[发明专利]弹载多通道雷达超低空目标分析与多径回波建模方法

说明书

本发明公开了一种弹载多通道雷达超低空目标分析与多径回波建模方法，主要解决弹载雷达测量海面超低空目标时存在的多径回波的建模问题。实现步骤为：构建多径回波几何构型；划分海面有效散射区域；计算海面布鲁斯特反射系数；计算散射单元的等效散射系数；建立完整的多通道多径回波信号模型。本发明构建的多径信号模型既有目标信号还有不同方向的大量多径回波信号，与现有多径回波建模方法相比，划分了海面有效散射区域，并分析了区域内散射特性，采用双基等效理论和布鲁斯特效应，精确表述了目标客观环境，提高了弹载雷达在后续信号处理中的检测性能，为多通道弹载雷达系统设计和目标探测提供支撑。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，主要涉及多径回波建模，具体的说是一种弹载多通道雷达超低空目标分析与多径回波建模方法，可用于弹载多通道雷达探测海面低空目标。

背景技术

弹载相控阵雷达的系统设计与信号处理实现低空目标探测是下一代主动雷达导引头的一项关键技术。相比机载预警雷达，弹载雷达采用前视阵列运动速度快、工作波长短。尤其对于探测海面低空目标，导引头所接收到的回波信号不仅包含目标的直接路径信号，还包含目标经地海面反射形成的多径信号；而当目标低空飞行时，各路径回波之间的路程差很小，回波信号叠加在同一距离单元内，多路径传播会造成回波信号幅度的规律性变化(目标闪烁)，或相干叠加，或相干相消，造成无法得到真实目标回波信息。

超低空目标的多径信号可以分为两种：镜面反射和漫反射。在海面相对平坦时，镜面反射占主导。镜面反射分量依赖于雷达、目标和反射面之间的几何关系，包含着与目标强相关的回波信号，稍有去极化，具有相当强的确定性，在目标检测和跟踪过程中会对雷达性能产生较大影响。

在实际情况中，多径回波信号会受到多种因素的影响。由于海面存在起伏，镜面反射多径信号的回波路径不止一条，直射路径和反射路径也可能不在一个平面内，按照传统方法建模会有不足。海面的后向散射系数和布鲁斯特效应也会对多径信号产生较大的影响，目前已知的回波建模方法并没有将布鲁斯特反射系数考虑在内。多通道雷达体制为解决后续的信号处理方法提供更多的可能性，采用阵列信号处理的方法可以有效的抑制杂波和干扰，检测运动目标，但是建立回波模型时需要注意不同的多径信号在不同通道之间存在差异。

David K.Barton在论文“Low-Angle Radar Tracking”(Proceedings Of TheIEEE,VOL.62,NO.6,pp.687-704，Jun.1974)中较早的介绍了多径回波建模及其性能分析。但其中建模方法较为简易，没有针对海面复杂情况进行考虑。

Thomas Meissner和Frank J.Wentz在论文“The Complex Dielectric Constantof Pure and Sea Water From Microwave Satellite Observations”(IEEETransactions On Geoscience And Remote Sensing,VOL.42,NO.9,pp.1836-1849,Sept.2004)中较为详细的介绍了布鲁斯特效应并分析了海水介电常数的影响因素，但并未涉及实际工程应用。

总之，之前的多径回波建模方法实现简单，没有考虑实际情况中海面散射区域特性，也没有针对布鲁斯特效应和海面散射模型对多径回波的影响进行分析，使得多径回波建模近似误差大、统计特性偏差大，在实际处理中对后期的低空目标分析与检测造成误差影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种保真度更高的弹载多通道雷达超低空目标分析与多径回波建模方法。

本发明是一种弹载多通道雷达超低空目标分析与多径回波建模方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)建立多径信号几何构型，划分雷达回波信号：将雷达回波信号根据传播路径的不同划分为四种，其中路径0为直射路径，路径1、路径2、路径3为多径信号，雷达接收到的回波信号为四条路径信号的叠加，