双（多）基地雷达技术概述
1. 概念和定义
双基地雷达是使用不同位置的天线进行发射和接收的雷达系统。当发射天线转动时，发射脉冲就在空间传播，遇到目标便反射电磁波,接收站接收回波,从中检测出目标。由于接收和发射异地,所以要利用发射波束与基线的夹角、距离和以及基线距离来解算双基地空间三角形,求出目标到发射站或接收站的距离以及目标到接收站与基线的夹角,这样接收站形成波束对准回波方向,并接收到目标信息。双基地雷达工作原理的几何关系下图所示。
若系统使用两个或多个具有公共覆盖空域的接收基地，并且每个基地的目标数据在一个中心站融合，则这种系统被称为多基地雷达。由稀疏分布阵列、随机分布阵列、畸变分布阵列和分布阵列构成的雷达、干涉仪雷达、无线电摄影和多基地测量系统有时被认为是多基地雷达的分支。它们通常是将来自每个基地的数据用相参的方式进行融合以形成大的接收孔径。多部发射机也能用于上述任何一种系统，可置于单独的基地或和接收机放在同一个基地。雷达网中三部测距单基地雷达组网有时被称为三边测量雷达。三边测量的概念也用在多基地雷达中，它借助到达时间差（TDOA）或差分多普勒技术来测量目标位置。
2. 发展历史
美国、英国、法国、前苏联、德国和日本的早期试验雷达都采用双基地体制，发射机和接收机的放置间距与目标距离相当。这些雷达采用连续波发射机，检测发射机直达信号和动目标散射的多普勒频移信号间的拍频。早期双基地雷达的许多技术都源于当时的通信技术：分置的基地，连续波发射，25～80MHz频率范围。此外，这些双基地雷达组成了当时典型的地面防空体系，用于探测20世纪30年代出现的主要威胁——飞机，但当时的技术未能很好地解决目标位置信息的提取问题。
1936年，NRL发明了收发开关，实现了收发共用一部天线。这种只有一个基地的体制就是人们熟悉的单基地雷达。它极大地扩大了雷达的用途，特别是适用于飞机、舰船和地面机动部队，结果使双基地雷达研究处于停滞阶段。
20世纪50年代初，探测飞机的要求又重新激起人们对双基地雷达的兴趣。美国的AN/FPS －23雷达是北极远程早期预警（DEW）线防空系统的低空雷达，始建于50年代中期，但不久就被拆除了。加拿大的McGill防空系统也采用了双基地体制。美国的Plato和Ordir弹道导弹探测系统是第一批多基地雷达。它们对每个接收站的距离和多普勒信息进行融合，从而估计目标的位置，但这两个系统没有部署。
在20世纪50年代和60年代初，人们编写了双基地雷达系统理论，提出了双基地RCS理论，并且进行了双基地雷达目标截面积和杂波的测量。双基地雷达的名称是由K.M.Siegel和R.E.Machol于1952年提出的。
雷达抗后向有源干扰和抗反辐射导弹（ARM）的需求，使双基地雷达在20世纪70年代和80年代重新得到重视。通过选择收发设备的位置可降低后向干扰，如将接收站置于干扰机的主波束外而让干扰机指向发射站。若将发射机从战场前方转移到后方，则发射机就不易受到
攻击，反辐射导弹的打击效能也就降低了。几个防空外场试验方案发现了双基地雷达的这些功能和它所固有的问题，如时间同步、威力覆盖和杂波抑制等。
与此同时，人们也确定了双基地雷达的一些其他概念并进行了试验，如机载发射机和接收机的“杂波调谐”。“杂波调谐”可使接收机得到高分辨力合成孔径的雷达图像，并且图像可由速度矢量直接产生。这一点是单基地合成孔径雷达无法实现的。若“杂波调谐”和“隐蔽”相结合，则可保护发射机，同时接收机平台可在没有雷达发射的状态下飞向目标。
人们还研究了其他一些多基地雷达概念，如采用多部发射机和接收机的多普勒搜索系统（DAS ）和其接收基地的间距可大、可小的分布式阵列雷达（DAR ）。多普勒搜索系统对各站的数据进行非相参处理，分布式阵列雷达为相参处理。
3. 坐标系
本文采用的坐标系是以正北方向为基准方向的两维坐标系。在如图1.1所示的XY 平面上给出了双基地雷达的坐标系和参数的定义。该平面有时也称为双基地平面。双基地三角形处在双基地平面内。发射机和接收机间的距离Ｌ称为基线距离或简称基线。θT 和θR 分别是发射机和接收机的视角，它们也被称作到达角（AOA ）或视线角（LOS ）。双基地角β =θT -θR ，也称交角或散射角。用β来计算与目标相关的参数及用θT 或θR 来计算与发射机或接收机相关的参数是很方便的。
图1.1 两维的双基地雷达正北坐标系
若以发射基地和接收基地为焦点做椭圆，那么椭圆在目标处的切线和双基地角的平分线垂直，这是一个很有用的关系。该椭圆就是距离等值线。在双基地“足迹”内，即在发射波束和接收波束的交叠区内，该切线是距离等值线的一个好的近似。单基地雷达和双基地雷达可以从几何关系上加以区分。若设定L =0或R T =R R 和β =0，则可等效为单基地雷达。
4. 距离关系
4.1雷达方程
双基地雷达距离方程的推导和单基地雷达距离方程的推导完全类似。双基地雷达的最大作用距离为
2/1R T min n s 32R
2T B 2R T T max R T ))/()4(()(L L N S B KT F F G G P R R π=σλ （1.1）
式中，R T 为发射机至目标的距离；R R 为接收机至目标的距离；P T 为发射功率；G T 为发射天线
功率增益；G R 为接收天线功率增益；λ为波长；σB 为双基地雷达目标截面积；F T 为发射机至目标路径的方向图传播因子；F R 为目标至接收机路径的方向图传播因子；K 为玻耳兹曼常数；T s 为接收系统噪声温度；B n 为接收机检波前的滤波器噪声带宽；(S /N )min 为检波所需的信噪功率比；L T 为不含在其他参数在内的发射系统损耗（＞1）；L R 为不含在其他参数在内的接收系统损耗（＞1）。
若B M σσ=、M R T L L L =和4M 2R 2T R R R =，则式（1.1）对应于单基地雷达距离方程。
4.2工作区
双基地雷达有3个不同工作区，即以接收机为中心的区域、以发射机为中心的区域及以发射机和接收机为中心的区域（简称共基地区）。选择这些工作区域的准则是双基地雷达常数k 。通常通过控制k 值来定义三种发射机配置是很便利的，即专用的、合作的和非合作的发射机配置。专用发射机是指发射机的设计和操作均从属于双基地雷达系统。合作式发射机是指为其他功能服务而设计的，但又可适当地支持双基地工作并受其控制。非合作式发射机尽管适宜双基地工作，但不受控。有时称双基地接收机是“搭乘”合作式或非合作式发射机，被搭乘的通常是单基地雷达。
表1.1以工作区和发射机的配置分类综述了双基地雷达的一些用途。“以发射机为中心的区域”一行省略的两项是雷达工作的限制，即专用或合作式发射机以单基方式工作比远处双基地接收机更容易收集近距离目标数据。“共基地区”一行省略的两项是技术的限制，即为了产生足够大的双基地雷达常数，发射机的设计和工作必须对双基地工作最优化，因此，专用式发射机常常只能用于共基地区。例外情况是利用高频率地波传播和偶发大气波导。
表1.1 双基地雷达的应用
5.1目标定位原理
双基地雷达通常需要测量目标相对于接收基地的位置。（θR ,R R ）。接收机视角θR 可以被直接测量，也可由目标方位角和仰角直接转化。波束分裂技术可用来提高测量精度。接收机到目标的距离R R 不能直接测量，但可通过求解双基地三角形来获得（如图1.1所示）。椭圆坐标系中的典型解为
)sin (2)(R R T 2
2R T R θL R R L R R R ++-+= （1.7）
