簡(jiǎn)單介紹下常見(jiàn)的雜波模型

對(duì)于機(jī)載雷達(dá)來(lái)說(shuō)，雜波是雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)和處理的環(huán)境，通常其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目標(biāo)信號(hào)，并且雜波譜常接近于目標(biāo)功率譜。并且由于雷達(dá)處在一個(gè)運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)上，這也增大了機(jī)載雷達(dá)雜波處理的難度。

地面上靜止不動(dòng)的景物相對(duì)于雷達(dá)有一個(gè)徑向速度，再加上雷達(dá)波束指向和地形的不斷變化，雜波的頻譜發(fā)生了明顯變化。為了有效地在強(qiáng)雜波背景下檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)，研究者們對(duì)雜波的性質(zhì)進(jìn)行了大量研究，今天簡(jiǎn)單介紹下常見(jiàn)的雜波模型。

雜波模型

這屬于理論分析，根據(jù)各種電磁散射理論研究雜波單元產(chǎn)生散射場(chǎng)的各種機(jī)理，并利用各種計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)定量預(yù)估各種情況下雜波單元的雷達(dá)散射截面特征。 散射過(guò)程的討論必須同特定的結(jié)構(gòu)單元結(jié)合起來(lái)，這是機(jī)理模型分析的基本點(diǎn)。在散射單元的物理結(jié)構(gòu)方面，對(duì)于現(xiàn)有的一些比較成功的地雜波和海雜波模型（如組合表面模型）一般都只是對(duì)于特定的地貌、海情，或者是信號(hào)形式提供了某些參考，缺乏通用的、非常成功的模型。

研究雜波性質(zhì)的困難可以歸結(jié)為缺乏對(duì)散射單元構(gòu)成特性及其散射過(guò)程的定量描述，這種描述應(yīng)當(dāng)能夠反映出散射機(jī)理以及各種因素的影響。

概率密度分布模型

雷達(dá)雜波是來(lái)自雷達(dá)分辨單元內(nèi)的許多散射體回波的矢量和。由于機(jī)載雷達(dá)分辨單元內(nèi)一般包括許多隨機(jī)分布的散射體，它們的介電常數(shù)和幾何特性等都是隨機(jī)變量，同時(shí)散射體或雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)也將引起回波振幅和相位的變化。 這些原因?qū)е码s波的雷達(dá)散射截面具有隨機(jī)起伏的性質(zhì)，此隨機(jī)起伏性可以用。其通過(guò)雷達(dá)接收機(jī)的包絡(luò)檢波器后的幅度概率密度函數(shù)描述。常用的概率密度分布有瑞利(Rayleigh)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布、Weibull分布和K分布等。

關(guān)系模型

它描述由試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬和與頻率、極化、俯角、環(huán)境參數(shù)等物理量依賴的關(guān)系。機(jī)載雷達(dá)地面雜波模型不僅和環(huán)境有關(guān)，而且還和雷達(dá)平臺(tái)位置、系統(tǒng)工作參數(shù)、天線特性有關(guān)。

下面來(lái)看下影響雜波譜形狀的因素：

觀察時(shí)間

觀察時(shí)間有限，即回波脈沖的個(gè)數(shù)有限，造成回波譜的譜線展寬，每根譜線都成為一個(gè)譜瓣，其寬度約為觀察時(shí)間的倒數(shù)。觀察時(shí)間引起的雜波功率譜譜瓣的展寬與觀察時(shí)間成反比。

雜波源本身運(yùn)動(dòng)

雜波源本身運(yùn)動(dòng)也會(huì)影響雜波譜瓣的形狀。引起雜波源運(yùn)動(dòng)的主要原因是風(fēng)，如風(fēng)吹動(dòng)植物枝葉的運(yùn)動(dòng)等，它們會(huì)使雜波產(chǎn)生多普勒頻率分布，從而展寬雜波譜的譜線，由于雜波源之間運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性，譜線展寬的形狀可以認(rèn)為是高斯的。雜波譜瓣展寬的程度決定于雜波源本身運(yùn)動(dòng)的速度和雷達(dá)波長(zhǎng)，速度越大或者波長(zhǎng)越短，則譜線展寬越多。

雷達(dá)本身運(yùn)動(dòng)

若雷達(dá)安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，則會(huì)產(chǎn)生兩種影響：首先由于雷達(dá)與被照射的雜波源之間有相對(duì)徑向速度，會(huì)使雜波回波產(chǎn)生多普勒頻移，第二個(gè)影響是雜波單元有一定寬度，使得雜波譜的譜線展寬。雷達(dá)載體本身運(yùn)動(dòng)所引起的雜波譜的展寬與載體的運(yùn)動(dòng)速度、雜波單元的尺寸成正比，載體的運(yùn)動(dòng)速度越高或者雜波單尺寸越大，則譜線展寬越多。

審核編輯：劉清