[发明专利]雷达检飞目标替代试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达应用及检验技术领域，尤其涉及一种雷达检飞目标替代试验方法。 

背景技术

目前，随着各种体制雷达的研制，飞行合作目标替代试验方法将成为雷达检飞试验的趋势，如何进行雷达检飞日益受到关注。 

雷达检飞主要完成雷达威力和精度的试验内容，其精度包括：测距精度、测高精度和方位测角精度；不同类型雷达有不同的针对目标，目标特征RCS（雷达散射截面积Radar cross section）的大小和类型不同，探测目标距离也不同，技术指标的提出也是针对各自重点探测对象，常用雷达目标包括喷气式飞机、直升机、舰船等。由于试验条件的限制，雷达检飞中不可能完全按照技术指标所提对象类型来选择飞行合作目标；另外选择的合作飞行目标的目标特征RCS也不可能完全和技术指标要求的目标特征RCS大小完全相同，因此对于雷达检飞试验需要替代等效方法。 

雷达作用距离、定位精度和目标识别功能与雷达目标RCS有密切关系。雷达目标有多个散射子组成，当目标相对雷达视线的姿态角变化或目标非刚体活动部件运动时，散射子矢量合成使雷达目标RCS随机起伏。1960年斯怀林（Swerling）和马克姆（Marcum）等创建了Swerling模型，1964年W.Weinstock和P.Meyer提出 统计模型，另外还有莱斯分布和对数正态分布等^[1，2，3]。 

发明内容

基于雷达检飞试验工程需要，本发明提供一种雷达检飞目标替代试验方法。其给出了雷达威力和精度试验中不同飞行合作目标间的替代关系，并以民航雷达检飞试验为例研究替代等效方法中的关键技术，并可用于检验雷达威力指标和雷达精度指标。 

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 

一种雷达检飞目标替代试验方法，是以目标起伏统计模型为基础，将雷达威力和精度由替代目标等效到理论合作目标的过程，且替代目标为试验用飞行合作目标，理论合作目标为指标规定的合作目标；包括：雷达威力试验的等效替代方法，雷达精度试验的等效替代关系； 

1、雷达威力试验的等效替代方法，首先要根据雷达技术指标、理论目标和替代目标的目标特性，将理论目标和替代目标的最远探测距离临界点处于同一波束仰角内，使天线增益相同，再等效计算出替代目标的最远探测距离临界点和高度，然后设计飞行航线。

目标等效替代试验的2个约束条件， 

第一是要满足雷达对理论目标和替代目标均使用相同的雷达信号波形进行探测或雷达会根据目标距离调整发射波形；

第二针要满足替代目标的探测距离大于该雷达的最小探测距离(理论目标探测对应雷达信号脉冲宽度为T，则该雷达参数对应雷达最小探测距离为cT/2，c为光速)，且要小于雷达量程；

1.1雷达威力的等效替代关系，根据雷达探测方程，雷达接收信噪比SNR（Signal noise ratio）为^[2]：

                  （1）

其中为雷达发射功率（W），和为目标方向天线发射和接收增益，为目标RCS（m²）；为雷达工作波长(m)，为目标与雷达的距离(m)，为雷达接收机综合损耗，为目标回波的综合抗干扰改善因子；

不同类型的雷达目标，在相同发现概率情况下需要的是不同的，工程中将雷达目标分为五类目标类型，以统计模型来定义目标类型；设雷达目标散射截面积服从均值为，自由度为的分布，则有^[1，2，3]：

                    （2）

其中，，目标RCS平均值与起伏标准差之比为，越大则代表目标起伏越小，反之起伏越大；

当时，服从指数分布，为Swerling 型目标，适用于复杂目标是大量近似相等单元散射体组成，即大于5个近似相等单元散射体；Swerling 型目标的起伏特征为慢起伏，一次扫描中脉冲间隔相关，典型目标如小型喷气飞机；

当时，为自由度分布，为一次扫描中脉冲积累数，即Swerling II型分布，它表示由均匀多个近似相等单元散射体组成的目标，即大于5个近似相等单元散射体；Swerling II型目标的起伏特性为快起伏，一次扫描中脉冲间隔不相关，典型目标如喷气飞机或大型民用客机；当时，同Swerling 型目标，即对于单脉冲雷达，Swerling 型目标和Swerling 型目标的概率密度函数是相同的；