趙丹

（西安電子工程研究所，陜西 西安 710100）

精確指導(dǎo)導(dǎo)彈可以借助各種傳感器和信息網(wǎng)的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方目標(biāo)的定點(diǎn)打擊。在復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境下，雷達(dá)導(dǎo)引頭性能下降的問題會(huì)讓導(dǎo)彈的命中率有所降低。低空雷達(dá)導(dǎo)引頭海面目標(biāo)檢測(cè)研究工作的開展，是結(jié)合實(shí)戰(zhàn)背景提升導(dǎo)彈命中率的措施。從國(guó)內(nèi)外軍事學(xué)者對(duì)相關(guān)問題的研究情況來看，雷達(dá)低空目標(biāo)檢測(cè)性能分析工作主要涉及到了以下幾方面內(nèi)容：一是根據(jù)雜波的非高斯特性，對(duì)雷達(dá)檢測(cè)性能在非高斯雜波背景下的工作狀況進(jìn)行分析，二是在研究雷達(dá)低空目標(biāo)檢測(cè)所面對(duì)的多徑環(huán)境的基礎(chǔ)上，探究多徑條件下的雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)性能。隨著軍事技術(shù)的不斷創(chuàng)新，在同一種環(huán)境下同時(shí)考慮海雜波和多徑散射的相關(guān)問題，可以為低空雷達(dá)導(dǎo)引頭目標(biāo)檢測(cè)性能研究工作的開展提供一定的理論支持。

1 雷達(dá)導(dǎo)引頭低空目標(biāo)檢測(cè)的雜波特性

低空雷達(dá)導(dǎo)引頭的目標(biāo)檢測(cè)能力與以下因素有關(guān)：一是雜波問題；二是多徑散射現(xiàn)象的影響。針對(duì)低空雷達(dá)導(dǎo)引頭分析過程中出現(xiàn)的試驗(yàn)成本高、重復(fù)性差和樣本數(shù)量相對(duì)較少的問題，研究人員通常會(huì)借助建模仿真手段開展雷達(dá)到陰天有低空目標(biāo)檢測(cè)性能的研究工作。高隨機(jī)性是雜波特性的主要表現(xiàn)形式，對(duì)此研究者往往會(huì)以統(tǒng)計(jì)學(xué)為切入角度，對(duì)雜波特性問題進(jìn)行分析。在統(tǒng)計(jì)學(xué)體系的影響下，雜波幅度的分布特性、雜波的時(shí)間相關(guān)性等內(nèi)容成為了研究人員所不可忽視的內(nèi)容。以雜波的時(shí)間相關(guān)性、空間相關(guān)性和雜波的幅度統(tǒng)計(jì)分布等因素為例，遭到幅度分布可以用以下公式表示：

X(t)=xi(t)+jxq(t)=A(t)exp[jθ(t)]

在上述公式之中，xi(t)指代的內(nèi)容為雜波信號(hào)的同相分量；xq(t)反映的信息為雜波信號(hào)的正交分量；雜波幅度和雜波相位等概念分別用A(t)和θ(t)指代。由此可見，在實(shí)際研究工作中，A（t)的概率密度函數(shù)為雜波幅度特性的反映。雜波的相關(guān)特性建立在雜波序列的自相關(guān)函數(shù)或雜波譜的基礎(chǔ)之上。

2 低空雷達(dá)導(dǎo)引頭海面目標(biāo)檢測(cè)的多徑效應(yīng)

2.1 鏡反射效應(yīng)

在信息化作戰(zhàn)環(huán)境下，基于低空飛行或超低空飛行的突防技術(shù)，是新型反艦導(dǎo)彈所常用的一種攻擊手段。在實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下，處于低空飛行狀態(tài)的反艦導(dǎo)彈雖然可以降低為敵方雷達(dá)所察覺的概率，但是在多徑效應(yīng)和海雜波等因素的影響下，反艦導(dǎo)彈仍然難以發(fā)揮其應(yīng)有的功能。一般而言，低空雷達(dá)導(dǎo)引頭海面目標(biāo)檢測(cè)體系中應(yīng)用的兩種鏡面反射模型中包含有涉及一路反射信號(hào)的鏡面反射模型；還有一種鏡面反射模型可以在實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下同時(shí)考慮三路信號(hào)。將地球的表面視為平面，是與一路反射信號(hào)有關(guān)的鏡面反射模型的特點(diǎn)，這種模型將地面假定為平原，地面具有良好的導(dǎo)電性；考慮三路信號(hào)的模型將地球表面視作曲面，認(rèn)定地面具有一定的粗糙度。由于后者較之前者多關(guān)注了兩路目標(biāo)回波信號(hào)，因而兩種模型所給出的目標(biāo)回波信號(hào)在信號(hào)幅度方面會(huì)表現(xiàn)出一定的差異。針對(duì)多徑效應(yīng)對(duì)反艦導(dǎo)彈自身目標(biāo)探測(cè)能力的影響，研究者在雷達(dá)導(dǎo)引頭研究工作進(jìn)行過程中，可以采用針對(duì)三路信號(hào)的鏡反射模型。受地球曲率和地面粗糙度等因素的影響，鏡面反射系數(shù)與菲涅爾反射系數(shù)和發(fā)散因子之間也存在著一定的聯(lián)系。

