大气波导效应及其对低空探测的影响分析

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1、第27卷第5期现代雷达Vol.27No.52005年5月ModernRadarMay2005悉体孩术大气波导效应及其对低空探测的影响分析’郑琦，邢文革(南京电子技术研究所，南京210013)【摘要】对于低空搜索雷达来说，希望能尽早准确地判知低空威胁目标，但在出现大气波导效应时，雷达探测性能往往会受其影响;从大气波导效应的成因、类型以及在我国的分布情况出发，分析了大气波导效应对低空搜索雷达正常工作的影响，初步提出了在大气波导情况下改善和提高雷达低空检测性能的技术措施。【关键词】大气波导;折射指数;截止频率中图分类号;TN011文献标识码:AAtmosphericDuctanditsEfect

2、onPerformanceofLowAltitudeDetectionMENGQi,XINGWen-ge(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology，Nanjing210013，China)[Abstract]Forlowaltitudesearchingradar,itisexpectedtoaccuratelydetectlowaltitudethreateningtargetsassoonaspossible.ButwhentheAtmosphereDuctoccurs,theradardetectionperformancewil

3、lbegeneralyinfluenced.Thispaperreviewsthecausesandtypesof”Duct"anditsdistributioninourcountry,analysesitsefectonradarperformanceoflowaltitudedetec-tion,andpresentstechnicalmeasuresforimprovingandenhancinglowaltitudedetectionperformanceofradarin”duct"environ-ment.[Keywordsatmosphericduct;refraction

4、index;cut-offfrequency尤其是高度测量产生误差，可通过折射指数n来描述0引言n=c/v近年来，随着低空进攻武器的迅速发展，具备主动式中:。表示电磁波在真空中的传播速度;n表示电磁寻的能力的导弹、无人机等已成为实施远程打击的主波在媒介中的传播速度。要力量，其雷达有效反射截面积小到仅有0.05m2-正常对流层中，受大气密度的影响，随高度减小电0.2耐，而且具有0.9一4马赫的速度，低空突防能力磁波传输速度降低，折射指数随之增大。因此，射线成很强，对于防御系统威胁非常大。为向下弯曲的曲线而不是直线，如图1射线1描述，由而低空搜索雷达在进行低空探测时，所遇到的外Snel定律可以

5、证明，在折射指数的梯度为do/dh的媒界环境又极其复杂，大气传播过程中的吸收、折射，多介中，射线的曲率半径为路径效应，海、地、气象杂波等诸多因素都会影响到低空目标的测量准确性;特别是在出现大气波导情况下，R_=}一一典.一-(1)}(do/dh)1复杂的远区杂波干扰会严重影响对真实目标的检测。如何有效地消除其影响，尽早准确地判知低空威胁目式中:(dn/dh)表示梯度在垂直于射线方向上的分量标，对从事雷达工作的工程技术人员是一种挑战。(do/dh)=一(n/a)(2)1大气波导效应式中:a表示地球半径;n表示射线发出点的折射指数，该参数可式(3)求出对于低空搜索雷达来说，大气传播带来的影响主

6、要是对流层的吸收和折射，吸收造成能量的衰减，而正一1+争(。+BTe))x‘”一‘(3)常大气传播条件下，折射会使雷达对于目标位置测量收稿日期:2004-06-25修订日期二2004-11-30现代雷达27卷式中:p表示大气总压力;。表示水蒸气分压力，单位为生大气波导的要求，也只有在大气波导的厚度即高度毫巴;T表示绝对温度;A,B为常数，其中:A=77.6,B范围与雷达波长相比足够大时才能捕获电磁波，也就=48100意味着，对于高度一定的大气波导，有一个能被捕获的因此，如果垂直负梯度(do/dh)达到157N/km,最低频率。在平方律大气波导模型中，截止频率对应大气中水平发出的射线的曲率半

7、径就等于地球表面的的波长可参考式(4)得到半径，雷达的作用距离将不再受到视距限制，这就是临Am-=0.0029h3'2丫h二z(4)界折射，如图1中射线2描述。由于水平传播的射线实际上是向下弯曲的，其曲率要大于地球表面曲率，故式中:h表示大气波导厚度;:表示海拔高度。垂直负梯度(do/dh)小于157N/km，此时电磁波将被另一方面，当大气波导厚度固定的情况下，最大捕限制在地球表面一定高度的区域内来回反射，产生超获波长随