海面雷达信号环境多路径效应建模与仿真技术研究.pdf

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1、2013年12月第36卷第6期舰船电子对抗SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASUREDec．2013V01．36No．6海面雷达信号环境多路径效应建模与仿真技术研究袁兴鹏，张金全，杨立永(解放军91336部队，秦皇岛066326)摘要：为了提高雷达信号环境仿真的逼真性，分析了多路径效应对雷达侦察设备的影响，对海面多路径效应进行了研究，阐述了多路径效应的产生原理及其计算方法，建立多路径效应物理和数学模型，给出了雷达信号环境多路径效应的半实物仿真系统实现方案。关键词：雷达信号环境；多路径效应；雷达侦察装备；仿真中图分类号：TN955．2文献标识码：A文章编号：CN

2、32—1413(2013)06—0068—05ResearchintoModelingandSimulationTechnologiesofMulti—pathEffectofSeaSurfaceRadarSignalEnvironmentYUANXing—peng，ZHANGJin—quan，YANGLi—yong(Unit91336ofPLA，Qinhuangdao066326，China)Abstract：Inordertoimprovethesimulationfidelityofradarsignalenvironment，thispaperanalyzestheinflu

3、enceofmulti—patheffectonradarreconnaissanceequipment，studiestheseasurfacemulti—patheffect，expatiatestheformingprincipleandcalculationmethodofmulti—patheffect，setsupthephysicalandmathematicalmodelofmulti—patheffect，givesouttherealizationschemeforhard—ware—in-the—loopsystemofradarsignalenvironmen

4、tmulti—patheffect．Keywords：radarsignalenvironment；multi—patheffect；radarreconnaissanceequipment；simulation0引言舰载雷达侦察装备在外场海上测试过程中，其接收的雷达发射电磁波在传播过程中由于海面、邻近物体、本舰建筑物的反射、绕射、大气折射，使雷达侦察装备天线接收到的是一个由多条反射路径组成的雷达信号环境，这种多路径现象会严重影响雷达侦察装备的探测性能。在舰载雷达侦察装备的仿真测试过程中，如何逼真地模拟实际外场雷达信号所产生的多径传播问题，一直以来是影响仿真测试结果置信度的重要因素之

5、一。本文从实际工程出发，对海面雷达电磁信号受海面、地球曲率等因素影响而产生多径传播对雷达侦察装备探测性能的影响进行了研究，并对海面雷达信号多路径效应进行建模，最后给出多路径效应仿真实现方法以及半实物仿真的多路径效应实现技收稿El期：2013—11—18术方案，为舰载雷达侦察设备的抗多路径效应性能改进提供更加丰富的测试手段。1多路径效应现象对雷达侦察装备的影响雷达发射的电磁波在传播过程中，由于海面、附近舰船及岛屿、本舰平台表面建筑物的反射，使电磁波的传播途径不止一条，除了从雷达发射源直接传播到雷达侦察装备接收天线端口的直射路径以外，还包含多条反射路径，最终接收到的雷达信号环境是直射路径

6、和反射路径组成的电磁场，这样就在雷达侦察装备处形成了一种错综复杂的干涉场，这种现象被称为“多路径效应”。多路径效应将对雷达侦察装备的技术性能和战术性能产生严重的影响[1]。由于当雷达发射的电磁波经2条以上不同的路径到达雷达侦察装备时，各条路径电磁波所通过的第6期袁兴鹏等：海面雷达信号环境多路径效应建模与仿真技术研究69距离不同，因此，它们之间的相位差将产生干涉效应。通过直接传播途径和反射传播途径到达雷达侦察装备接收天线的电磁波之间相互叠加，信号的“波前”方向也将出现畸变，这取决于各个同时接收分量的相对幅度和相位。以2条路径为例，对于连续波信号，如果二者的幅度相当而相位相反，叠加后的电

7、磁场的强度将大大减小，如果二者相位相同，叠加的电磁场的强度将会增强。对于脉冲信号，由于反射信号比直射信号的到达时间略有延迟区别，则接收天线的信号波形将出现畸变，信号的“波前”方向也将和时间有关。在技术性能方面，这不仅影响雷达侦察装备对信号幅度、脉冲宽度的测量精度，而且会对信号的方位测量结果产生影响。在外场实际战场电磁环境下，错综复杂的多路径效应会造成雷达侦察装备的信号处理产生大量增批现象，出现战术上的虚警和漏警，严重的甚至会造成雷达侦察装备接收通道的阻塞，