雷達模糊
正文
在雷達理論中,模糊與分辨是兩個既有聯繫又有區別的概念(見雷達分辨能力)。對多目標的情況來說,模糊就是不能分辨。雷達名義分辨力取決於模糊圖中心主瓣的寬度(圖a、b、c)。雷達模糊度不僅考慮主瓣寬度,還考慮模糊圖旁瓣的影響。對參數測量來說,模糊是指單一目標參數測定的多值性。以脈衝都卜勒雷達為例,脈衝重複頻率選得太高,遠距離目標回波時延超過重複周期,這就會出現測距多值性模糊。反之,脈衝重複頻率選得太低,高速目標的都卜勒頻移大於重複頻率,又會產生測速多值性模糊。
P.M.伍德沃德採用均方差準則作為最佳分辨準則,定義函式 為雷達信號模糊函式。式中u(t)表示信號復包絡;u*(t)為 u(t)的復共軛函式;τ、分別為目標回波信號的相對時延和相對都卜勒頻移。用|χ(τ,)|2表征兩個不同距離、不同速度的目標回波信號的模糊度。模糊函式僅由發射波形決定,根據它可知發射波形和在採用最優信號處理條件下雷達系統的分辨力、模糊度、測量精度和抑制雜波能力。模糊函式是選擇不同用途的雷達波形的指南,可表征某種信號的適用性和局限性。按|χ(τ,)|2在 τ-平面上繪製的立體圖形稱為模糊圖。圖a、b、c為三類典型雷達信號的模糊圖。為了繪製方便,通常採用它在某一高度(-3分貝或-6分貝)的截面圖。模糊函式具有許多有用性質,其中最重要的是:①封閉形模糊曲面的頂點在原點,即
|χ(τ,)|2≤|χ(0,0)|2=(2E)2
②模糊函式對原點對稱,即|χ(-τ,-)|2=|χ(τ,)|2
③模糊曲面下的容積取決於信號能量,與信號形式無關,即 這就是雷達模糊原理。雷達測距和測速精度分別取決於模糊圖中心主瓣沿τ和軸向的寬度,主瓣越窄,測量精度越高。分辨力不僅取決於主瓣寬度,還與主瓣周圍的旁瓣高度有關。能提供高分辨力的波形也能提供高測量精度;但是,反過來就不一定正確。 與信號模糊圖相似,天線方向圖(見天線方向性)表征不同方位、不同仰角目標的空間模糊度,它直接影響空間角的分辨力、精度和測量單值性。參考書目
林茂庸、柯有安:《雷達信號理論》,國防工業出版社,北京,1981。
張直中:《雷達信號選擇與處理》,國防工業出版社,北京,1979。