通过专用式发射机提供的坐标或由发射定位系统测量出的坐标可计算出基线长L 。距离和（R T +R R ）有两种估算方法。直接法是由接收机测量接收到发射脉冲和目标回波的时间间隔?T rt 后，再由R T +R R =c ?T r t +L 来计算距离和。这种方法可用于任意发射机配置，只要发射机和接收
机之间有合适的视线。间接法在接收机和（专用）发射机间安装稳定的同步时钟。接收机测量发射脉冲与接收到回波的时间间隔?T tt ，再用公式R T +R R =c ?T tt 来计算距离和。如果收发的时间同步不是由直接路径来实现的，则间接法对视线就没有要求。
当在特殊情况下双基地雷达采用直接法计算距离和时，且有L ≥c ?T rt 时，式（25.7）可近似地被写为
R rt
R sin 1θ+?≈T c R （1.8）
这种近似不需要估算L ，当0?<θR <180?和L >4.6c ?T rt 时，式（1.8）的误差小于10%。 其他目标定位方法也是可行的。发射波束指向角θT 可用来代换θR 。由于牺牲了波束分裂，因此除非发射机也是一部跟踪目标的单基地雷达，否则目标定位精度将降低。也可采用双曲线测量系统，它用接收机测量两个分立发射机的传播时间差。目标位置的轨迹是一双曲线，与接收机到达角（AOA ）的交点可确定目标的位置。使用第3个发射机可对目标提供完整的双曲线的定位。而角度-角度定位技术可使用θT 、θR 和L 的估值。其中，θT 常由扮演合作式双基发射机的单基地雷达提供。
对于椭圆定位系统，如果忽略信噪比的变化，则目标定位误差通常随其临近基线而增大。误差主要来源于式（1.7）的固有几何关系。当直接采用距离和估计方法时，还会产生其他误差，包括直接路径信号干扰（类似日月蚀）、脉冲不稳定度和多径效应。当发射机采用脉冲压缩技术时，日月蚀问题是来自距离副瓣的干扰。如果采用线性调频脉冲压缩技术，则采用汉明或余弦平方时域加权和采用同类型的频域加权相比，接收机的近距离副瓣抑制大约能改善5dB 。
在双曲线定位系统中，目标定位误差随目标接近两发射的机连线而下降。在角度-角度定位系统中，当目标位于基线的垂直平分线上且β = 45?时，误差最小。在其他位置上，误差则相应增大[18]。当测量数据（或冗余数据）持续提供给双基地或多基地雷达时，可以用卡尔曼滤波器或其他类型的滤波器来估计目标的状态。
5.2覆盖范围
和单基地雷达类似，双基地雷达的覆盖范围也是由灵敏度和电磁波传播情况决定的。双基地雷达传播要求目标和两个基地间有适当的路径，而且必须包括多径效应、绕射、折射、遮蔽、吸收及几何关系。前5个方面的影响通常包含在式（1.1）的方向图传播因子和损耗因子中，几何关系另外讨论。
如果目标、发射机和接收机高度给定，则目标必须同时处在发射基地和接收基地的视线内。对于平坦地面而言，这些视线要求可以由以各基地为圆心的覆盖范围圆来确定。落在两圆的公共区内的目标满足上述要求，如图1.3所示。这些覆盖范围圆的半径（以km 计）近似为
)(130R t R h h r += （1.9）
和 )(130
T t T h h r += （1.10） 式中，h t 为目标高度，km ；h R 为接收天线高度，km ；h T 为发射天线高度，km ；
若接收机通过直接链路建立同步关系，那么发射机和接收机间也必须有适当的视线。在这种情况下，h t = 0，r R +r T ≥L 。式中，L 为基线长，因此有
L ≤130)(T R h h + （1.11）
若通过稳定时钟来建立同步关系，则没有发射机和接收机间视线的要求，系统只需满足式（1.9）和式（1.10）的要求即可。
图1.3 公共覆盖范围区域A C 的几何关系
如图1.3所示，公共覆盖范围区A C 是两个覆盖范围圆的相交部分，且有
()()[]T T 2T R R 2
R C sin sin 21
φφφφ-+-=r r A （1.12）
式中的φR 和φT 如图1.3所示，而且
???? ??+-=-L r L r r R 22T 2R 1R 2cos 2φ （1.13）
???
? ??+-=-L r L r r T 22R 2T 1T 2cos 2φ （1.14） 地形和其他类型的阻挡或遮蔽会降低单基地和双基地雷达的覆盖范围，对陆基双基地发射机和接收机则降得更为严重。由于这个原因，因此一些防空双基地雷达使用高架的发射机或机载的发射机。无论是双基地雷达还是双基地雷达网，其覆盖范围都比单基地雷达的小，这是一条基本规律。
6. 多普勒关系
发射机和接收机均在运动时，可用如图1.5所示定义双基地多普勒的几何位置关系和运动关系。目标速度矢量的大小为V ，相对于双基地角平分线的视角为δ。发射机和接收机速度矢量的大小分别为V T 和V R ，以正北坐标系（如图1.1所示）为参考的视角分别为δT 和δR 。
图1.5 双基地多普勒的几何图
6.1目标多普勒
当发射机和接收机静止（V T =V R =0）时，目标在接收基地的双基地多普勒频移f B 为：
)2/c o s (c o s )/2(B βδλV f = （1.17）
当β = 0?时，式（1.17）变成单基地多普勒频移。δ是速度矢量和雷达-目标视线的夹角，并且视线和双基地角平分线共线。当β =180?时，即前向散射情况，对任意的δ，f B = 0。式（1.17）表
明：
（1）对于给定的δ，双基地目标多普勒频移永远不会大于双基地角平分线上的单基地雷达所检测到的目标多普勒频移；
（2）对所有的β，当-90?<δ<90?时，双基地多普勒频移为正；在此界定下，以双基地角平分线为参考的趋近目标将产生一个正的或上升的多普勒频移；
（3）对所有的β，当目标速度矢量垂直于双基地角平分线（δ＝±90?）时，双基地目标多普勒频移为0，该矢量与通过目标位置（目标零多普勒频移曲线）的距离和画出的椭圆相切；
（4）对所有的β（β<180?），当目标速度矢量和双基地角平分线共线时，双基地多普勒频移的绝对值最大；该矢量也和通过目标位置画出的正交双曲线相切；该双曲线是目标的最大多普勒频移曲线。
6.2多普勒等值线
当目标不动、发射机和接收机在运动时（如机载），接收站的双基地多普勒频移f TR 为
)cos()/()cos()/(R R R T T T TR θδλθδλ-+-=V V f
式中各项的定义同如图1.5所示。
地球表面上具有恒定多普勒频移的点的轨迹称为多普勒等值线。对于单基地雷达和平坦地面而言，三维多普勒等值线是圆锥面，两维的是以雷达为原点的射线。双基地多普勒等值线却是扭曲的，这与几何位置关系和相对运动有关。对于平坦地面和两维的情况，令式（1.18）中的f TR 为常数，然后求解θR （或相应的θT ），即可以解析地推导出这些曲线。
图1.6是两维双基地平面上的双基地多普勒等值线。图中，取发射机和接收机的高度为零或接近于零，且假设
m/s 250R T ==V V 0T =δ
45R =δ m 03.0=λ
则双基地平面上栅格的大小是任意的，即多普勒等值线不随标尺的改变而改变。在如图1.6所示中的左、右两边的多普勒等值线接近于射线，对应于伪单基地工作点。
图1.6 平坦地面两维双基地的多普勒等值线
7 双基地雷达的抗干扰能力
7.1 抗有源阻塞干扰。 假定目标带有阻塞式干扰机,由于干扰机无法确定接收站的位置,则干扰方向与双基地的关系如图2所示。这样,与单基地雷达相比,对于定向干扰,接收站受到干扰机副瓣的干扰。当接收主瓣对准干扰副瓣时,单基地雷达与双基地雷达接收站收到的干扰信号功率之比为干扰机的主副瓣之比。当接收站追赶发射脉冲到其他方向时,单基地雷达与双基地雷达接收站收到
