低截获概率雷达波形设计及性能分析

摘要

自从雷达在军事作战中得到广泛应用开始，各种雷达对抗甚至反辐射导弹也得到了大规模的应用。低截获概率（LPI，Low Probability of Intercept）雷达在这种环境下应运而生，对低截获概率技术的研究使雷达能有效对抗各种电子干扰及反辐射导弹的袭击，提高雷达在复杂电子对抗环境中的生存率。
　　 本文从低截获概率雷达的发展现状出发，概述了低截获概率的原理，推导了低截获概率因子的表达式，对影响低截获概率因子的因素进行分析，讨论了实现低截获技术的相关措施。本文的研究主要有两个方面:波形设计及其性能分析。
　　 首先，本文分别分析了调频连续波、相位编码信号及其组合信号的固有和相关特性，表明调频连续波和相位编码信号都能获得大的时宽带宽积，同时可用更低的峰值功率达到和脉冲雷达相同的探测距离。其次，从模糊函数及信号组成结构的复杂度出发，线性调频信号的模糊图呈斜刀刃型，具有多普勒不敏感性，但存在距离多普勒的耦合;相位编码信号具有接近于理想的“图钉型”模糊图，这种信号不存在互耦模糊。本文重点推导了LFM+Barker和MAC+P4组合信号的模糊函数表达式，仿真表明组合信号具有“板钉型”模糊图，组合信号的分辨力更高，信号形式复杂，不易被侦察机识别和干扰。
　　 由于低截获是一个“相对”的概念，本文针对不同侦察接收机，对接收机类型、灵敏度和截获距离进行了分析，提出了低截获雷达信号的利用率因子，分别用解线调和循环谱密度的截获方法仿真比较了LFM、Barker，LFM+Barker信号以及P4、MAC、P4+MAC信号的利用率因子。仿真表明解线调的处理方法对线性调频信号具有很高的处理增益，比较可知LFM+Barker组合信号的截获利用因子比线性调频信号和巴克码都要小。基于循环谱的截获方法可以提取信号的载频、信号带宽等信号参数。并且侦察机对组合信号截获增益最小，因此组合信号的利用率比单一信号要低。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究动态

1．3 论文主要工作及内容安排

2 低截获概率雷达

2．1 引言

2．2 雷达天线

2．3 雷达发射机

2．4 LPI雷达基本原理

2．4．1 雷达探测距离

2．4．2 侦察接收机截获距离

2．4．3 截获因子定义

2．5 截获因子的影响因素

2．5．1 α与目标特性的关系

2．5．2 α与侦察接收机的关系

2．5．3 α与雷达特性的关系

2．6 实现低截获的技术措施

2．7 本章小结

3 低截获雷达波形设计与分析

3．1 引言

3．2 模糊函数定义

3．3 调频连续波(FMCW)信号

3．3．1 线性调频信号(LFM)

3．3．2 三角波调频信号

3．4 相位编码信号

3．4．1 二相编码信号

3．4．2 多相编码信号

3．5 组合信号分析

3．5．1 LFM+Barker组合信号分析

3．5．2 MAC+P4组合信号分析

3．6 LPI信号比较分析

3．7 本章小结

4 低截获雷达波形的截获性能分析

4．1 引言

4．2 接收机概述

4．2．1 辐射计接收机

4．2．2 晶体视频接收机

4．2．3 信道化接收机

4．2．4 多种接收机组合系统

4．2．5 接收机结构比较

4．3 侦察接收机灵敏度和截获距离

4．4 低截获雷达波形的识别概率分析

4．4．1 低利用率定义

4．4．2 基于解线调的截获方法

4．4．3 基于循环谱密度的截获方法

4．5 本章小结

结束语

致谢

参考文献