机载预警相控阵雷达的直升机检测

摘要

在现代战争中，武装直升机具有地形限制少、机动性能高、敏捷灵巧、隐蔽性能好、生存能力和攻击能力强等优点，能满足山地丛林地区作战的要求，成为现代空袭作战中的“杀手锏”。利用武装直升机的灵活机动能力在为其完成多种低空作战任务提供有利条件的同时，地（海）杂波的屏蔽和地形遮挡也增加了包括陆基雷达在内的各种传感器的对其探测难度。利用红外线和声音探测、打击武装直升机的技术已经成熟，但它仅适用于距离较短的场合。如何尽早发现武装直升机以获得足够的作战准备时间仍然是雷达必须解决的问题。
　　本论文以机载相控阵雷达平台为背景，针对直升机等旋翼目标分析了不同组成部分的回波特点，并根据这些特征分析了检测可行性和识别途径。利用Hough变换理论对旋翼目标回波的典型特征进行的检测和判决方法，能够最大程度的利用目标的回波特性，来获得最佳的检测性能。对于具有高脉冲重复频率的机载预警相控阵雷达而言，利用直升机等旋翼目标的主旋翼回波脉冲检测低速飞行或悬停的目标是可工程化实现的方案。但是由于武装直升机等旋翼目标的主旋翼RCS比旋翼目标的机身要小12dB以上，若要让雷达对慢速飞行或处于悬停状态的旋翼目标的探测距离与高于雷达可检测速度运动时的作用距离相当，那就必须要找出对旋翼目标主旋翼桨叶回波脉冲能量的有效积累方式，来提高回波的信噪比。本文通过对Hough变换原理的阐述，将其检测原理运用到对直升机等目标的检测中，提高了机载预警雷达对武装直升机的检测概率并通过实际的试验数据对本文所采用的算法进行了验证。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究历史和现状

1．2．1 旋翼目标模型的研究

1．2．2 Hough变换的工程应用研究

1．2．3 旋翼目标的检测

1．3 本文的主要工作

2 旋翼目标的雷达回波模型分析

2．1 旋翼目标的雷达回波构成

2．1．1 旋翼目标的雷达回波组成分析

2．1．2 旋翼目标的雷达回波特征

2．2 旋翼目标回波模型构建

2．2．1 主旋翼目标RCS分析

2．2．2 主旋翼回波模型信号分析

2．2．3 旋翼目标回波的时间模型

3 旋翼目标的检测

3．1 旋翼目标的检测原理及流程

3．1．1 旋翼目标的检测原理

3．1．2 旋翼目标回波检测处理流程

3．2 杂波背景下旋翼目标信号的自适应检测

3．2．1 悬停直升机回波的二维功率谱

3．2．2 时空级联(TSA)方法的结构与原理

3．2．3 机载雷达时空白适应处理的恒虚警技术

3．2．4 旋翼目标回波信号的二次检测技术

3．3 Hough变换法在信号检测中的应用

3．3．1 Hough变换对低可观测目标的检测

3．3．2 Hough变换在雷达航迹起始中的应用

3．3．3 Hough变换对微弱线状分布目标的检测

3．3．4 二值Hough变换法对目标的检测

4 旋翼目标检测的试验验证

4．1 雷达对悬停旋翼目标探测的实测数据分析

4．2 对试验数据的回放分析

4．3 旋翼目标回波检测处理结果

5 结束语

5．1 机载预警雷达具备旋翼目标的探测能力

5．2 存在的主要问题及解决措施

致谢

参考文献

攻读学位期间获奖和发表论文情况