的干扰信号功率之比为干扰机的主副瓣之比加上接收站天线主副瓣之比。因此,两项综合起来双基地雷达接收站可获得10 dB～20 dB 的抗干扰好处。对于全向干扰,由于干扰功率大量分散,故接收功率也将明显减少。再加上接收主瓣不会对准干扰机,结果总的干扰功率将大大降低。
7.2 抗欺骗干扰。
通常欺骗干扰都是干扰机针对雷达辐射源的。干扰机根据检测到的天线转速、发射功率、脉冲重复频率等雷达参数对雷达实施各种欺骗,如角度、距离和速度欺骗等。但由于干扰机无法确定双基地雷达的具体配置情况和接收站的距离、方位等信息,所以就不能选出合适的干扰程序进行有效干扰。
7.3 反地杂波和海杂波的性能。
在双基地雷达中,收、发基地平台所处的位置不同,工作情况也就不同。在单基情况下,如空中机载发射平台照射到的地面或海面等背景回波,对目标起很大的干扰作用。在双基地工作时,接收站主要只收到目标的散射回波 ,由副瓣等原因造成的杂波背景是非常弱的,因此双基地雷达工作方式本身就有可能去掉杂波干扰。对于无源干扰 ,因为既不能选定准确的投放方向(位置),也很难把握投放时机,无论是箔条还是其他假目标都难发挥干扰效果。所以,不管是有源干扰还是无源干扰，双基地雷达被干扰的概率和受干扰的影响都大大减少。
“平面内”地杂波散射系数 Domville对X波段、垂直极化条件下的包括开阔草地、树林和建筑物在内的乡村地面的测量数据进行了总结，并给出了如图25.10[108]所示的。Domville称，由于数据来自不同的杂波源，并且是不同地形的平均，因此虽然这些数据有时可能会有10dB的差异；但是任一数据组的原始数据均散布在1～4.5dB之间。测量数据库由直线s=i、i =90、s =90附近及前向散射区沿镜像脊附近的那些点组成，其余的数据则是内插值。 Domville还总结了森林和市区的“平面内”测量数据[108]。所有的Domville测量地形的 B 0等值线都具有相似的形状。市区的 B 0普遍比森林高出3～6dB。但镜像脊的范围较小。 由于森林地形是更均匀的散射体，因此B0的锥状等值线延伸到前向散射象限（s >90）。镜像脊的范围较乡村地面小且幅度约低16dB。森林地形的其他B0值在s<90时和乡村地面的B0的值相似。 Domville报道[109]，对小平面外角（＝165），观测到的乡村地面和森林地形的B0在小i时没有明显地变化。同样，在小i的条件下，乡村地面和森林地形的B0在水平极化、垂直极化和交叉极化之间也没有观察到明显地变化。 半沙地在i<-1和所有s>-1时，水平和垂直极化测量的B0值都是-40dB[110]。交叉极化的测量值则低5～10dB。而且当从180变到165时，B0约以每度0.3dB衰减。 尽管地形条件不同，但是Cost的“平面内”数据[42]和Domville的数据[108]的吻合程度仍约为10dB之内。即使地形条件更均匀，Cost的数据曲线并不总是单调地接近双基地镜像脊区。 Domville的“平面内”地杂波数据可以分成3个区：i<-3或s<-3的低擦地角区（如图25.10所示中的单影线区）；140≤(i+s)≤220的镜像脊区（如图25.10所示中的打点区）；双基地散射区（如图25.10所示中的阴影区）。每个区域都能通过“半经验性处理（包括那些用于拟合测量数据的任意常数）”进行建模。
合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)
雷达简介及分类 英文中的“radar”（雷达）一词来源于缩略语（RADAR），表示“radio detection and ranging”（无线电检测与测距）。现如今，由于它已经成为一项非常广泛实用的技术，“radar”一词也变成一个标准的英文名词。它是利用目标对电磁波的散射来发现，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之一。 雷达的分类： 雷达种类很多，分类方法也很复杂，以下列举部分分类方法： （1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。 （2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。 （3）按辐射种类（雷达信号形式）可分为：脉冲雷达和连续波雷达、脉部压缩雷达和频率捷变雷达等。 （4）按照角跟踪方式可分为：单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和隐蔽圆锥扫 描雷达等。 （5）按工作频段可分为：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达、超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达等。 （6）按照目标测量参数可分为：测高雷达、二坐标雷达、三坐标雷达和 故我识对雷达、多站雷达等。 （7）按照天线扫描方式可分为：分为机械扫描雷达、相控阵雷达等。 （8）按照雷达采用的技术和信号处理的方式可分为：相参积累和非相参 积累、动目标显示、动目标检测、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描 边跟踪雷达。 (9)按用途可分为：空中监视雷达（如远程预警、地面控制的拦截等）、 空间和导航监视雷达（弹道导弹告警、卫星监视等）、表面搜索和战场监视 雷达（地面测绘、港口和航道控制）、跟踪和制导雷达（表面火控、弹道制
概述 介绍 Rockwell Collions WXR-2100型多扫描气象雷达在气象信息的处理和提炼方法上有革命性的突破，多扫描气象雷达是一种全自动雷达，它可以在不需要飞行员输入扫描角度和进行增益设置的情况下，不管在什么时候，不管飞机的姿态如何，对所有范围内重要的气象信息进行无杂波的显示。当多扫描气象雷达工作在自动模式的时候，每个飞行员将会获得一般只有有经验的雷达操作员才能获得的气象信息，而飞行员只需进行简单的规范化航空公司飞行员培训。多扫描气象雷达有效的减少了飞行员的工作负担，并增强了天气的探测能力，增加了机组及旅客的安全性。 多扫描雷达工作的关键在于雷达对雷雨底部反射部分的探测，然后通过先进的数字信号处理技术对地面杂波进行抑制。为了对短、中、长距离范围内的气象进行更好的探测，多扫描气象雷达也集成了多雷达扫描功能，对扫描角度进行预设。因此，在不同的飞行阶段，不同的探测距离，它的气象探测结果都十分出色。真320海里探测和Qverflight Protection功能是多扫描气象雷达众多新特征中的两个。多扫描气象雷达因为使用先进的运算法则来消除地面杂波，这使它能够跨越雷达视野的限制，为飞行员提供真正意义上的320海里气象资料。Overflight Protection功能使机组人员能够躲开雷雨顶部渗透，这是如今导致飞机颠簸的主要原因之一。Overflight Protection功能将那些对飞机造成威胁的任何雷雨信息保持在雷达显示屏上，直到它不在对飞机造成威胁为止。 系统描述 重要的运行特点 全自动工作：多扫描气象雷达设计工作在全自动模式，飞行员只需输入探测范围，而不需要输入扫描角度和进行增益设置。 理想的无杂波显示：Rockwell Collions第三代地面杂波抑制算法能减少约98%的地面杂波，这使它能理想的无杂波显示有威胁的气象信息。 