雷达侦察作用距离与截获概率.ppt

1、第五章雷达侦察距离和拦截概率，5.1侦察系统的灵敏度5.2侦察作用距离5.3侦察拦截概率和拦截时间，5.1侦察系统的灵敏度，雷达侦察系统的灵敏度Prmin是指侦察接收器在满足接收信号能量正常检测的条件下，侦察接收器输入端的最小输入信号功率。由于检测到的雷达信号大部分是脉冲信号，因此用于雷达侦察系统的灵敏度定义主要是切线信号灵敏度PTSS和工作灵敏度POPS。5.1.1切线信号灵敏度PTSS和操作灵敏度POPS的切线信号灵敏度PTSS定义图51所示。在输入脉冲功率均衡时，接收机输出脉冲和噪声重叠后，信号的底部和基线噪声(如果接收机内只有噪声)的顶部位于直线(切线)上，则输入脉冲信号功率称为切线信

2、号灵敏度PTSS。不难证明。输入信号切向电平时，接收机输出端视频信号和噪声的功率比约为8dB。图51切线信号灵敏度的示意图，操作灵敏度POPS被定义为：接收器输入。由于脉冲信号的作用，如果视频输出信号和噪音的功率比为14dB，则输入脉冲信号功率为接收器操作灵敏度POPS。已知切向信号灵敏度如果PTSS的输出信噪比为8dB，则操作灵敏度POPS的分析可以在PTSS中转换。5.1.2切线信号灵敏度PTSS的分析计算侦察接收机和雷达接收机两种茄子有明显的区别。首先，雷达接收器的检查前过滤器，检查后过滤器是与接收信号完全一致的状态。对于侦察接收器，检测到的都是未知信号，所以检波前和检波后的过滤器都处于

3、与接收雷达信号严重不一致的状态。检波前滤波带宽fR和检波后的试播带宽fV的比率很不一样(雷达接收器的fR/fV2)。第二，在接收机的系统中，雷达几乎都使用超差接收机，在检波前有很高的增益，可以忽略检波器和试听室的噪声特性对输出噪声的影响。侦察接收机可以采取超外差接收机、晶体视频接收机等多种形式，有时在检波前没有高增益，检波器和时局的噪声特性对输出噪音有一定的影响。因此，必须推迟侦察接收器的切线信号灵敏度。以下仅以晶体视频接收器为例进行定量分析，然后将结果扩大到其他接收器。郑秀晶视频接收器的典型框图如图52所示。在图中，GR、FR和fR分别表示检波前射频放大器的增益、噪声系数和带宽，GV、FV和

4、fV分别表示检波后忽视的增益、噪声系数和带宽。为了简单起见，假定输入信号功率谱为函数，输入噪声功率谱和放大器的振幅频率特性为矩形，如图53所示，G=1，检波器在平方律领域工作，在肖特基二极管的检波质量系数表达式中，为检波器的开路电压灵敏度工作。RV是检波器的视频输出电阻。(51)，图52晶体视频接收器的典型块图表，M和FV确定的常数A:(52)，表达式中的K是玻尔兹曼常数(1.3810-23J/K)。T0是环境温度，通常为290K。当信号和噪声同时作用于平方律检波器时，输出包括具有噪声的自比特分量、信号的自差分比特分量，以及信号和噪声的互差比特分量。其中，信号的自差位分量用作接收机输出的视频信

5、号，另外两部分是接收机输出的噪声。图53输入信号、噪声功率频谱和放大器的振幅频率特性(A)输入信号功率频谱(b)输入噪声功率频谱；(C)放大器的振幅频率特性，检测输出的噪声功率频谱F(f)以下面的格式为：(53)，表达式中W0，PS0分别是检波器输入噪声的频谱密度和输入信号的功率(见图5 4)。牙齿谱在f=fR/2中不连续，因此分析中单独讨论了fVfR2fV和fR2fV的情况。，图54检测输出的噪声功率频谱，1.fVfR2fV fV位于fR/2和fR之间，通过无线频率信号和噪声徐璐的所有其他视频噪声和无线频率噪声本身的差异，可以看到将要拍摄的视频噪声的一部分。输出视频噪声功率PV为，(54)，

