低截获概率雷达波形设计与性能分析

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1、硕士论文低截获概率雷达波形设计及性能分析1绪论1．1研究背景雷达是现代军事领域一种必不可少的电子信息装备，它利用高频电磁波对目标进行搜索、探测、跟踪及定位，具有全天时、全天候和远距离探测的优点llJ。自二战以来，雷达在作战中体现出显著的效果，在军事领域的发展也是突飞猛进，从而被誉为现代国防的“千里眼"【2J。然而，在二战大规模使用雷达后不久，就出现了对抗雷达的方法，即产生了包括雷达信号截获在内的电子对抗措施(electrolliccounte咖easure，ECM)。各种复杂的电磁环境以及层出不穷的反雷达措施严重影响了雷达的生存空间。自此，

2、雷达与电子对抗拉开了从问世到现在从未停止过的斗争。现代雷达如何能在当今技术高速发展的ECM中得到生存之地，这成为了雷达界最为关注的热点问题。常规体制雷达面临严重的生存威胁，即雷达的发射波形易被敌方所截获并利用，也就是说采用常规波形并辐射高功率电磁波的雷达信号容易被敌方用简单技术的侦察设备在相距很远的地方所截获，因此雷达就面临两个威胁【3】：第一：被敌方有源干扰设备所干扰，从而失去(或削弱)正常工作的能力；第二：被敌方反辐射导弹(删)所攻击或摧残，从而生存能力降至零。如何使雷达不“暴露’’给敌方而具有“隐蔽”性能呢?低截获概率雷达就在这样的环

3、境下应运而生。具有“隐蔽”特性的低截获概率雷达可以使敌方的侦察接收机难以截获其发射的信号，进而避免(或减弱)雷达遭受敌方的干扰和攻击。低截获概率雷达是一个相对的概念，没有绝对不能被截获的雷达系统。低截获雷达的设计要尽可能降低被敌方截获的可能，并且在满足雷达探测目标的距离、距离分辨力、速度和速度分辨力指标的前提下信号形式应尽量复杂，不易被敌方提取出雷达信号特征。实际上，低截获概率雷达的设计是一个非常困难的问题。雷达与ECM的对抗中，信号从雷达的发射机传播到目标，再从目标发射回雷达接收机，其能量反比于距离的4次方，即雷达面I临的是R4的路径损耗

4、。信号从雷达的发射机到侦察机，其能量反比于距离的2次方，即侦察机面临的是R2的路径损耗。因此，低截获雷达信号的设计应扬长补短，利用敌方并不能确保接收到雷达信号，不知道信号的到达方向和载波频率，也不知道雷达主波束何时指向截获情报接收机的优势来研究各种具有低截获性能雷达信号形式，以有效地对抗电子侦察和干扰。现代计算机技术及仿真技术是研究低截获概率雷达信号及性能的有效工具。根据雷达的作战要求，用计算机仿真与设计雷达信号，提高雷达对目标的探测性能及增强对ECM的对抗性能，这一点对加强国家的国防建设来说具有深远意义。l绪论硕士论文1．2国内外研究动态

5、早在20世纪70年代末，人们对低截获概率雷达的理论探索就开始了。1979年，Rboert．GSie伙er发表的文章《隐身雷达的截获》为低截获概率雷达的研究拉开了序幕。1983年，英国伦敦大学的J．R．Forest发表的《低截获概率雷达技术》一文中首次引入了LPI雷达方程的概念，用定量分析信号LPI性能的低截获概率因子讨论实现LPI的可能性【4】【51。由于根据理论值计算得出的LPI雷达实际作用距离并不是很理想，LPI雷达的研究一度陷入低迷状态。继J．R．Forest之后，有关低截获概率技术／雷达的论文虽然都有其可取之处，但对于低截获概率技术

6、理论及这种技术的可行性而言，基本上没有更进一步。可以说低截获概率技术停留在Forest的低截获概率方程这一概念很长时间。2004年，现代隐身技术开创者DavidLynCh，Jr．根据参与的项目“沉默之蓝”(TaCitB1ue)编写了《射频隐身导论》，详细阐述了雷达、数据链的低可探测性(LO)和低截获概率两大主题，是射频隐身系统设计者重要的标准参考书【6儿71。低截获概率雷达在工程上的研究可以追溯到上世纪80年代初。美国一家公司在1982年研究出LPI雷达历史上第一个工程研制品——边扫描边跟踪寂静雷达(TWSQR)。它具有低旁瓣天线、宽频谱、

7、频率捷变、短目标辐射时间以及低峰值功率等特性。TWSQR可以在复杂的电磁干扰环境下工作，因此具备一定程度的抗A1w性能。但TWSOR雷达并没有显示出在探测距离上的优势，很难达到LPI性能的要求瞵J。这家公司又在1986年末研制了“Emerald”(翡翠)寂静雷达，这部雷达的投入使用证明LPI雷达是可以实现的。在上世纪90年代初，以色列ELl'A电子工业有限公司研制了EL／M一2140雷达，该雷达可有效防止敌方ECM和删的探测与定位。该公司对EL／M雷达的研制目前已经迅速发展到了2208系列。表1．2．1国外雷达发展情况表1．2．1可以看出，

8、由于相位编码和线性调频两种信号形式简单，在工程上易实现和处理，低截获概率雷达大多采用这两种信号形式。雷达利用信号大的时宽带宽积特性，2硕士论文低截获概率雷达波形设计及性能分析降低