在不同探测范围和飞行高度情况下良好的气象探测能力：多扫描气象雷达将从不同扫描角度获得的气象数据储存在存储器中，当飞行员选择了所要求的显示范围，不同角度的扫描信息将会从存储器中取出并一起显示。通过多角度的扫描，可以获得近距离和远距离的气象信息，这使得不管飞机的姿态如何，不管何种探测范围，显示屏上所呈现的都是一幅最优化的气象图。 决策气象：多扫描气象雷达能够提供真正意义上的320海里决策气象信息。 Gain Plus：Gain Plus包括以下功能： 传统的加减增益控制：多扫描气象雷达允许机组人员在人工或自动工作模式的时候进行增加或减小增益。 基于温度的增益控制：在高海拔的巡航高度，由于低的雷雨雷达反射率，将会基于温度对雷雨增益进行补偿。 路径衰减补偿和警报（PAC Alert）：对距飞机80海里范围内的干扰性气象造成的衰减进行补偿，当补偿超过限制，一个黄色的PAC Alert杆将显示以提醒飞行员注意雷达阴影区。Overflight Protection：Overflight Protection功能减少了在高海拔巡航高度时疏漏雷雨顶部渗漏的可能性。多扫描气象雷达向下扫描波束的信息和它的信息存储能力将发挥作用，可以防止在飞机完全穿越有威胁的雷雨区之前，雷雨区图象在显示屏上消失。 海洋气候反射率补偿：多扫描气象雷达能对海洋雷雨反射率的减小进行增益补偿，以便在
双（多）基地雷达技术概述 1. 概念和定义 双基地雷达是使用不同位置的天线进行发射和接收的雷达系统。当发射天线转动时，发射脉冲就在空间传播，遇到目标便反射电磁波,接收站接收回波,从中检测出目标。由于接收和发射异地,所以要利用发射波束与基线的夹角、距离和以及基线距离来解算双基地空间三角形,求出目标到发射站或接收站的距离以及目标到接收站与基线的夹角,这样接收站形成波束对准回波方向,并接收到目标信息。双基地雷达工作原理的几何关系下图所示。 若系统使用两个或多个具有公共覆盖空域的接收基地，并且每个基地的目标数据在一个中心站融合，则这种系统被称为多基地雷达。由稀疏分布阵列、随机分布阵列、畸变分布阵列和分布阵列构成的雷达、干涉仪雷达、无线电摄影和多基地测量系统有时被认为是多基地雷达的分支。它们通常是将来自每个基地的数据用相参的方式进行融合以形成大的接收孔径。多部发射机也能用于上述任何一种系统，可置于单独的基地或和接收机放在同一个基地。雷达网中三部测距单基地雷达组网有时被称为三边测量雷达。三边测量的概念也用在多基地雷达中，它借助到达时间差（TDOA）或差分多普勒技术来测量目标位置。 2. 发展历史 美国、英国、法国、前苏联、德国和日本的早期试验雷达都采用双基地体制，发射机和接收机的放置间距与目标距离相当。这些雷达采用连续波发射机，检测发射机直达信号和动目标散射的多普勒频移信号间的拍频。早期双基地雷达的许多技术都源于当时的通信技术：分置的基地，连续波发射，25～80MHz频率范围。此外，这些双基地雷达组成了当时典型的地面防空体系，用于探测20世纪30年代出现的主要威胁——飞机，但当时的技术未能很好地解决目标位置信息的提取问题。 1936年，NRL发明了收发开关，实现了收发共用一部天线。这种只有一个基地的体制就是人们熟悉的单基地雷达。它极大地扩大了雷达的用途，特别是适用于飞机、舰船和地面机动部队，结果使双基地雷达研究处于停滞阶段。 20世纪50年代初，探测飞机的要求又重新激起人们对双基地雷达的兴趣。美国的AN/FPS －23雷达是北极远程早期预警（DEW）线防空系统的低空雷达，始建于50年代中期，但不久就被拆除了。加拿大的McGill防空系统也采用了双基地体制。美国的Plato和Ordir弹道导弹探测系统是第一批多基地雷达。它们对每个接收站的距离和多普勒信息进行融合，从而估计目标的位置，但这两个系统没有部署。 在20世纪50年代和60年代初，人们编写了双基地雷达系统理论，提出了双基地RCS理论，并且进行了双基地雷达目标截面积和杂波的测量。双基地雷达的名称是由K.M.Siegel和R.E.Machol于1952年提出的。 雷达抗后向有源干扰和抗反辐射导弹（ARM）的需求，使双基地雷达在20世纪70年代和80年代重新得到重视。通过选择收发设备的位置可降低后向干扰，如将接收站置于干扰机的主波束外而让干扰机指向发射站。若将发射机从战场前方转移到后方，则发射机就不易受到
合成孔径声纳 合成孔径声纳的研究起源于五十年代末期，但直到八十年代以后，合成孔径声纳的研究才逐步全面展开。目前国际上只有少数国家和地区研制出了合成孔径声纳原型机并进行了海上试验。 合成孔径声纳是一种新型高分辨水下成像声纳，合成孔径雷达原理推广到水声领域，就出现了合成孔径声纳。其基本原理是利用小孔径基阵的移动，通过对不同位置接收信号的相关处理，来获得移动方向（方位方向）上大的合成孔径，从而得到方位方向的高分辨力。从理论上讲，这种分辨力和探测距离无关。直观地说，距离越大，合成孔径长度就越长，合成阵的角分辨率就越高，从而抵消了距离增大的影响，保持了分辨力不变。 但合成孔径声纳作为一种水下成像设备，受水下复杂条件的影响，有不同于合成孔径雷达的特点。首先是声传播信道的非理想性比合成孔径雷达中电磁波传播的严重；其次是声纳拖体的运动稳定性比合成孔径雷达要差得多；再者因为声速大大低于电磁波在空间的传播速度，从而大大限制了拖体运动的速度；最后由于声纳中常采用宽带信号而使雷达中的一些窄带信号处理方法在合成孔径声纳中不再适用，需对已有的算法进行改进或研究新的算法。这正是合成孔径声纳研究极富挑战性之所在。 合成孔径声纳系统一般由三个分系统组成：1)声纳分系统，由合成孔径声纳基阵、发射机、接收机、数据采集、传输和存储子系统、声纳信号处理机和显控台等组成；2)姿态与位移测量分系统，由姿态、位移测量系统和GPS等组成；3)拖曳分系统，由绞车、拖缆和拖体等组成。 合成孔径声纳可以用于水下军事目标的探测和识别，最直接的应用就是进行沉底水雷和掩埋水雷的高分辨探测和识别。在国民经济方面，可以用于海底测量、水下考古和搜寻水下失落物体等，尤其可以进行高分辨海底测绘，对数字地球研究具有重要意义。 综合声纳技术研究室"九五"期间在国家863项目支持下，研制出国内第一套合成孔径声纳湖试样机。 合成孔径声纳成像算法 合成孔径声纳成像算法分为聚焦处理和非聚焦处理算法。这里只要介绍聚焦算法。聚焦处理成像算法较多，主要包括数字波束形成算法、距离-多普勒（R-D）算法、波数域（w-k）算法和调频变换（Chirp-Scaling）算法等。 波束形成算法 这种方法是一种逐点计算像素值的方法。根据声纳拖体运动过程中发射信号和接收信号传播路径的几何关系，计算出运动轨迹上各个接收位置的时间延迟或相位差，通过延时补偿后迭加的方法得出各像素点的值，从而得到合成孔径声纳的图像。这是一种逐点算法，计算量很大，适用于宽带信号的情况。 距离-多普勒（R-D）算法 这种算法首先对时域匹配滤波后得到的原始数据进行空间波数域变换，得到距离-多普勒域的结果，然后在距离-多普勒域通过数据的重排补偿时延的变化，最后实施横向空间压缩，从而获得最终的合成孔径的图像。这是一种逐线处理算法。 波数域（w-k）算法 这种算法把脉冲压缩后原始数据的图像经过二维付氏变换得到频率-波数域的图像，对这个图像进行适当处理后，在进行一种称作Stolt映射的变换，就得到了直角坐标的纯波数域的像，最后再经过二维逆付氏变换，就得到了最终合成孔径的图像。这是一种数据成块处理的算法，因而效率很高，适用于宽带信号的情况。
