旁瓣消隱技術(shù)在雷達(dá)中的應(yīng)用

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1、旁瓣消隱技術(shù)在雷達(dá)中應(yīng)用1引言電子對(duì)抗在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用日趨重要，沒有雷達(dá)抗干擾技術(shù)的雷達(dá)完全失去其發(fā)現(xiàn)測定敵人目標(biāo)的功能。從降低天線旁瓣干擾方面考慮，雷達(dá)抗干擾技術(shù)主要包括旁瓣對(duì)消技術(shù)和旁瓣消隱技術(shù)，旁瓣對(duì)消器在有一個(gè)輔助天線的情況下抑制一個(gè)干擾源的效果非常好，但是不能抑制虛目標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾。因此,需要用另外一種電子反干擾(ECCM)技術(shù)對(duì)抗不同的干擾，也就是雷達(dá)旁瓣消隱技術(shù)。2雷達(dá)旁瓣消隱的實(shí)現(xiàn)2.1雷達(dá)旁瓣消隱實(shí)現(xiàn)的目的設(shè)計(jì)超低旁瓣天線是為了使雷達(dá)在旁瓣方向上被探測的概率為最小。采用超低旁瓣天線的雷達(dá)可實(shí)行空間選擇，將干擾限制在主瓣區(qū)間;在其他角度范圍內(nèi)，雷達(dá)可正常工作，并可測定干擾機(jī)的

2、角度信息，進(jìn)而利用多站交叉定位技術(shù)來測出干擾機(jī)的距離數(shù)據(jù)。2.2雷達(dá)旁瓣消隱實(shí)現(xiàn)原理旁瓣消隱也是一種對(duì)付旁瓣干擾的技術(shù)。它使用一部增益小于主天線主瓣增益而大于主天線旁瓣增益的輔助天線(圖1)。雷達(dá)旁瓣消隱(SLB)采用主通道和副通道兩通道系統(tǒng)，與副瓣對(duì)消技術(shù)相類似，只是信號(hào)處理的方式不同。旁瓣消隱技術(shù)的工作原理是每個(gè)通道由收發(fā)天線、接收機(jī)、檢波器和比較器組成，兩路主、輔通道回波信號(hào)相減的原理進(jìn)行幅度比較，然后再選通的原理來消除干擾的，以確定是否消隱主通道信號(hào)。主通道天線掃描雷達(dá)的天線連續(xù)掃描360度的方位角，通常有一個(gè)高增益的主瓣和許多增益遞減的旁瓣。目標(biāo)回波信號(hào)由主通道主瓣進(jìn)入，一般主瓣最

3、大增益比第一旁瓣最大增益大十幾分貝到幾十分貝，這主要是為了減少副瓣檢測到目標(biāo)的可能性，同時(shí)也減少通過副瓣到達(dá)的干擾信號(hào)。副天線通常采用弱方向性的全向天線，其增益大于主天線旁瓣的增益，但小于主天線主瓣的增益。如果不考慮噪聲和波程差，主天線副瓣進(jìn)入的干擾信號(hào)可以完全屏蔽掉，但由于存在噪聲和主副天線的波程差，干擾信號(hào)往往不能完全屏蔽掉，但已經(jīng)在很大程度上降低虛警概率。如圖1所示，A天線主瓣中信號(hào)增益比在B天線中的增益大。對(duì)于主天線旁瓣中任一處信號(hào)，B天線的增益比A天線的大。圖1圖2圖2中，A、B天線均與自己的接收機(jī)連接，主、輔通道接收到的回波信號(hào)同時(shí)送給比較器，在接收機(jī)的輸出端比較兩路信號(hào)的幅度電

