论文总字数：20144字

摘 要

机载雷达与地基雷达不同，它拥有更广阔的视野，可以监测更广阔的范围，因而在战场上起着举足轻重的作用。目前的研究多集中于机载正侧阵雷达杂波的抑制，而非正侧阵雷达下的杂波抑制仍存在一些问题亟待解决。本论文围绕非正侧阵雷达杂波特性展开研究，具体内容包括：

(1) 简述了相控阵雷达和机载脉冲多普勒雷达的概念和特点。研究了杂波统计分布模型及模拟方法。雷达杂波统计分布模型主要包括雷达杂波幅度分布模型，雷达杂波功率谱模型。模拟方法重点研究了统计杂波模拟方法，其中统计杂波模拟方法又包括球不变随机过程法和零记忆非线性变换法。

(2) 研究了机载非正侧雷达杂波建模方法，对阵列与杂波的几何关系进行了分析，建立了杂波空时模型。在此基础上，基于MATLAB实现了机载雷达杂波仿真与分析。结果表明，相比于正侧阵雷达杂波，非正侧阵雷达杂波具有距离依赖性。

关键词：机载雷达 非正侧阵 地杂波 空时模型

Clutter Simulation and Analysis of Airborne Non-side Looking Array Radar

Abstract

Unlike ground-based radars, airborne radars have a broader field of view and can monitor a wider range, thus playing a pivotal role on the battlefield. Most of the current research focuses on the suppression of clutter on the airborne positive side array radar. The clutter suppression under the non-positive side array radar still has some problems to be solved. This thesis focuses on the research of clutter characteristics of non-side looking array radar. The specific contents include:

(1) The concepts and characteristics of phased array radar and airborne pulse Doppler radar are briefly described. The clutter statistical distribution model and simulation method are studied. The radar clutter statistical distribution model mainly includes the radar clutter amplitude distribution model and the radar clutter power spectrum model. The simulation method focuses on the statistical clutter simulation method, and the statistical clutter simulation method includes the ball invariant stochastic process method and the zero memory nonlinear transformation method.

(2) The airborne non-side looking radar clutter modeling method is studied. The geometric relationship between array and clutter is analyzed, and the clutter space-time model is established. On this basis, based on MATLAB, the simulation and analysis of airborne radar clutter are realized. The results show that the non-side looking array radar clutter has distance dependence compared to the positive side array radar clutter.

Key Words: Airborne radar; Non-side looking; Ground clutter; Space-time model

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 机载雷达与杂波仿真技术的发展历史及现状 2

1.2.1 机载雷达的发展历史及现状 2

1.2.2 杂波仿真技术的发展历史及现状 4

1.3 论文的内容安排 5

第二章 机载雷达及杂波统计模型 6

2.1 机载相控阵雷达 6

2.1.1 相控阵雷达概述 6

2.1.2 相控阵雷达的分类 8

2.2 机载PD雷达 9

2.3 杂波统计分布模型及模拟方法 10

2.3.1 杂波幅度分布模型 10

2.3.2 杂波功率谱模型 12

2.3.3 统计杂波模拟方法 13

2.4 本章小结 14

第三章 非正侧阵列雷达杂波建模与分析 15

3.1 杂波建模方法 15

3.2 杂波仿真与分析 17

3.2.1 杂波理论分布仿真与分析 17

3.2.2 杂波实际分布仿真与分析 21

3.3 本章小结 30

第四章 总结与展望 32

参考文献 33

致 谢 35

绪论

1.1 研究背景及意义

当今世界，一场战争能否取得胜利很大程度上取决于军队对战场情况的详细监测以及能否对战场实时变化做出最合适的处理。雷达的出现，对于解决战争中实时的情况有非常大的影响。因而雷达拥有非常重要的作用。雷达的全称是无线电定位。在现代战争中，雷达使军事战争更多地演变为信息获取的战争。机载雷达与一般地基雷达相比具备更多优点，例如可以提供更大的范围、低空目标预警，极大的提升了雷达的监测距离，对于空中慢速航行的目标物体，可见距离显著增加，而且机动性好，相对灵活，生存能力强，在一定程度上延长了雷达提供的预警时间，因而在战场上起着非常重要的作用。然而机载雷达也有着许多困扰，例如当平台处于运动状态时，雷达处于下视工作状态，相对于雷达来说，地杂波具有相对速度，而且各个方位的地杂波相对速度不同，这时在空间角余弦与多普勒频移构成的二维平面上，杂波分布随着空间角和多普勒频移变化而扩展、耦合，从而引起传统的杂波抑制措施失效^[1]。

在研发机载雷达时，外场测试不仅会推迟项目的研发进程，而且还会投入更多的成本。随着科技的进步，仿真技术也得到了迅速的改进，并在各个行业达到了更多的使用。如果与非现场测试相结合，在雷达研制过程中，不仅可以降低成本，而且对测试的全面性也很重要。由于非正侧阵雷达系统所面对的地面杂波距离依赖性强，对雷达杂波和干扰的仿真需要对自然环境和各种干扰进行有效的后向响应。对散射进行了仿真，为提高雷达抑制杂波和干扰的能力提供了理论支持。通过对雷达杂波特性的理论和实验研究，建立了较为完整的雷达杂波统计模型。通过对杂波特性的仿真，不仅可以为雷达目标仿真提供背景环境仿真，而且可以在雷达研制过程中对杂波特性有更深入的了解，从而找到更有效的雷达杂波抑制方法。为这些算法提供了理论支持。

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