雷达技术综述 Overview of Radar Technology 摘要： 雷达被广泛用于军事预警、导弹制导、民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。本文首先概述了雷达发展历程并总结了雷达技术发展的成因，然后对雷达的基本工作原理和基本雷达方程作了简要的介绍。最后介绍了几种实际雷达并指出了雷达的未来发展方向。 关键词： 雷达技术；工作原理；雷达应用；发展趋势 Abstract: Radar is widely used in many fields of military early warning, missile guidance, aviation control, topographic surveying, meteorology, navigation and so on.This paper outlines the development process of radar and summarizes the causes of the development of radar technology,then briefly introduces the basic principle of radar and basic radar equation.Finally, introduces several kinds of practical radar and points out the future development direction of radar. Key words: radar technology; working principles; radar applications; trend in development 引言 雷达是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达最先是作为一种军事装备服务于人类，主要用来实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器。随着雷达技术的不断改进，如今雷达被广泛用于民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。随着高科技的不断发展，雷达技术将在21世纪得到更广泛的应用。 1 雷达的发展历程 雷达诞生于20世纪30年代，从美、欧等发达国家的雷达装备技术发展来看，雷达的发展历程大致经历了4个阶段：第1个阶段是从20世纪30年代到50年代，为实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器(高炮、高射机枪、探照灯等)，西方大量研制部署米波段雷达和以磁控管为发射机的微波雷达。当时雷达探测目标的种类简单，主要是飞机，此外还有少量的飞艇和气球，雷达的典型技术特征是电子管、非相参，这种雷达被称为第1代。 第2个阶段是从20世纪50年代到80年代，防空作战对雷达提出了由粗略
我军师侦察营仪器侦察连的战场侦测雷达 陆军所使用的轻型战场侦察雷达，顾名思义就是探测野战环境中活动目标的雷达。它主要装备于陆军部队，用于警戒、侦察敌方运动中的人员、车辆和坦克等目标，测定其方位、距离和活动路线，提供敌军地面活动的情报。 轻型战场侦察雷达的起源和红外热成象仪一样，都是为了满足美国在越南战争的需要而发展起来的。此类雷达使用多普勒原理对野战环境中的活动目标进行侦察和定位，如人员、坦克装甲车辆、低空飞行物等目标进行全天候的侦察和定位。 操作手一般利用耳机里的多普勒音调特征来区分活动目标的种类和速度，再使用监视器上的显示的字符来确定目标的距离和方位（这点和海军的声纳操作员比较类似）。这类雷达除了可以对敌人纵深进行侦察和目标捕获外，也可以用来作为火炮校射使用。 根据雷达作用距离和规模的不同，此类雷达可以安装在三脚架、地面车辆和直升机上等平台上。而里面可供步兵分队使用的是指使用超轻型设计、供步兵分队携带使用的雷达。主要用于前沿侦察，及时为指挥官提供近实时，准确的战场情报。当然在非战场环境下，此雷达也可以用于边境监视、缉毒、反走私以及其他一些行动。 此类雷达根据雷达发射波形的不同，又有连续波和脉冲波2种体制。这种雷达波长一般都在3厘米或更短，这样做可以提高雷达侦测精度和减少雷达体积、重量。由于目标周围环境中常伴有很多地物，这种雷达常采用MTI 技术，以便将活动目标信号从强烈的地物杂波中检测出来。此类雷达根据发射功率和其它一些技术条件的不同，探测距离从2公里-30到40公里不等。 虽然与红外热成像仪相比，红外热成像仪是以被动方式工作，具有隐蔽性好的优点，但是在尘土、烟雾、阴雨等复杂气象和恶劣环境下红外热成像仪却有比较大的使用局限性。所以战场侦察雷达也被各国军方所重视。 在第一次海湾战争中，轻型战场侦察雷达为联军师以下级别的指挥官提供了实时、准确的战场情报。在战争结束后，各国军方非常关注用于陆军步兵分队的轻型战场侦察雷达的发展。以适应今后战争中支持步兵、侦察兵行动与和平环境中军警行动的需要。随着雷达电子技术的发展和各国军队对轻型战场侦察雷达的重视，这种雷达将会在步兵装备中得到越来越大的普及。从而影响步兵的传统作战模式。 探测地面活动目标雷达。主要装备于陆军部队，用于警戒、侦察敌方运动中的人员、车辆和坦克等目标，测定方位、距离和活动路线，提供敌军地面活动情报。根据雷达作用距离的不同，战场侦查雷达分为近距离（对车辆10千米左右）便携式和中远距离（对车辆20～40千米左右）车载式两种类型。根据雷达发射波形的不同，又有连续波和脉冲波2种体制。这种雷达一般采用3厘米或更短的波长，以提高精度和减少体积、重量。由于目标周围环境中常伴有很多地物，这种雷达常采用动目标检测技术，以便将活动目标信号从强烈的地物杂波中检测出来。 目前在多模传感器系统中最具代表性的是法国汤姆逊无线电公司与澳大利亚的阿贝尔视觉系统公司合作研制的“猛禽”系统。该系统有固定状态和机动状态两种形式，可供中程和近程全天候地面监视使用，还可供步兵侦察和炮兵观察使用。
摘要：本文首先叙述了双(多)基地雷达的发展历史，并对该雷达在现代防御体系中的优势进行了分析与探讨，最后阐述了典型的双(多)基地雷达系统及其未来的发展趋势。 1引言 双(多)基地雷达主要是相对于比较常见的单基地雷达而言的，它是从雷达收发站配置的角度来命名的。单基地雷达一般是收发共址，即接收站和发射站位于同一个地方，而双(多)基地雷达则是收发异址，其中多基地雷达还具有多个发射站和多个接收站，以离散的形式配置。双(多)基地雷达实际上早在单基地雷达发展前好几年就已经出现了，其原理也早已为人们所应用，但是发展的过程却十分缓慢。这主要是由于天线收发开关和脉冲发射技术的出现，使得单基地雷达在很长一段时间内占据了雷达技术发展的主导地位。但是近年来，随着"四大威胁"即目标隐身技术，综合性电子干扰技术、低空超低空突防技术和反辐射导弹技术的迅猛发展，现代战争对军用雷达的要求变得越来越苛刻，单基地雷达因此也面临着日益严重的生存危机。在海湾战争中，伊拉克的雷达系统为了躲避美军反辐射导弹的攻击，不得不采取了关机的消极措施以求安全。因此，为了对付日趋发展并成熟起来的"四大威胁"的挑战，双(多)基地体制雷达又重新得到了各国的重视。由于双(多)基地雷达使用两个或两个以上的分离基地(其中包括有源和无源基地)，因此按照不同的军事要求，它在防御体系中就有多种可能的组合形式。从部置的位置方面来看，可分为地发/地收，空发/地收，地发/空收等几种形式，多基地雷达还具有一发多收，多发多收等形式。 2双(多)基地雷达的发展历史 在双(多)基地雷达正式出现之前，人们实际上就已经开始了这种雷达体制的应用。到三十年代后期，在美、英、法、德、俄等国的早期雷达防御系统中，都出现了这种体制的雷达。当时采用的基本工作原理是使用相距甚远的发射机和接收机。通过测定目标反射信号的多普勒频移和发射机向接收机直接传播的信号之间的差频，从而检测出穿过发射机--接收机基线的目标。1922年，美国海军实验室(NRL)首次应用一部波长为5m的连续波试验装置探测水面船只，由于当时没有有效的隔离方法，只能把收发机分置，这就是一种早期的双基地连续波雷达。 到1932年，NRL已经用这种双基地雷达探测到了相距80km的飞机。同时，美国和法国还布置了双基地的远程雷达防御网，用于探测入侵的飞机。1934年，前苏联也研制出了一种双基地连续波雷达，称为RUS-1，到第二次世界大战德国入侵时，该雷达已在前苏联的远
