、SAR雷達(dá)的發(fā)展，這些雷達(dá)采用了諸如旁瓣消隱(SideLobeBlanking,SLB)、旁瓣相消(SideL

8、obeCancellation,SLC)、脈內(nèi)/脈間相干、波束寬度控制等技術(shù)，大大增強(qiáng)了雷達(dá)的抗干擾能力。第二章無(wú)源干擾的檢測(cè)及抑制2.1雷達(dá)目標(biāo)回波和雜波類(lèi)型雷達(dá)信號(hào)處理的主要功能之一是反干擾，并從干擾環(huán)境中提取對(duì)信號(hào)處理有用的信息。雷達(dá)工作時(shí)需要各式各樣的目標(biāo)信號(hào)，但是來(lái)自雷達(dá)的回波信號(hào)中不但含有需要檢測(cè)的有用目標(biāo)回波，還包含其它自然界物體中反射回來(lái)的回波如森林，云霧等，這些就是雜波，由于它們強(qiáng)度會(huì)比目標(biāo)高很多，所以雜波的存在會(huì)對(duì)雷達(dá)的探測(cè)能力產(chǎn)生很大的影響[4]，而抑制雜波的