用海岸线工作的航海雷达进行低空目标探测

文章内容：一需用海岸线工作的航海雷达进行低空目捺丁.'.【摘要】本文与具有海,面加地面杂波复合背(里西安)起伏目标系有关,通过假定脉冲非相干积分,就能阐明工作在近海岸区的雷达性能预测.由于考虑到地面杂波占有支配地位,因此为总杂波包络线指出了一种改进的分布姥计;并且对于根据存在海面加地面杂波和噪声情况下而积分的个脉冲的固定闲探洲,可推导出相应的虚警概率和探测概率.也指出了甚至当目标呈现以散射回波为主时,影响探测性能的地面杂波的恶劣的情况.1引言关于连厦雷达,当目标在海岸线附近的低空飞行时,仍然存在严重的目标探测问题.这是因为除了存在海面杂乱回波之外,还受到通过天线旁瓣可以进入雷达接收机的地面杂乱回波所形成的限制.在仅有海面杂乱回波背景下雷达目标的探测,通常是利用非端利统计,例如用对数正态,维布尔或分布来进行分析的.在高分辨率雷达中,海面杂乱回波的包络可以设想是由于两个散射体的混合而形成的,即长相关时间和分布的海浪(或平均海面变动);另一个是点杂波分量,它是由于海面多重随机散射体在接近于整个因频率捷变的脉冲到脉冲间的短持续时间内解相关形成的,并且是瑞利分布.混合过程中在局部平均海面的所有可能值平均了点杂波分量,此处的局部平均海面是导致杂乱回波的总概率分布为分布的.杰克和普西子1976年提出关于非端利海而杂乱回波的分布的试探性意见,从那时以来已补充了测量数据.目前,已研究了由海面和邻近的海岸地面(或近海岸地面碎片,珊瑚礁,环状珊瑚岛,砂堤礁等)引起的双区域杂乱回波.因此说明了,存在地面杂波附加海面杂波时,会限制海用雷达对沿海岸线飞行的低空目标的探测性能.在第2节里,研究了一种改进的分布模型来描绘海岸线区上低掠角(目标)的地面加海面杂波的幅度统计.第3节里判断了在探测概率(冈)和虚警概率()方面的改进分布下海上雷达的探测性能.在第4节讨论有关结果并作出推断.最后,在第5节介绍结论意见.2改进的分布杂乱回波模型以海面低掠角观察的高分辨率雷达,接收分布杂乱回波;同样,当雷达照射陆地地面时,相应的杂乱回波概率密度函数(眦)是非瑞利的,并且基本上属于维布尔分布类型.当地面连接海面时,合成的地形非同性称之为多重随机泊松过程.就是说,散射体群局部?18?.地是泊松,但平均总体是总体密度与从一处另一处变化的雷达分辨(单元)面积的乘积..-到这种海面加陆地的地形组合,陆地可以假设为产生峰值功率电平的回波等于的占优势的散射体.如果表示平均海乎面变动(海面浪涛)反射的均方值,归一化参数=./2则描述陆地杂乱回波的优势程度范围.将海面浪涛回波加陆地杂乱回波的归一化(功率)电丁'1---示为,的应相当于陆地杂乱回波占优势的背景下海面浪涛回波的统计值.换言之,这是分布,以功率形式,可由下式给出:()一一(+)],[2(曲)]式中,是第二类的第零阶修正贝塞耳函数.如果占优势的陆地杂乱回波不存在,则式(1)应是仅涉及海面浪涛的平方分布.现在,假定----2,式中表示全部杂乱回波的包络,条件概率(.)取决于海面多重散射体(斑点分量)的起伏.根据中心极限定理,()可以写成瑞利密度函数.以功率形式,可由下式给出:'(吖)一印(一).(2)利用(1)和(2),在所有可能的平均电平()值范围内,通过平均斑点分量,就能求出的,这局部地以的出现概率为条件.因此,,附)=附匆(3)通过把式(1)的分布()变换成具有2自由度的适当数量的平方族,便能完成式(3)的积分.这是通过使其平均值相等,匹配密度函数来完成的,如斯科菲尔德的建议.因此.式(1)可重写成:)=1/[()])-叩(一)当1+,并合并(3)与(4),便有:()=(2/2)=2/(+2)]/2]'外×+.(2)(4)(5口)式中,+-是第三类和阶(+1)的修正贝塞耳函数.用式(1)的眦给出的())对式(3)直接积分(没有利用通过统计的近似值),便?9?能产生下列结果)一础+妻×(2)(.+1)唧)(托:)^呻'因为(5)是基于用等效族分布来近似密度函数(),所以它仅表示杂乱回波包迹统计值的近似结果.另一方面,由于融1已保存在相关的求导中,因此(5)就更精硫.将(5)与(5)进行比较,可以看出,(5)表达式简单而且是闭型.因此,如果(5)的()用于计算累积分布和/或任—矩量函数(通过积分),则有关过程应是相当简单的;反之,利用(5)应当是更为复杂的,包含求和等.在用(5)近似表达式代替(5)中可能出现的误差,在下文申指出.(5)的修正分布使第个矩量等于:'层(口一)一+1)++2+1),+1)(64)&;=)"----一(铀)3海面加地面杂乱回波环境下的探测性能雷达接收机最简单的形式是在线丝带通滤波器和平方律包络检波器之暑跟随一个踩冲一脉冲积分器.雷达前端输入包含杂乱回波,热噪声和具有均匀间隔卫的一串信号脉冲.通常,信号脉冲起伏(衰落)是由于目标闪烁引起的.无目标时,雷达(带通滤波器)的输入是杂乱回波加噪声的总干扰分量.用/表示杂波噪声(功率)比时,在出现归一化杂乱回波包络(功率)电平为=2/2'4,'和归一化噪声功率电平为(根据进行归一化)情况下,接收机的输出端超过阈电平的虚警条件概率可用试验统计的矩量生成函数导出.因此,按照霍和莫里内盖以及霍等人提出的方法,可以把条件虚警概率写成:(曼--址()是积分脉冲的个数?丽,是关于总基本,平均地面加海面杂波(功率)电平的探测筒.因此.2(,+.).遵照式(5)的修正分布,在口的所有可能值范围内,平均(7".就船躲虚警?2?概率.即^●)'.)))=[勤(76)研((一-1+2))(2./(7)因此,相当于规定的的,值可用(7)求出,(7)的闭型结果由下式给出:)=[一箬+互#--!×]()1,-(霄——),..式中,一:是截指数,而窖盱1/(1+).这里,代替(7)中的积分上限.由予(7)的被积函数对于&;3值来说小得可以忽略不计,所以近似等于3.在有海面加地面杂乱回波的情况下,目标的条件探溅概率,也可以利用矩量生成统计进行计算,如下所述.与参考文献,12]不同,现在

引用文章

相关文章