雷达技术的发展历程及其在现代战争下的发展趋势研究 摘要：文章简要介绍了雷达系统和技术的发展历程，分析了雷达系统与技术发展的特点，提出了现代战争下雷达技术发展展望。 关键词：雷达技术相控阵合成孔径发展历程发展趋势 引言 自从雷达诞生至今，在70 多年的发展历程中，随着科技的不断发展、需求的不断变化，出现了多种体制的新功能雷达，雷达的技术性能、体积和重量、可靠性、维修性、抗恶劣环境的生存能力等也发生了天翻地覆的变化。特别是其在现代战争中的广泛应用，使得对雷达技术的研究具有了重要的意义。 一、雷达系统与技术的发展历程 1．20 世纪30 年代及以前 19 世纪后期，物理学家麦克斯韦、法拉第和安培等人，预言并用数学公式描述了移动电流产生的电磁波的存在情况。1935 年英国和美国科学家第一次研制出能够探测空中飞机的实用米波雷达，至此宣告了雷达的诞生。1936 年美国海军研究实验室研制了T / R （收发）开关，可使雷达系统的接收和发射分系统共用一副天线，大大简化了雷达系统结构。1939 年英国科学家发明了大功率磁控管，克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点，使实用雷达步入了微波频段。 2．20 世纪40 年代 20 世纪40 年代美国辐射研究室把微波新技术应用于军用机载、陆基和舰载雷达取得成功，其代表产品是SCR -270 机载雷达、SCR -584 炮瞄雷达和AN / APQ-机载轰炸瞄准相控阵雷达。20 世纪40 年代主要的雷达技术有动目标显示技术、中继技术以及单脉冲跟踪技术理论的提出。动目标显示技术应用于各型对空警戒雷达，后来应用于着陆引导、岸防等型雷达，其优势是能有效抑制地海杂波，抑制大山、建筑物、风雨雪等静止和慢动目标的干扰能将机载情报传送到地面观测站，能有效加强地空之间的信息联系。 3.20 世纪50 年代 20 世纪50 年代是雷达理论发展的鼎盛时期，雷达设计从基于工程经验阶段，进人了以理论为基础，结合实践经验的高级阶段。50 年代产生的主要理论有匹配滤波器概念、统计检测理论、模糊图理论和动目标显示理论等。各种新技术的应用，出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等新休制雷达。 4.20世纪60年代 20 世纪60 年代雷达系统发展的主要标志是数字处理技术革命和相控阵雷达的应运而生。为了探测洲际弹道导弹，为防空系统提供预测情报，产生了相控阵雷达体制。新一代雷达发展方向是全固态电扫相控阵多功能雷达。雷达信号和数据处理的数字化革命、半导体元件、大规模和超大规模集成电路的应用，使雷达技术的发展日臻完善并达到比较高的水平。
文章编号：1001-893X（2009）02-0038-05 侦察雷达数字中频接收机的设计与实现? 杨春 （中国西南电子技术研究所，成都610036） 摘 要：针对传统模拟接收机在实现方式上的不足，提出了侦察雷达数字化接收机的性能改进方案。并对数字中频中多项关键技术进行原理分析，给出了雷达中频数字化具体实现方案，同时给出了一个比较全面的数字中频测试方法。 关键词：侦察雷达；数字化接收机；中频采样；数字本振；镜频抑制度 中图分类号：TN959.1 文献标识码：A Design and Implementation of the Digital Intermediate Frequency Receiver for a Reconnaissance Radar YANG Chun （Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China） Abstract：In allusion to the defect of analog receiver，performace improvement scheme of digital intermediate frequency（IF）receiver for a surveillance radar is proposed，and theory of several key technologies is analysed.The implementation scheme of IF digitization for reconnaissance radar is given. A comprehensive digital IF test method is provided. Key words：reconnaissance radar；digital receiver；intermediate frequency sample；digital local oscillator；image suppression 1 引言 传统雷达接收机正交解调在模拟域进行，I/Q 通道混频器要求同频率相位相差90°，两个通道通过滤波器后，信号增益也要求完全一致。如果在信号带宽上所有频点不能满足这个要求，则后端信号处理会因为I/Q通道的幅度不一致在脉压后产生距离旁瓣和相位正交性不好引入虚假目标，同时传统模拟接收机每个通道都需要一个A/D，两个A/D的差异会进一步降低系统性能。 随着集成电路的高速发展，尤其是高速A/D变换器的发展，使得直接中频采样成为可能，即直接将模拟中频信号通过A/D变换为数字信号，同时在数字域实现正交解调，生成数字I、Q基带信号。与传统模拟方法相比，直接中频采样具有更高的精度与稳定性。尤其是数字本振不受环境变化影响，没有温度漂移，同时数字本振的幅度一致和相位正交性比模拟本振高一个数量级。本文探讨了侦察雷达数字中频的实现方案，给出了一种基于多相滤波器结构的数字接收机实现方法，实现了对60 MHz 调制的中频信号（带宽5 MHz）数字下变频设计，并给出了最后试验结果。 ?收稿日期：2008-12-03；修回日期：2009-01-21
