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- 发布日期:2024-01-20 07:43 点击次数:196
“雷达杂波”通常表示不需要的回波,包括来自地面及建筑物、海洋、雨雪天气、鸟群昆虫等。虽然这些杂波功率有时会比目标的回波还要强的多,这使得雷达对目标回波的检测产生了很大的检测困难。
通过天线主瓣进入雷达的杂波称为主瓣杂波,否则称为旁瓣杂波。杂波常常是随机的,具有类似热噪声的特性。由于杂波强度往往要比接收机内部噪声大,雷达在强杂波背景下检测目标的能力主要取决于信号杂波比(信杂比SCR)。
杂波通常在一定的空间范围内分布,其物理尺寸比雷达分辨单元要大的多,常分为两大类:面杂波和体杂波。当然,也有“点”或离散的杂波,例如电视塔、建筑物等特殊结构。
说到“杂波”,你可能想到的就是如何去抑制它,去减少它在雷达回波中的分量,在很多情况是这样的。但自然环境中的雷达回波并非都是不希望的,我们也可以加以利用。
云雨杂波
例如,气象雷达和合成孔径雷达等。云雨的反射对飞机雷达来说是不希望的,但确是气象雷达所利用的,可以用来测量降雨率,提升天气预报的准确性。
地面上的后向散射杂波或许会干扰很多地面雷达和机载雷达,但是合成孔径雷达喜欢,通过对不同地物回波的分析,可以掌握大量的信息。因此,同一种自然环境的回波在一种应用中是不需要的杂波,而在另一种应用中可能就是提取的关键信号。
杂波RCS
杂波与雷达目标的回波相似,杂波功率也可以用杂波散射截面积(RCS)来描述,杂波的平均RCS为:
杂波散射系数无量纲,它与雷达系统参数有关,Holtek(合泰)群盛半导体IC芯片 例如雷达波长、极化特性,照射区域和照射方向等;地杂波还与地表面的参数有关,例如地面形状、粗糙度、覆盖层的复介电常数等;海杂波与风速、风向和海面蒸发等参数有关。
工作在海洋环境中的雷达,不可避免的要接收到海面的后向散射信号。对于遥感系统来说,接收和处理雷达后向散射信号是主要任务,从而获得海浪、海冰等数据进行海洋研究。
海杂波
但对于很多其他雷达系统来说,海洋表面的后向散射信号则是“噩梦”,被称为“海杂波”,要想尽办法“对付它”。例如工作在海上的机载雷达,航行在海上的船用雷达,它们都不想要海杂波,会影响它们对小目标的检测,从而以为“漏掉”海面飞行的巡航导弹而被击毁。 在我们的直观感受中,觉得海杂波会和海表面的特性息息相关,比如海浪和风速。很多问题突然浮现,“小浪”还是“巨浪”对海杂波影响大吗,如何表现出来?海浪的大小又是如何来评估的呢,仅仅用浪高就够了吗?对于雷达接收到的海杂波又要用什么样的模型来描述合适呢?用哪些特征量来描述呢? 海杂波的反射系数是非常复杂的,影响的因素很多,除了和雷达参数有关,显然还和海况息息相关,经验模型经常将反射系数表示成海况的函数,在不同条件和不同模型的情况下,反射系数的值不同。 关于海杂波的更多详细内容可查看Keith Ward的《Sea Clutter:Scatter ,the K Distribution and Radar Performance》,全文共585页。需要PDF版的可以发送关键词“240118”查看。
审核编辑:黄飞
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