2.2 漫反射效應(yīng)

多徑效應(yīng)中的漫反射效應(yīng)具有著隨機(jī)性高的特點(diǎn)。為保證漫反射效應(yīng)研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，研究者需要在先行獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)擬合技術(shù)構(gòu)建相關(guān)的近似模型。根據(jù)學(xué)術(shù)界的研究結(jié)果，漫反射效應(yīng)的研究模型主要涉及到了以下內(nèi)容：一種觀點(diǎn)將漫反射模型視為高斯-馬爾可夫過程的反映；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為漫反射過程重要集中在某一個(gè)閃爍面中。在筆者看來，漫反射閃爍面的形狀與以下因素有關(guān)：一是天線高度；二是目標(biāo)高度；三是雷達(dá)波長(zhǎng)和反射面的高度分布。漫反射信號(hào)的相位具有著較強(qiáng)的隨機(jī)性。

3 低空雷達(dá)導(dǎo)引頭海面目標(biāo)檢測(cè)性能的建模分析

3.1 海雜波模型的構(gòu)建

精確指導(dǎo)式導(dǎo)彈研制技術(shù)中的核心技術(shù)。主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭巡的制導(dǎo)技術(shù)對(duì)導(dǎo)彈作戰(zhàn)時(shí)效能的提升有著重要的作用。海雜波與雷達(dá)導(dǎo)引頭檢測(cè)性能之間有著較為密切的聯(lián)系。雷達(dá)導(dǎo)引頭目標(biāo)檢測(cè)能力的影響因素為多徑散射與海雜波的影響效果。海雜波建模的準(zhǔn)確性是目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果的主要影響因素。在對(duì)海雜波的認(rèn)識(shí)進(jìn)行深化以后，我們可以發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的低掠視角下的海雜波幅度分布與常規(guī)的高斯分布、瑞利分布等因素之間存在著明顯的差異。在對(duì)上述因素進(jìn)行充分分析以后，研究者可以用以下公式表示海雜波的功率譜：

在上述公式之中，S0表示的內(nèi)容為海雜波平均功率，fd為海雜波的平均多普勒頻率，αf指代的是功率譜標(biāo)準(zhǔn)離差。在借助距離單元?jiǎng)澐肿兓土阌洃浄蔷€性變換生成海雜波數(shù)據(jù)以后，研究者在研究工作開展以前，要以雷達(dá)參數(shù)和目標(biāo)位置為依據(jù)，確定生成雜波的地域范圍。在研究工作開始以后，需要根據(jù)雷達(dá)-單元幾何關(guān)系，對(duì)各個(gè)散射單元的回波信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。

3.2 研究結(jié)果分析

建模分析過程可以生成多徑條件下的雷達(dá)接受信號(hào)圖。如下圖1所示的內(nèi)容為多徑、海雜波條件下不同大小目標(biāo)的檢測(cè)概率。

圖1 多徑、海雜波條件下不同大小目標(biāo)的檢測(cè)效率

根據(jù)雷達(dá)接收信號(hào)功率在目標(biāo)距離變化影響下而產(chǎn)生的平滑度結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)，假設(shè)目標(biāo)RCS的數(shù)值為1m2，此時(shí)海雜波頻率與目標(biāo)的回波功率的所處環(huán)境具有著大致相等的特點(diǎn)。如果要求系統(tǒng)檢測(cè)RCS值為10m2的目標(biāo)時(shí)，雷達(dá)導(dǎo)引頭在距離目標(biāo)50km處開機(jī)以后，會(huì)進(jìn)入到目標(biāo)回波的衰減區(qū)，此時(shí)雷達(dá)導(dǎo)引頭回波功率值會(huì)表現(xiàn)出低于門限值的特點(diǎn)。在實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下，敵方系統(tǒng)可以根據(jù)雷達(dá)導(dǎo)引頭所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)，鎖定相關(guān)信息，制定有針對(duì)性的防御策略，因此雷達(dá)導(dǎo)引頭過早開機(jī)的問題的出現(xiàn)，會(huì)讓雷達(dá)導(dǎo)引頭其暴露于敵方的概率有所增加。

4 結(jié)語

在信息化作戰(zhàn)環(huán)境下，以低空飛行或超低空飛行為依托實(shí)施突防，是新型反艦導(dǎo)彈所常用的一種攻擊手段。對(duì)多徑散射和海雜波對(duì)來打?qū)б^檢測(cè)性能的影響進(jìn)行分析，可以為反艦導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)與性能評(píng)估提供理論支持。

[1]楊勇,肖順平,王雪松,馮德軍．混合背景下雷達(dá)導(dǎo)引頭檢測(cè)性能分析[J]．電波科學(xué)學(xué)報(bào),2014,29(02):242-247,253．

[2]楊勇,馮德軍,王雪松,張文明,肖順平．低空雷達(dá)導(dǎo)引頭海面目標(biāo)檢測(cè)性能分析[J]．電子與信息學(xué)報(bào),2011,33(08):1779-1785．