“雷達(dá)雜波”通常表示不需要的回波,包括來自地面及建筑物、海洋、雨雪天氣、鳥群昆蟲等。雖然這些雜波功率有時會比目標(biāo)的回波還要強(qiáng)的多,這使得雷達(dá)對目標(biāo)回波的檢測產(chǎn)生了很大的檢測困難。
通過天線主瓣進(jìn)入雷達(dá)的雜波稱為主瓣雜波,否則稱為旁瓣雜波。雜波常常是隨機(jī)的,具有類似熱噪聲的特性。由于雜波強(qiáng)度往往要比接收機(jī)內(nèi)部噪聲大,雷達(dá)在強(qiáng)雜波背景下檢測目標(biāo)的能力主要取決于信號雜波比(信雜比SCR)。
雜波通常在一定的空間范圍內(nèi)分布,其物理尺寸比雷達(dá)分辨單元要大的多,常分為兩大類:面雜波和體雜波。當(dāng)然,也有“點(diǎn)”或離散的雜波,例如電視塔、建筑物等特殊結(jié)構(gòu)。
說到“雜波”,你可能想到的就是如何去抑制它,去減少它在雷達(dá)回波中的分量,在很多情況是這樣的。但自然環(huán)境中的雷達(dá)回波并非都是不希望的,我們也可以加以利用。
云雨雜波
例如,氣象雷達(dá)和合成孔徑雷達(dá)等。云雨的反射對飛機(jī)雷達(dá)來說是不希望的,但確是氣象雷達(dá)所利用的,可以用來測量降雨率,提升天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。
地面上的后向散射雜波或許會干擾很多地面雷達(dá)和機(jī)載雷達(dá),但是合成孔徑雷達(dá)喜歡,通過對不同地物回波的分析,可以掌握大量的信息。因此,同一種自然環(huán)境的回波在一種應(yīng)用中是不需要的雜波,而在另一種應(yīng)用中可能就是提取的關(guān)鍵信號。
雜波RCS
雜波與雷達(dá)目標(biāo)的回波相似,雜波功率也可以用雜波散射截面積(RCS)來描述,雜波的平均RCS為:
雜波散射系數(shù)無量綱,它與雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)有關(guān),例如雷達(dá)波長、極化特性,照射區(qū)域和照射方向等;地雜波還與地表面的參數(shù)有關(guān),例如地面形狀、粗糙度、覆蓋層的復(fù)介電常數(shù)等;海雜波與風(fēng)速、風(fēng)向和海面蒸發(fā)等參數(shù)有關(guān)。
工作在海洋環(huán)境中的雷達(dá),不可避免的要接收到海面的后向散射信號。對于遙感系統(tǒng)來說,接收和處理雷達(dá)后向散射信號是主要任務(wù),從而獲得海浪、海冰等數(shù)據(jù)進(jìn)行海洋研究。?
海雜波
但對于很多其他雷達(dá)系統(tǒng)來說,海洋表面的后向散射信號則是“噩夢”,被稱為“海雜波”,要想盡辦法“對付它”。例如工作在海上的機(jī)載雷達(dá),航行在海上的船用雷達(dá),它們都不想要海雜波,會影響它們對小目標(biāo)的檢測,從而以為“漏掉”海面飛行的巡航導(dǎo)彈而被擊毀。 在我們的直觀感受中,覺得海雜波會和海表面的特性息息相關(guān),比如海浪和風(fēng)速。很多問題突然浮現(xiàn),“小浪”還是“巨浪”對海雜波影響大嗎,如何表現(xiàn)出來?海浪的大小又是如何來評估的呢,僅僅用浪高就夠了嗎?對于雷達(dá)接收到的海雜波又要用什么樣的模型來描述合適呢?用哪些特征量來描述呢? 海雜波的反射系數(shù)是非常復(fù)雜的,影響的因素很多,除了和雷達(dá)參數(shù)有關(guān),顯然還和海況息息相關(guān),經(jīng)驗(yàn)?zāi)P徒?jīng)常將反射系數(shù)表示成海況的函數(shù),在不同條件和不同模型的情況下,反射系數(shù)的值不同。 關(guān)于海雜波的更多詳細(xì)內(nèi)容可查看Keith Ward的《Sea Clutter:Scatter ,the K Distribution and Radar ?Performance》,全文共585頁。需要PDF版的可以發(fā)送關(guān)鍵詞“240118”查看。
審核編輯:黃飛
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