“雷達雜波”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的回波還要強的多,這使得雷達對目標回波的檢測產生了很大的檢測困難。
通過天線主瓣進入雷達的雜波稱為主瓣雜波,否則稱為旁瓣雜波。雜波常常是隨機的,具有類似熱噪聲的特性。由于雜波強度往往要比接收機內部噪聲大,雷達在強雜波背景下檢測目標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分布,其物理尺寸比雷達分辨單元要大的多,常分為兩大類:面雜波和體雜波。當然,也有“點”或離散的雜波,例如電視塔、建筑物等特殊結構。
說到“雜波”,你可能想到的就是如何去抑制它,去減少它在雷達回波中的分量,在很多情況是這樣的。但自然環境中的雷達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,氣象雷達和合成孔徑雷達等。云雨的反射對飛機雷達來說是不希望的,但確是氣象雷達所利用的,可以用來測量降雨率,提升天氣預報的準確性。
地面上的后向散射雜波或許會干擾很多地面雷達和機載雷達,但是合成孔徑雷達喜歡,通過對不同地物回波的分析,可以掌握大量的信息。因此,同一種自然環境的回波在一種應用中是不需要的雜波,而在另一種應用中可能就是提取的關鍵信號。
雜波RCS
雜波與雷達目標的回波相似,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:
雜波散射系數無量綱,它與雷達系統參數有關,例如雷達波長、極化特性,照射區域和照射方向等;地雜波還與地表面的參數有關,例如地面形狀、粗糙度、覆蓋層的復介電常數等;海雜波與風速、風向和海面蒸發等參數有關。
工作在海洋環境中的雷達,不可避免的要接收到海面的后向散射信號。對于遙感系統來說,接收和處理雷達后向散射信號是主要任務,從而獲得海浪、海冰等數據進行海洋研究。?
海雜波
但對于很多其他雷達系統來說,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載雷達,航行在海上的船用雷達,它們都不想要海雜波,會影響它們對小目標的檢測,從而以為“漏掉”海面飛行的巡航導彈而被擊毀。 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,比如海浪和風速。很多問題突然浮現,“小浪”還是“巨浪”對海雜波影響大嗎,如何表現出來?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? 海雜波的反射系數是非常復雜的,影響的因素很多,除了和雷達參數有關,顯然還和海況息息相關,經驗模型經常將反射系數表示成海況的函數,在不同條件和不同模型的情況下,反射系數的值不同。 關于海雜波的更多詳細內容可查看Keith Ward的《Sea Clutter:Scatter ,the K Distribution and Radar ?Performance》,全文共585頁。需要PDF版的可以發送關鍵詞“240118”查看。
審核編輯:黃飛
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