宽带相控阵雷达系统分析

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1、万方数据第30卷第3期2008年3月现代雷达ModemRadarV01．30No．3March2008宽带相控阵雷达系统分析王德纯(南京电子技术研究所，南京210013)【摘要】基于雷达信号及其系统流程和对宽带、窄带的划分建议，首先归纳了传统窄带雷达系统的基本特征；然后从理论上详细分析了宽带相控阵雷达系统在天线辐射、目标反射、信号处理等方面不同于经典雷达理论的特征；最后，分析探讨了宽带相控阵雷达不同的信号处理方法及其探测性能。【关键词】宽带相控阵雷达；窄带雷达；系统分析；探测性能中图分类号：TN958．92文献标识码：ASystemA

2、nalysisofWidebandPhasedArrayRadarWANGDe．chun(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology-Nanjing210013IChina)·【Abstract】Basedonradarsignalanditssystemflowchart-andthedefinitionofnarrow·bandandwideband-thebasiccharacteristicoftraditionalnarrow—bandradarsystemisfirstl

3、ysummarised．Thecharacteristicofantennaradiating。targetreflec-ring。receivingandprocessinginwidebandphasedarrayradarsystemarethenanalyzedintheory．Andfinallythedetectionper-formanceofwidebandphasedarrayradarwitlIthedifferentsigmaprocessingmethodisdiscussedinthispaper．【Keyw

4、ords】widebandphasedarray；nalTOW·bandradar；systemanalysis；detectionperformance0引言近年来，新一代空基、天基监视侦察任务以及地基、海基空间监视侦察和弹道导弹防御任务以及各类先进武器系统的试验评估任务，对雷达系统提出了越来越苛刻的要求。这些要求包括：远程、高数据率、多目标的探测；更准确的目标跟踪和更多目标参数的精密测量；更高的角度、距离和多普勒分辨及精细目标成像；更好的目标特征感知和识别以及灵活多变的工作模式和抗杂波、抗干扰能力。同时满足上述多种任务需求的雷达系

5、统应具备：远距离、小目标(低RCS)探测能力；快速波束扫描和波束形成能力；多目标和密集目标的检测和跟踪能力；高精度目标特性测量能力；高分辨目标成像能力以及非合作目标的分类识别能力等。这些功能正是宽带相控阵雷达的基本特征。与机扫雷达相比，相控阵雷达大大提高了对多目标、密集目标、快速目标、远距离目标的探测能力和灵活性；与窄带雷达相比，宽带雷达则将雷达对目标的探测和测量由“宏观”扩展到“微观”⋯。宽带雷达技术与相控阵雷达技术结合提供了任何单一技术体制所不能提供的优越功能。同时，在系统上的这种结合也必然会带来若干新的问题，例如，天线辐射特性、

6、大气及电离层的传播特·收稿日期：2008-01-25性、目标的反射特性和雷达接收特性以及信号处理特性等都将大大区别于常规的窄带相控阵雷达。因而在分析和设计宽带相控阵雷达系统时，必须充分考虑这些新的特点。本文在归纳了窄带相控阵雷达系统基本特征的基础上，从理论上详细分析了宽带相控阵雷达系统与窄带相控阵系统的若干不同特征，然后给出了宽带相控阵雷达系统探测性能的分析。1窄带雷达系统分析1．1信号和系统带宽带宽(频带宽度)一般是指一个信号所占有的频率范围或一个系统所能响应的频率范围，通常用符号曰表示。如果一个大体上以频率五为中心的雷达实信号，其

7、时间函数表示为s(t)，例如．s(￡)=口(t)cos(2叮rfot+口(t)](1)’式中：口(t)为信号包络；0(t)为信号相位调制；相对于c∞(2砥t)，口(t)、口(t)为慢变化函数。信号s(f)的傅里叶变换为--s∽=J口(t)exp[一j{2Ir(厂一二)t一0(t)}]dt，一-(2)万方数据2现代雷达30卷式中：s∽为信号s(￡)的频域表达式，或称其为s(t)的频谱。信号s(￡)的等效复信号表达式Ⅱ(t)可写为M(f)=a(t)exp[j0(￡)](3)馒信号H(t)的傅里叶变换为U(90)=Ja(t)exp[j{一o

8、gt+0(t)}]dt(4)式中：甜=21rfoU(90)和u(t)的关系由parseval定理确定，即L⋯圳2dt=去L⋯∞)12dto=fIu∽l2妒=2昱(5)式中：E为实信号s(t)的能量，即E=fs2(￡)dt