雷达对抗原理PPT

第5章雷达侦察作用距离与截获概率5．1侦察系统的灵敏度5．2侦察作用距离5．3侦察截获概率与截获时间5．1侦察系统的灵敏度1.灵敏度定义1)切线信号灵敏度在某个输入脉冲功率电平作用下，接收机输出端脉冲与噪声叠加后信号的底部与接收机内部的基线噪声的顶部在一条线上相切，称此时的输入信号功率为切线信号灵敏度PTSS。如图示当输入信号处于切线电平时，接收机输出视频信噪比为8dB。UmUn2)工作灵敏度工作灵敏度POPS定义为，接收机输入脉冲作用下，视频输出信噪比为14dB时的输入脉冲信号功率。工作灵敏度和信号切线灵敏度可以换算转换。2．切线信号灵敏度计算侦察系统有一个显著特点，就是接收未知信号，其检波前后的滤波器与信号处于严重失配状态。因此其灵敏度计算必须考虑这个问题。设检波前（射频带宽）为fR，检波后视频放大器带宽为fV，侦察系统采用晶体视频接收机如图其中，GR、FR、fR分别是射频放大器的增益、噪声系数和带宽；M是检波二极管的品质因素、A是检波常数、是检波器的开路电压灵敏度；GV、FV、fV分别是视频放大器的增益、噪声系数和带宽。射频放大微波检波视频放大射频输入视频输出RRRfFG,,,,AMVVVfFG,,1）fVfR2fV此时射频和视频带宽相当，为窄带接收机的情况。采用平方率检波器时，信号切线其中KC＝2.5是峰值系数，K=1.38x10-23J/K是玻尔兹曼常数，T0是环境温度，取290K。以分贝表示上式中fR和fV以MHz为单位，FR以dB为单位。)(4222222220WFGfAfKfffKfKFKTPRRvRCVVRCRcRTSS22225.125.21.3lg10114RRvRVVRRRTSSFGfAfffffFdBmP2）fR2fV此时射频带宽比视频带宽大，为宽带接收机的情况。采用平方率检波器时，信号切线灵敏度为)()14(22222220WFGfAKfffKfKFKTPRRvCVVRCVcRTSS22256.025.21.3lg10114RRvVVRVRTSSFGfAffffFdBmP3）检波前增益不足此时无射频放大器或者射频放大器增益不足。因子很大，灵敏度计算可以近似为：当fVfR2fV时，当fR2fV时22RRvFGfA225.21.3lg10114RRvRRTSSFGfAfFdBmP225.21.3lg10114RRvVRTSSFGfAfFdBmP4）检波前增益高此时射频放大器增益较高，因子很小，灵敏度计算可以近似为：当fVfR2fV时，当fR2fV时22RRvFGfA225.125.21.3lg10114RVVRRRTSSfffffFdBmP256.025.21.3lg10114VVRVRTSSffffFdBmP5．2侦察作用距离1.简化侦察方程2/1min22)4(rrttrPGGPR2.修正侦察方程考虑到雷达馈线的损耗、雷达发射天线非矩形损失、侦察天线非矩形损失、侦察天线增益变化引起的损失、雷达与侦察天线极化失配损失、侦察馈线损耗等因素：dBLLnii5.16~7.1412/11.0min2210)4(LrrttrPGGPR3.侦察的距离优势侦察视距ABCRHrHa)(1.4raSRHHR侦察作用距离：雷达作用距离：优势：设雷达视距为RSA，侦察视距为RSR,则侦察和雷达的实际作用距离分别为：2/1min22)4(rrttrPGGPR4/1min322)4(rttaPGPR},min{},min{''SAaaSRrrRRRRRRarRR''4．对旁瓣侦察旁瓣侦察的目的是提高截获概率。天线旁瓣电平有两种表示方法：最大旁瓣电平和平均旁瓣电平。最大旁瓣电平Gs是最大旁瓣增益。平均旁瓣增益（电平）：旁瓣侦察时，侦察方程修改为为了实现旁瓣侦察，要求侦察系统的灵敏度提高Gt(dB)-GSave(dBi)。这个值大约为35～50dB。)()()(maxdBGdBGdBGtsS)lg10)(dBidBGSave（总辐射功率旁瓣拥有的总功率2/1min22)4(rrSavetrPGGPR5．3侦察截获概率与截获时间1.前端的截获概率与截获时间除了满足能量条件外，截获事件包括：l空域截获，主瓣或者旁瓣对准l频域截获，频率对准且脉宽满足测频条件l参数匹配，信号参数能够被检测和测量前端的截获概率是一个在多维几何空间的几何概率问题，可以用窗口函数模型描述。将截获条件i转换成标准窗口函数（Ti，i）,如图12n1T2TnT其中Ti是截获条件i的平均搜索周期（天线平均扫描周期、测频平均搜索周期、脉冲平均重复周期等），i是截获条件i的平均窗口宽度（天线平均照射时间、测频的平均带内驻留时间、平均脉宽等）。前端的截获概率表现为n个窗口重合。统计概率可以计算:1）平均重合宽度2)在任意时刻的重合概率nii111niiiTP103）平均重合周期niiniiioTTT110014)前端截获概率截获事件用泊松流描述，在T时间内发生了k次重合的概率为前端的截获概率（T时间内产生k次重合）为,2,1;0!)/()1()!1()/(),(0000100kTekTTPekTTPkTPTTkTTk0)1()0,(0TTePTP11),(1),()(kikikiTPiTPTP5)信号重叠造成的丢失概率某些侦察系统没有对同时到达信号的处理能力，对发生在重叠窗口中的多信号会造成丢失或者检测和测量错误。设在侦察系统检测范围内有N部雷达，在单位时间内，各雷达满足侦察方程的平均脉冲数和平均脉冲宽度分别为Zi和Pwi，等效平均脉冲间隔时间tPRIi=1/Zi，则在雷达i信号脉宽内重合雷达j信号的概率为:jiNjitttPPRIjPWjPWiPRIjPWjPWiPRIjPWjPWiji;,,2,1,1,雷达i信号脉宽内重合雷达j信号的概率为:雷达i不重合其它雷达的概率为NiPPNijjjiimiss,,2,1)1(,1,jiNjitttPPRIjPWjPWiPRIjPWjPWiPRIjPWjPWiji;,,2,1,1,6)前端无丢失截获概率（前端截获并且无重合丢失的概率k=1时，7)截获时间0101/)(1lnPPTPTTmissAI10),(1(kimisskAIiTPPP))1(1(001TTmissAIePPP2.系统截获概率和截获时间系统的截获概率和截获时间主要取决于前端的截获概率和截获时间。信号处理部分也影响它。