6、如果信号不起作用，则默认视频噪声功率为，(55微波检波器和示房生成的白噪声功率PV为PV=(FV tVD-1)对于KT0fV肖特基二极管，则为相对噪声温度tVD1，替代式3360 PV=KT0在平方律检测条件下，如果接收器输入部的信号功率是切线信号灵敏度，则(515)、(58)、(59)、(513)各种赋值、(516)、a是噪声作用分量。检测前噪声频谱W0=KT0FRGR噪声作用大于信号和噪声交互(ab)时的替代(516)表达式；模板清理；可用KC=2.5，fR，fV以MHz为单位；fR为dB 3。检波前增益部落检波前增益部落，大，切线信号灵敏度约为：(520)，(521)，4。检波前增益非常

7、高，检波前增益非常高，(520)、(521)、(4 5.1.3操作灵敏度的转换切线信号灵敏度的输出信号对噪声比约为8dB，操作灵敏度POPS的输出信号对噪声比约为14dB，因此POPS在PTSS中直接3360 PTSS 3dB平方检波pts原则上，雷达侦察是单向工作，雷达是双向工作(一次雷达)，在作用距离上雷达侦察占优势。但是在信号处理中，雷达可以使用更多的先验知识，信号处理优势明显。因此，一般来说，在实际工作中保持侦察作用距离大于雷达作用距离是可能的，但有时也不是容易的。5.2.1简化侦察方程所谓简化侦察方程是指在不考虑传输损失、大气衰减、地面或海面反射等因素影响的情况下导出的侦察作用距离方

8、程。侦察机和雷达的空间位置如图55所示，雷达的发射功率为Pt，天线的增益为Gt，雷达和侦察机之间的距离为R，雷达和侦察天线都徐璐指向最大增益方向时，侦察接收天线接收的雷达信号功率为(525)，式中侦察天线有效面积Ar和天线增益Gr，波长的关系如下：如果侦察接收机的灵敏度为Prmin，则侦察距离Rr，(527)，图55侦察机和雷达的空间位置，5.2.2修正侦察方程修正侦察方程是指考虑馈线和设备损失条件的侦察方程。主要损失包括： (1)从雷达发射器到雷达发射天线的馈线损失L13.5dB。(2)雷达发射天线波束非矩形损耗L21.62dB (3)侦察天线波束非矩形损耗L31.62dB(4)侦察天线增益

9、由于宽带内的变化而造成的损失L423dB (5)侦察天线和雷达信号极化损失L53dB(6)从侦察天线到接收器输入端的馈线损失L63dB。，总损失或损失，所以侦察方程是(528)，5.2.3侦察的直视距离微波频率以上，无线电波几乎以直线传播，地球表面的弯曲对无线电波起屏蔽作用，因此侦察机和雷达之间的直视距离如图56所示。假设雷达天线和侦察天线高度分别为Ha，Hr，R牙齿地球的半径，其间的直视距离为(529)，考虑到大气引起的电波折射，直视距离扩大，如图57所示。将相等的地球半径设为8490km，采用赋值(529)的形式。Ha，Hr是m单位。图56地球曲率对直视距离的影响，图57波折射对正视距离的

10、影响，对雷达信号的侦察必须同时满足能量和正视距离的条件，所以实际侦察作用距离Rr是两个人的最小值3360，(531)，5.2.4侦察作用距离Rr牙齿雷达作用距离Ra的好处，假设搭载侦察机的作战平台也是雷达探测。侦察机为了掩盖工作，必须在雷达作用距离外完成侦察任务。为了便于比较，双方都采用了简化方程。1.侦察作用距离Rr对雷达作用距离Ra，餐中目标的雷达截面面积；Pamin是雷达接收器的灵敏度。目标高度比Ht(侦察天线安装在携带台平台上的位置不同，因此可以制造HtHr)，双方的直视距离分别为：双方的实际作用距离分别表示Rr=minRr，RSr，Ra=minRa，RSa侦察作用于雷达的距离优势大于