4、平。如果A路接收機(jī)中的回波信號(hào)的視頻幅度大于B路接收機(jī)中的信號(hào)幅度，則雷達(dá)會(huì)正確得出如下結(jié)論：信號(hào)進(jìn)入天線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的接收機(jī)，爾后信號(hào)經(jīng)過選通進(jìn)入信號(hào)分析電路：如果A路接收機(jī)中回波信號(hào)視頻幅度小于B路接收機(jī)中回波信號(hào)視頻幅度，則產(chǎn)生一消隱觸發(fā)脈沖加到消隱脈沖產(chǎn)生器，并由消隱脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生一具有適當(dāng)寬度的副瓣消隱脈沖加到選通器，當(dāng)消隱脈沖出現(xiàn)時(shí)，即表示雷達(dá)受到從副瓣進(jìn)入的干擾，這時(shí)選通器被關(guān)閉，則副瓣干擾被消隱掉，否則消隱脈沖不出現(xiàn)，則選通器始終被打開，主信道接收到的回波信號(hào)被送去正常的檢測和顯示。當(dāng)采用這種雷達(dá)抗干擾技術(shù)時(shí)，即當(dāng)雷達(dá)A天線即主天線接收弱小回波信號(hào)的幅度可能小于輔助天線接收到的干

5、擾信號(hào)的幅度時(shí)，則選通器被關(guān)閉，雷達(dá)丟失掉對(duì)小目標(biāo)檢測顯示的機(jī)會(huì)。旁瓣的脈沖信號(hào)的幅度比B路接收機(jī)中信號(hào)幅度小，于是到不了信號(hào)分析電路和雷達(dá)顯示器。在這種情況下，對(duì)主波束目標(biāo)探測的唯一危害是當(dāng)旁瓣產(chǎn)生的一個(gè)脈沖與主波束中一個(gè)真實(shí)目標(biāo)信號(hào)同時(shí)刻到達(dá)雷達(dá)時(shí)，但發(fā)生這種情況的可能性很小。因?yàn)橄鄬?duì)于雷達(dá)來說，主波束目標(biāo)和旁瓣產(chǎn)生源在兩處不同的位置上。3旁瓣消隱工程實(shí)現(xiàn)低副瓣天線和旁瓣消隱技術(shù)是新體制雷達(dá)的一項(xiàng)抗干擾措施，為降低發(fā)射波束的副瓣，在仰角方向上采取了加權(quán)，這樣可以更有效地對(duì)付反輻射導(dǎo)彈；采用了相干多普勒處理和自適應(yīng)數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)，低波束覆蓋用動(dòng)目標(biāo)顯示，下視用多普勒濾波，高波束位置用邊

6、瓣零值消除地雜波。圖3圖3為旁瓣消隱在信號(hào)處理系統(tǒng)中的工程實(shí)現(xiàn)框圖。圖中波束形成插件主要完成30路接收通道的數(shù)字波束形成功能，形成10個(gè)波束覆蓋35度的仰角范圍。由于通道的不一致性，影響波束形成的性能，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致波束無法形成，因而需要進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)的接收校正和發(fā)射校正，這項(xiàng)工作也是在波束形成插件完成。多路接收機(jī)進(jìn)行波束合成之前，首先需要對(duì)各個(gè)通道數(shù)據(jù)的幅度和相位進(jìn)行校準(zhǔn)，這個(gè)校準(zhǔn)的計(jì)算工作由通用DSP器件完成。通用DSP器件在校準(zhǔn)期間將各個(gè)接收機(jī)輸出的幅度和相位記錄下來，經(jīng)過一定計(jì)算后形成各個(gè)接收通道校正需要的系數(shù)。DSP將波束指向和加權(quán)系數(shù)等系數(shù)合成，形成波束形成的系數(shù)，供數(shù)字波束形成實(shí)時(shí)處

7、理采用。輔助通道包括幅相監(jiān)測、旁瓣匿影等處理的通道。通用DSP主要作通道校正處理，對(duì)校正系數(shù)、自適應(yīng)對(duì)消權(quán)系數(shù)求解處理等內(nèi)容。DBF基本處理數(shù)學(xué)模型如式（1）（1）式中，為多路陣元通道回波信號(hào)；為通道校正系數(shù)；為加權(quán)系數(shù)，一般系數(shù)對(duì)稱且為實(shí)數(shù)；為波束指向系數(shù)；為DBF合成以后的各波束數(shù)據(jù)。最后將旁瓣消隱通道和主通道一起進(jìn)行合成后送到后續(xù)脈沖壓縮處理單元。4目標(biāo)顯示雷達(dá)與SLB兼容問題在動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI)雷達(dá)