外辐射源雷达国内外研究概况文献综述

外辐射源雷达国内外研究概况文献综述摘要外辐射源雷达（无源相干雷达，PassiveCoherentLocation，PCL）属于双/多基地雷达，自身不发射电磁波，利用广播、数字电视、移动通信、导航卫星等第三方非合作电磁辐射信号作为照射源，通过接收目标反射回波实现目标探测、定位与跟踪。该体制具备隐蔽性强、抗干扰、抗反辐射导弹、成本低、可反隐身等突出优势，在低空安防、空情监视、国土防御、海洋监测等领域具有重要应用价值。本文梳理外辐射源雷达发展脉络，综述国内外研究现状，剖析核心关键技术、现存技术瓶颈，并对未来发展方向进行总结展望。关键词：外辐射源雷达；无源相干定位；直达波抑制；杂波抑制；非合作照射源；目标检测1引言传统主动雷达依靠自身发射信号探测目标，容易被电子侦察截获，面临电子对抗威胁。外辐射源雷达完全依靠环境中已存在的第三方辐射源，接收机静默工作，天然具备低截获概率特性，成为雷达领域的重要研究方向。可用照射源种类丰富，包括FM调频广播、DAB/DVB‑T数字广播电视、地面DTMB数字电视、GSM/LTE移动通信基站、北斗/GNSS导航卫星、低轨通信卫星等。外辐射源雷达系统一般包含参考通道和回波通道：参考通道接收纯净的照射源直达波作为参考信号；回波通道接收目标散射回波、直达波泄露、地海杂波、多径干扰，将两路信号做互相关处理，得到距离‑多普勒二维谱，完成目标检测，再结合多站几何关系实现目标定位跟踪。但由于照射源是非合作的，发射功率、波形、发射位置不受雷达系统控制，存在直达波干扰强、杂波功率远大于目标回波、参考信号失真、多源信号混杂、定位精度受限等现实难题，制约工程化落地，是当前研究重点。2国外研究概况外辐射源雷达最早可追溯至1935年英国Daventry试验，利用BBC广播信号探测轰炸机；二战时期德国KleinHeidelberg系统利用敌方雷达信号实现远距离目标预警，验证无源双基地探测可行性，但早期设备精度差，未大规模实用化。现代外辐射源雷达研究从20世纪80‑90年代全面起步，欧美国家走在前列。2.1美国美国较早开展PCL体制研究，洛克希德・马丁公司研发\\SilentSentry（静默哨兵）\\系统，基于PCL原理，利用FM广播、电视信号对空中目标进行探测，可实现多站协同定位，是早期代表性试验系统，验证了民用广播信号用于无源探测的可行性。高校方面，华盛顿大学开展基于蜂窝基站的双基地无源雷达研究，围绕信号模糊函数、目标检测算法开展理论仿真研究。近年来美国研究重心转向低轨卫星外辐射源雷达，研究星链等低轨互联网卫星作为照射源的探测潜力，重点分析雷达方程、模糊函数特性、接收系统架构，主要处于理论仿真阶段，尚未形成成熟装备。2.2欧洲欧洲是外辐射源雷达研究最活跃区域，德国、法国、英国、波兰、意大利均有长期持续研究，以数字广播电视DAB、DVB‑T信号为主要照射源，搭建多套试验样机系统。德国FraunhoferFHR研究所：研制DELIA（DAB信号）、PETRA‑II（DVB‑T）、CORA等系列试验系统，覆盖VHF/UHF频段，完成飞机、舰船外场实测试验，深入研究自适应杂波抑制、阵列接收、多基地融合技术，是欧洲该领域标杆机构。法国ONERA与Thales公司：联合研制NECTAR演示系统，基于DVB‑T信号开展空中目标监测试验，推动技术向工程应用转化，研究多照射源联合探测框架。英国伦敦大学UCL：Griffiths团队系统开展外辐射源雷达基础理论，重点研究各类民用信号模糊函数特性，分析距离多普勒分辨率、旁瓣特性，奠定外辐射源雷达信号处理理论基础，同时开展机载外辐射源雷达试验研究。波兰华沙理工大学：提出MIMO‑PCL概念，将MIMO雷达思想引入无源相干定位，研究多接收站协同探测，降低探测盲区；近年开展星链低轨卫星外辐射源雷达接收机架构研究，推进软件无线电实现方案。意大利科研团队：利用DVB‑T信号开展海上船只探测实验，研究近海环境杂波抑制与舰船目标跟踪算法，验证海洋场景下外辐射雷达应用潜力。2.3其他国家南非Inggs团队提出认知无源相干雷达概念，融合多类型照射源，结合频谱感知技术提升复杂电磁环境下探测性能；挪威国防研究所开展以非合作雷达信号作为照射源的无源探测研究；新加坡开展基于GSM移动通信基站外辐射源雷达研究，针对低空目标开展仿真与试验验证。总体来看，国外研究已经完成大量原理验证、样机研制与外场试验，但大多停留在演示验证阶段。受限于非合作照射源固有缺陷，成熟装备并不多，当前研究热点转向低轨卫星互联网信号、多源融合、认知无源雷达方向。3国内研究概况国内对外辐射源雷达的探索始于20世纪70年代末，利用调幅广播开展初步探测试验，受限于当时硬件条件，仅完成原理试验，没有形成可用系统。2000年之后，随着数字信号处理、软件无线电技术发展，国内各大高校与科研院所开展系统性研究，主要机构包括武汉大学、西安电子科技大学、电子科技大学、北京理工大学、国防科技大学、南京电子技术研究所（中电38所）、中国空间技术研究院等。