11、希望的5.2.5雷达旁瓣信号侦察一般雷达天线主有时为了满足战术要求，为了检测雷达天线旁瓣信号，需要提高侦察系统的灵敏度。旁瓣电平是雷达天线的重要指标，许多主动罩干扰和辐射导弹使用雷达天线侧瓣工作。为了防止干扰、防止杂波、攻击放射性导弹，现代雷达要求天线的侧板平面尽可能低或最大侧板低于-50dB。如图58所示，天线侧面板平坦具有两种茄子表示：最大侧面板平坦Gsmax(dB)和平均侧面板平坦Gsave(dBi)。这分别是Gs max(DB)=Gs(DB)-GT(DB)g save(DBI)=10LG，旁瓣总功率，总辐射功率，(DBI)，(533 Gsave)，5.3侦察拦截概率和拦截时间，雷达侦察

12、系统为了实现雷达辐射源调查，必须经历射频信号接收、检测(侦察系统的前端拦截)和信号分类、辐射源检测、参数测量和识别(称为侦察机)的全过程。信号处理后输出结果(系统拦截输出结果)前端拦截是系统拦截的前提和保证，主要由侦察系统的硬件电路完成，信号处理主要由侦察系统的软件程序完成。牙齿部分首先介绍了侦察系统前端的拦截概率和拦截时间。5.3.1前端的阻塞概率和阻塞时间除了能量条件外，雷达侦察系统的前端在时间区域、空间、频域等多维信号空间中是选择性的动态子空间。牙齿动态子空间也称为多维信号空间中的搜索窗口。检测到的雷达辐射源信号是多维信号空间的动态点，只有在某个时间点牙齿动态点落在搜索窗口上时，才会发生

13、前端的拦截事件。因此，一般来说，除了满足信号的能量条件外，阻塞事件还包括以下具体含义：(1)空域阻塞。通常，侦察天线的反作用力波束宽度指向雷达，雷达发射天线的反作用力波束宽度指向侦察接收器。全方位侦察天线只需要雷达发射天线的反作用力波束宽度指向侦察接收器。在进行旁瓣侦察时，侦察天线的反作用力波束宽度只需指向雷达，雷达天线的主瓣或侧瓣只需指向侦察接收器。(2)频域拦截：意味着雷达的发射脉冲负载在侦察机瞬时测频带宽内下降，其脉冲宽度符合侦察机的测频条件。(3)其他条件：指雷达发射信号的其他参数可以由侦察机正常检测和测量。图59多搜索窗口的匹配示意图、前向阻塞概率和阻塞时间是多维空间的几何概率问题，

14、可使用窗口函数模型进行说明，如图59所示。首先，将每个阻塞条件I转换为标准窗口函数(Ti，I)。其中，Ti假定阻塞条件I的平均搜索周期(例如，天线的平均扫描周期、测量频率的平均搜索周期、脉冲平均重复周期等)，I是阻塞条件I的平均窗口宽度(例如，天线的平均调查时间、测量频率的平均频带内常驻时间)N牙齿多维信号空间的搜索窗口数，每个窗口函数独立且随机工作，前端的阻塞事件在任何时间点前端阻塞事件的统计概率可以分析如下：1 .平均匹配宽度，(535)，2。任何时间点的匹配概率P0，(4 .前端阻塞概率Pk(T)可以使用泊松流描述，因为每个阻塞事件都满足独立性和非滞后效应。根据牙齿流的性质，在T小时内匹配K次的事件在3360 (1)牙齿开始时匹配一次，在后期时间再次发生(2)开始时没有出现匹配，在后期时间发生了K次匹配。牙齿事件的概率是，(538)。其中单位时间内匹配的平均值，平均匹配周期是倒数。换句话说，替代式3360，(539)。前端的阻塞概率Pk(T)为：一些侦察系统具有同时多信号的检测和测量功能，可以同时准确地测量和区分在匹配窗口内发生的多个信号，由于信号重叠导致的损失概率Pmiss=0。也有对同时多信号的检测、没有测量