合成孔径雷达（SAR） 合成孔径雷达产生的过程 为了形成一幅真实的图像增加两个关键参数：分辨率、识别能力。 合成孔径打开了无限分辨能力的道路 相干成像特性：以幅度和相位的形式收集信号的能力 相干成像的特性可以用来进行孔径合成 民用卫星接收系统SEASA T、SIR-A、SIR-B 美国军用卫星(LACROSSE) 欧洲民用卫星（ERS系列） 合成孔径雷达(SAR)是利用雷达与目标的相对运动将较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一个较大孔径的等效天线孔径的雷达。 特点：全天候、全天时、远距离、和高分辨率成像并且可以在不同频段不同极化下得到目标的高分辨率图像 SAR高分辨率成像的距离高分辨率和方位高分辨率 距离分辨率取决于信号带宽 方位高分辨率取决于载机与固定目标相对运动时产生的具有线性调频性质的多普勒信号带宽 相干斑噪声 机载合成孔径雷达是合成孔径雷达的一种 极化：当一个平面将空间划分为各向同性和半无限的两个均匀介质，我们就可以定义一个电磁波的入射平面，用波矢量K来表征：该平面包含矢量K以及划分这两种介质的平面法线垂直极化（V）：无线电波的振动方向是垂直方向与水平极化（H）：无线电波的振动方向是水平方向 TE波：电场E与入射面垂直
TH波：电场E属于入射平面 合成孔径雷达的应用 军事上、地质和矿物资源勘探、地形测绘和制图学、海洋应用、水资源、农业和林业 合成孔径雷达在军事领域的应用：战略应用、战术应用、特种应用。 SAR系统的几个发展趋势：多波段、多极化、多视角、多模式、多平台、高分辨率成像、实时成像。 SAR图像相干斑抑制的研究现状 分类：成像时进行多视处理、成像后进行滤波 多视处理就是对同一目标生成多幅独立的像，然后进行平均。 这是最早提出的相干斑噪声去除的方法，这种技术以牺牲空间分辨率为代价来获取对斑点的抑制 成像后的滤波技术成为SAR图像相干噪声抑制技术发展的主流 均值滤波、中值滤波、维纳滤波用来滤去相干斑噪声，这种滤波方法能够在一定程度上减小相干斑噪声的方差 合成孔径雷达理论概述 合成孔径雷达是一种高分辨率成像雷达，高分辨率包含两个方面的含义：方位向的高分辨率和距离向高分辨率。它通过采用合成孔径原理提高雷达的方位分辨率，并依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率 由于SAR雷达发射信号（距离向信号）和合成孔径信号（方位信号）均具有线性调频性质，SAR成像的实质就是通过匹配滤波器对距离向和方位向具有线性调频信号的信号进行二维脉冲压缩的过程，也就是依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率，通过合成孔径原理提高雷达的方位分辨率的过程 SAR成像处理是先利用距离向匹配滤波器，进行距离脉压，实现距离向高分辨率后，再通过方位向德匹配滤波，最终得到原始目标的高分辨图像。
第二讲国内外地质雷达技术发展状况（历史与现状） 探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初，1904年，德国人Hulsmeyer首次将电磁波信号应用与地下金属体的探测。1910年Leimback和Lowy以专利形式在1910年的专利，他们用埋设在一组钻孔里的偶极子天线探测地下相对高的导电性质的区域，并正式提出了探地雷达的概念。1926年Hulsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，指出只要介电常数发生变化就会在交界面会产生电磁波反射，而且该方法易于实现，优于地震方法[1,2]。但由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，使得探地雷达技术和应用受到了很多的限制，初期的探测仅限于对波吸收很弱的冰层厚度（1951，B.O.Steenson，1963，S.Evans）和岩石和煤矿的调查（J.C.Cook）等。随着电子技术的发展，直到70探地雷达技术才重新得到人们的重视，同时美国阿波罗月球表面探测实验的需要，更加速了对探地雷达技术的发展，其发展过程大体可分为三个阶段： 第一阶段，称为试验阶段，从20世纪70年代初期到70年代中期，在此期间美国，日本、加拿大等国都在大力研究，英国、德国也相继发表了论文和研究报告，首家生产和销售商用GPR的公司问世，即Rex Morey和Art Drake成立的美国地球物理测量系统公司（GSSI），日本电器设备大学也研制出小功率的基带脉冲雷达系统。此期间探地雷达的进展主要表现在，人们对地表附近偶极天线的辐射场以及电磁波与各种地质材料相互作用的关系有了深刻的认识，但这些设备的探测精度、地下杂乱回波中目标体的识别、分别率等方面依然存在许多问题。 第二阶段，也称为实用化阶段，从20世纪70年代中后其到80年代，在次期间技术不段发展，美国、日本、加拿大等国相继推出定型的探地雷达系统，在国际市场，主要有美国的地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系统，日本应用地质株式社会（OYO）的YL－R2地质雷达，英国的煤气公司的GP管道公司雷达，在70年代末，加拿大A－Cube公司的Annan和Davis等人于1998年创建了探头及软件公司（SSI），针对SIR系统的局限性以及野外实际探测的具体要求，在系统结构和探测方式上做了重大的改进，大胆采用了微型计算机控制、数字信号处理以及光缆传输高新技术，发展成了EKKO Ground Penetrating Radar 系列产品，简称EKKO GPR系列。瑞典地质公司（SGAB）也生产出RAMAC 钻孔雷达系统，此外，英国ERA公司、SPPSCAN公司，意大利IDS公司、瑞典及丹麦也都在生产和研制各种不同型号的雷达。80年代全数字化的GPR问世，具有划时代的意义，数字化GPR不仅提供了大量数据存储的解决方案，增强了实时和现场数据处理的能力，为数据的深层次后处理带来方便，更重要的是GPR 因此显露出更大的潜力，应用领域得以向纵身拓展。 第三阶段，从上个世纪80年代至今，可称为完善和提高阶段。在此期间，GPR技术突飞猛进，更多的国家开始关注探地雷达技术，出现了很多探地雷达的研究机构，如荷兰的应用科学研究组织和代尔夫大学，法国_德国的Saint-Louis 研究所（ISL），英国的DERA，瑞典的FOA，娜威科技大学和地质研究所，比利时的RMA，南非的开普敦大学，澳大利亚昆士兰大学，美国的林肯实验室和Lawrence Livermore国家实验室以及日本的一些研究机构等等。同时，探地雷达也得到了地球物理和电子工程界的更多关注，对天线的改进、信号的处理、地下目标的成像等方面提出了许多新的见解。GSSI公司在商业上取得了极大的成功，