3.1地面广播与数字电视外辐射源雷达武汉大学万显荣团队是国内该领域代表性团队，面向我国DTMB地面数字电视、CMMB移动电视信号，研制UHF波段多通道外辐射源雷达试验系统，针对国内数字电视标准开展参考信号重构、LDPC译码、直达波与杂波抑制、低空“低慢小”无人机探测等研究，完成大量外场试验，实现飞机、无人机目标探测与航迹输出，开展多站协同定位研究。西安电子科技大学团队基于FM调频广播信号，实现240km以上空中目标实时航迹跟踪，开展高频DRM广播超视距无源探测试验，验证高频外辐射源雷达超视距探测能力，为反隐身空情监测提供新方案。3.2移动通信、导航卫星外辐射源雷达国内学者针对GSM、LTE、5G基站信号开展外辐射源雷达研究，分析蜂窝信号模糊函数，开展低空目标探测仿真与试验。在卫星照射源方向，多家单位开展北斗/GNSS外辐射源雷达研究，研究多星协同、微弱目标盲检测、杂波抑制算法；近年来重点开展低轨通信卫星外辐射源雷达研究，分析星链、铱星信号的雷达特性，研究多星源接收、空时杂波抑制、多星相干合成成像技术，目前以理论分析与仿真验证为主，逐步推进试验验证。3.3关键算法与基础理论研究国内大量文献聚焦核心信号处理算法：直达波、多径干扰抑制：扩展ECA、自适应滤波、盲均衡、信号重构等算法，解决参考通道信号提纯问题；杂波抑制：针对非零频运动杂波，改进ECA系列算法、空时自适应处理、稀疏重构算法，抑制强地杂波，提取微弱目标回波；目标检测与跟踪：CFAR检测、多站数据融合、航迹关联算法，解决低信噪比下目标航迹连续性问题；前沿方向：将可重构智能表面RIS、深度学习引入外辐射源雷达，提升弱目标检测性能，探索智能化信号处理路径。国内研究特点：紧跟国际前沿，立足国内DTMB、北斗等本土信号体制，理论算法成果丰富，大量外场试验验证原理，但工程化实用系统仍然较少，复杂环境下“低慢小”目标探测、多源协同、实时处理仍是难点。4关键技术与现存技术挑战4.1核心关键技术参考信号获取与提纯技术：外辐射源为非合作，参考通道易混入多径与干扰，主要手段包括高增益定向天线接收、数字信号重构、盲均衡算法，获取纯净参考信号是后续相关处理的前提。直达波与多径干扰抑制：直达波泄露功率远高于目标回波，可达60‑80dB以上，常用方法有自适应对消、扩展ECA算法、空时二维滤波，是外辐射雷达最核心技术难点。杂波抑制技术：地/海杂波、树木晃动产生的非零频杂波极易淹没微弱目标，空时自适应处理、子空间对消、稀疏表示方法被广泛研究，非均匀杂波场景抑制仍是难题。目标检测、参数估计与多站定位跟踪：距离‑多普勒谱目标检测、波达方向DOA估计，利用多接收站的TDOA/FDOA实现目标定位；非合作照射源条件下，定位精度受照射源分布、几何构型影响较大。多源融合处理技术：同时利用多个不同类型照射源，融合多源探测结果，减少探测盲区，提升探测概率与定位精度。4.2主要技术瓶颈目标回波信噪比极低，强直达波、杂波背景下小目标极易丢失；照射源非合作，发射机位置、功率、波形不受控，信号不稳定，模糊函数存在旁瓣，带来虚假目标；单站定位能力弱，必须依靠多站组网，系统复杂度高；海量数据处理压力大，长积累提升信噪比会带来巨大计算开销，工程实时实现难度大；低空“低慢小”无人机目标RCS小，多普勒与杂波重叠，检测难度高；卫星外辐射源雷达还面临卫星高速运动、多星信号混杂、接收机高灵敏度需求等问题。5发展趋势与展望多源协同组网探测：融合广播、数字电视、5G基站、导航卫星、低轨互联网卫星等多种照射源，构建分布式多站外辐射源雷达网络，弥补单一种类照射源覆盖盲区，提升探测稳定性与定位精度。低轨卫星外辐射源雷达：依托低轨卫星互联网海量信号，实现广域甚至全球范围无源探测，是当前国际前沿热点，但卫星高速运动、多源混杂、杂波抑制等问题有待进一步突破。智能化信号处理：将稀疏重构、深度学习、认知雷达技术引入，实现干扰杂波自适应抑制、虚假目标甄别、微弱目标智能检测，提升复杂电磁环境适应能力。面向低空安防工程化应用：针对无人机“黑飞”管控需求，推进小型化、轻量化外辐射源雷达样机研发，解决城市复杂环境下低空目标探测难题。通探一体化：通信基础设施兼顾通信与雷达照射源，通信‑探测一体化，降低系统建设成本。尽管外辐射源雷达仍存在诸多技术难题，但其独特的无源隐蔽优势，使其在电子对抗、低空安防、反隐身探测领域具备不可替代的价值，未来随着软件无线电、阵列信号处理、人工智能技术进一步发展，外辐射源雷达将逐步走向工程实用。参考文献（示例格式）[1]万显荣。外辐射源雷达技术发展综述[J].雷达学报，2012,1(03):225‑234.

[2]傅鸿伟，简鑫，察豪。基于低轨通信卫星信号的外辐射源雷达技术：综述与展望[J].雷达学报，2024,13(02):241‑258.

[3]GriffithsHD,BakerCJ.Passivecoherentlocationradarsystems.Part1:performanceprediction[J].IEEProceedings‑