茶话双基地雷达 姓名:刘玉敬 学号：2009081221 1.双基地雷达定义 双基地雷达采用两个相距颇远的基地，其中一个放置发射机，另一个放置相应的接收机。其目标检测与单基地雷达类似，即发射机照射目标、接收机检测和处理目标回波。目标定位也与单基地雷达类似，但更复杂：为求解发射机-目标-接收机三角形（双基地三角形），需要信号传播总时间、接收机的正交角测量及对发射机位置的一些估计。由于站址分开，因此可能再加上副瓣对消，对直达路径发射信号提供足够的空间隔离度。双基地雷达常采用CW 波形。 在如图1所示的xy 平面上给出了双基地雷达的坐标系和参数的定义。该平面有时也称为双基地平面。双基地三角形处在双基地平面内。发射机和接收机间的距离Ｌ称为基线距离或简称基线。θT 和θR 分别是发射机和接收机的视角，它们也被称做到达角（AOA ）或视线角（LOS ）。双基地角β =θT -θR ，也称交角或散射角。用β来计算与目标相关的参数及用θT 或θR 来计算与发射机或接收机相关的参数是很方便的。 图1 两维的双基地雷达正北坐标系 若以发射基地和接收基地为焦点做椭圆，那么椭圆在目标处的切线和双基地角的平分线垂直，这是一个很有用的关系。该椭圆就是距离等值线。在双基地“足迹”内，即在发射波束和接收波束的交叠区内，该切线是距离等值线的一个好的近似。 单基地雷达和双基地雷达可以从几何关系上加以区分。若设定L =0或R T =R R 和β =0，则可等效为单基地雷达。 2.双基地雷达方程 双基地雷达距离方程的推导和单基地雷达距离方程的推导完全类似。双基地雷达的最大作用距离为 2/1R T m i n n s 32R 2T B 2R T T m a x R T ))/()4(()(L L N S B KT F F G G P R R π=σλ （1） 式中，R T 为发射机至目标的距离；R R 为接收机至目标的距离；P T 为发射功率；G T 为发射天线功率增益；G R 为接收天线功率增益；λ为波长；σB 为双基地雷达目标截面积；F T 为发射机至目标路径的方向图传播因子；F R 为目标至接收机路径的方向图传播因子；K
国外雷达技术新进展概述 朱峥嵘 (南京电子技术研究所,江苏省南京市210039) 摘 要:雷达技术的研发与应用重点仍然集中在有源相控阵雷达、合成孔径雷达方面。有源相控阵雷达技术在机载雷达系统、舰载雷达系统及陆基雷达系统中获得到了广泛的应用。文中指出Ga N (氮化镓)单片微波集成电路功率放大器的可靠性有所提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件,并使有源相控阵雷达的探测距离进一步增加。为满足在无人机上的应用要求,合成孔径雷达的小型化在2009年取得了新的进展。 关键词:有源相控阵雷达;合成孔径雷达;单片微波集成电路中图分类号:T N958 收稿日期:2010205221。 0 引 言 有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技 术,它将成为提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。有源相控阵雷达是集现代相控阵理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电子技术为一体的高新技术产物[122] 。合成孔径雷达是一种高分辨率的二维成像雷达,由于其具有全天候、全天时的优点,特别适于大面积的地表 成像[324] 。 2009年,国外有源相控阵雷达技术与合成孔径雷达技术取得了新进展。 1 有源相控阵雷达技术 有源相控阵雷达具有机械扫描雷达不可比拟的优越性,是雷达技术的主要发展方向。2009年,欧美各国竞相发展和装备有源相控阵雷达。陆基、舰载、机载有源相控阵雷达的研制取得了重大进展,欧洲雷达集团公司研制出可旋转的有源相控阵雷达天线,使该雷达具备了对飞机身后区域的探测能力。美国诺斯罗普?格鲁曼公司开发出敏捷波束机载有源相控阵雷达,不仅能对多个空中目标进行探测,还能进行地面动目标探测,使作战飞机能完成多种作战任务。随着技术的进步,尤其是Ga N (氮化镓)单片微波集成电路在T/R 组件中的应用,有源相控阵雷达的性能将进一步提高。1.1 GaN 单片微波集成电路可靠性提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件 与Ga A s (砷化镓)器件相比,Ga N 器件的功率密度更高(可达40W /mm ),并具有更高的耐高温特性 (工作温度可达600℃以上)。Ga N 高电子迁移率晶 体管可以提供较好的线性功率和效率以及较高的带宽 (高频参数达230GHz )。 美国雷声公司Ga N 芯片进行了长达1000h 的可靠性测试。在长达1000h 的Ga N 单片微波集成电路功率放大器可靠性测试中,器件性能没有降低,这表明此器件向实用化方向迈出了重要的一步。该公司称此Ga N 芯片将广泛用于防空/反导系统的雷达中,它将使有源相控阵雷达的探测距离大大增加,并将使其具有更强的电子攻击能力。1.2 有源相控阵雷达技术首次应用于防空系统的火控雷达 欧洲航空防务航天公司为美、意、德联合开发的ME ADS (中程扩展防空系统)的X 波段MFCR (多功能火控雷达)提供了第一批次5000个T/R 组件及其相关电子设备。这些组件是有源相控阵雷达的关键部件,它揭开了有源相控阵雷达技术应用于防空系统火控雷达的序幕。 X 波段多功能火控雷达是一种固态有源相控阵雷达,在它的主雷达天线上集成了一个敌我识别天线,并可选择性地集成电子支援分系统、GPS 天线和数字处理器。该雷达的天线安装在一台5t 的卡车上,用液体进行冷却,冷却剂从热交换器流向T/R 组件,然后回流至热交换器。该雷达能以“点对点模式”来监视有限方位角范围,也能以“选择模式”进行360°全向扫描。它的最远探测距离达400k m ,具有引导中远程精确制导武器拦截目标的能力,能同时捕捉多个低雷达截面积目标。该雷达的运用将为导弹防御系统提供一种功能更强的火控雷达。 ? 8?第36卷第6期2010年6月 信息化研究 I nf or matizati on Research Vol .36No .6Jun .2010
战场图像情报侦察处理技术及其发展 战场图像情报是通过战场侦察传感器平台所获得的侦察图像及其相关的情报产品，它包括白光、微光、激光、红外的图像，各种平台的电视侦察图像，各种机载平台的合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达的雷达图像以及由地面人工侦察所获得的人工图像情报。 一、战场图像情报的特点和主要获取手段 1.特点 战场图像情报属战术型情报，与卫星遥感图像等战略型图像情报相比，具有以下显著特点： ①情报周期（包括情报任务下达、收集、处理、分析和分发的时间）短，时效性强，更能满足现代作战对情报的需要。 ②图像侦察具有持续侦察监视能力，可以完成全天时、全天候的图像实时侦察。 ③能获得多角度、全方位的情报，其中地面的人工图像情报是空中侦察和卫星侦察图像无法替代的。地面图像情报和航空图像情报有机结合，可使图像情报更丰富，精度更高。
④战场C-4ISR系统使战场图像的获取、传递、处理、分发以及应用形成一个统一的网络，使图像情报与其他非图像情报集成于一体，便于指挥决策机构掌握瞬息万变的战场局势。 2.主要获取手段 获取战场图像情报的主要手段有光学观测、照相、激光、红外、电视、合成孔径雷达等。这些手段根据载体的不同又分为便携式、车载式、机载式和舰载式等。 地面照相侦察可记录各种目标、工事设施、交通情况及绘制军事地图等，主要用于搜索地面、海上和低空目标。战场电视侦察是获取视频图像情报的重要手段，具有直观、清晰、快速、实时传输等特点，能通过图像一目了然地观察到前沿敌方阵地地形、布设、武器装备、兵力部署、调动等情况。夜视侦察装备，如主动式红外夜视仪、微光夜视仪、红外成像仪等用于夜间观察。用于战场侦察的合成孔径雷达主要是获取战场图像和地面活动目标信息，可在夜间和恶劣的气候条件下探测、搜索、跟踪敌方运动中的人员、车辆、舰船等，具有探测距离远、覆盖面积大、测量速度快、全天候、全天时工作的特点。 二、美军目前使用的几种典型战场图像侦察装备 在阿富汗战场，美军利用C-4ISR系统将侦察卫星、有人/无人侦察机、地面特种部队结合在一起进行联合作战，将多源情报（包括图像情报）综合分析处理，缩短了目标搜索和打击时间，制止了敌方利