外辐射源雷达

1 研究背景与意义雷达面临的四大挑战：（1）隐身目标的威胁隐身飞机、隐身导弹和隐身舰艇和无人机的出现使得雷达散射截面积成百上千倍的减小，增加了雷达发现目标的难度。

（2）低空与超低空目标的威胁战术导弹和战略巡航导弹等低空、超低空目标的入侵也给雷达探测带来了重大挑战。

（3）反辐射摧毁的威胁反辐射导弹利用敌方雷达的电磁辐射进行制导并将其摧毁，是电子对抗中对雷达硬杀伤最有效的武器。

为应对日益恶化的外部电磁环境，雷达往往需要发射更大的功率以达到同样的探测性能，从而增加了被发现甚至被摧毁的风险。

（4）强电子干扰传统雷达一般采用收发共置的布站方式，其发射电磁波一旦被敌方发现和定位，就极容易被干扰，进而丧失整个武器战争系统的重要信息来源。

外辐射源（无源）雷达因能克服上述问题而引起人们的广泛关注。

外辐射源雷达分为两大类：第一类是基于目标的红外辐射或自身发射的电磁波来对其探测，目标发射的电磁波主要来源于雷达、应答机、通信电台、导航仪、有源干扰机等通讯电子设备；第二类是利用广播信号、电视信号、手机信号、卫星导航信号等非合作照射源来探测目标。

当目标静默（不发射电磁波）时，利用第一类外辐射源雷达通过电磁波来探测目标就无法实现。

对于第二类外辐射源雷达，即使目标静默，也能探测到目标，因此对此类外辐射源雷达的研究成为热点。

外辐射源雷达的优势：（1）反隐身特性隐身目标一般只大幅度减少鼻锥±30°范围之内后向散射的RCS，前向与侧向的散射还是很强。

外辐射源雷达是一种双基地雷达，它可以通过接收目标前向与侧向的散射回波信号来探测隐身目标。

其次，外辐射源信号多数工作在甚高频、超高频等波段，波长较长，隐身飞机表面的吸波材料对该波段电磁波的作用极差；再者，外辐射源雷达在形式上属双（多）基地雷达，可探测到隐身飞机前向和侧向的散射信号，具有空域上反隐身的特点。

因此，外辐射源雷达具有探测隐身目标的能力。

（2）探测低空与超低空目标外辐射源雷达利用各种民用或商用信号作为照射源，频率一般较低，波长较长，因此照射源能够通过衍射穿过低空障碍物探测到目标。

外辐射源雷达参考信号提纯方法陈刚;王俊;王珏;郭帅;宋海婷;邢玉帅【摘要】In passive bistatic radar,the reference antenna which is used to receive the direct signal is inevitably contaminated by the strong multipath.The information of the target may be influenced by range-Doppler correlation between the target echo and the contaminated reference signal.Aiming at this problem,a reference signal purifying method in passive bistatic radar is proposed.Firstly,the echo signal is projected into the subspace of the reference signal to get the direct signal in the echo channel.Then,the obtained direct signal is used to cancel the interference in the reference channel.Finally,the purified reference signal is used to add the energy of the target echo by range-Doppler correlation.Simulation and theoretical analysis verify the reference signal purifying performance of the proposed method.%在外辐射源雷达中,用于接收直达波信号的参考天线不仅会接收基站的直达信号,同时还会不可避免地接收到经地面建筑等反射的强多路径信号,直接利用参考天线接收的参考信号与目标回波匹配积累会产生额外的检测峰值.针对这个问题,提出了一种该场景下的外辐射雷达参考信号提纯方法.首先,将回波信号投影至参考信号的子空间中提取回波信号中的直达波信号.然后,利用此直达波信号对消参考信号中的干扰获取纯净的参考信号.最后,利用纯净的参考信号与杂波抑制后的目标回波匹配得到检测结果.计算机仿真和理论分析表明,该方法具有较好的参考信号提纯性能.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】5页(P45-49)【关键词】外辐射源雷达;检测峰值;参考信号提纯;匹配滤波【作者】陈刚;王俊;王珏;郭帅;宋海婷;邢玉帅【作者单位】西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN958.970 引言外辐射源雷达自身不主动向外辐射电磁信号,而是利用电磁环境中已存在的非合作的商用或民用辐射源如调频(frequency modulation,FM)广播[1-2]、电视信号[3-4]、手机信号[5-6]、卫星信号[7]等作为雷达的照射源,来对目标进行探测、定位及跟踪。

专家论坛 外辐射源雷达关键技术研究3杨广平(南京电子技术研究所,　南京210013)【摘要】　外辐射源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强、系统简单可靠等优点,近年来受到各国的重视,得到了较快的发展。

影响外辐射源雷达性能的主要因素有直达波信号对消、多径信号对消、同频干扰的消除等,在系统设计中应进行针对性设计。

文中以基于调频广播信号的外辐射源雷达系统为例,介绍了外辐射源雷达系统的原理、组成及性能,重点分析和研究了外辐射源雷达的关键技术。

【关键词】　外辐射源;无源雷达;双基雷达;直达波中图分类号:T N958 文献标识码:AA Study on Key Technology of Pa ssi ve Ra da rY ANG G uang2ping(Nanjing Re sear ch I nstitute of Electr onic s Technol ogy,　Nanjing210013,China)【Abstra c t】　The pa ssive rada r based on externa l illum i nator has many advantag e s,such as g ood invisibilit y,anti2stea lth, anti2jamm ing capabilit y,and it is si m p le and re liable.T he fac t or t o affec t the perf o r mance of the passive radar is as follo wing:di2 rect2path2wave,m ulti2path effec t,co2channe l interfe rence,etc.,and in the p rocess of de signing the passive rada r system,t hese fac t ors m ust be ma inl y considered.Recently,t he passive radar has a ttracted more and more attention,s o the technol ogy of passive rada r has dev e l oped rapidly.In this pape r,firstly,the princi p le and compositi on of the pa ssi ve rada r are introduced,and then the key technol og y of the pa ssi ve radar is discussed and ana ly zed.【Key word s】ext e rnal ill um i nator;passive rada r;bista tic rada r;direc t2pa th2wave0　引　言在现代战争中,由于电子进攻技术的发展,有源雷达面临着4大威胁:电子干扰、反辐射导弹、超低空突防及隐身技术。

雷达的历史回顾都世民雷达是英文名词“Ｒａｄａｒ”的音译，它的原意是：无线电探测和定位。

早先概念是：由雷达发射机产生具有给定参数的电磁波，经天线辐射到空间，通过天线波束在空间扫描，一旦目标出现，就会对辐照的电磁波产生反射和散射，此反射波和散射波再被雷达天线接收，送至接收机，经检波、放大和信息处理后，即可获得空中目标的位置和目标的其它属性。

这里所说的发射机就是雷达的辐射源。

因此这种雷达称作有源雷达。

后来，随着电子技术、雷达技术和各种武器技术的发展，如今雷达的概念有所扩展，除上述有源雷达外，又派生出无源雷达，也就是说这种雷达没有辐射源，这种雷达是借用空间已有的电波，照射到目标所形成的囬波来探测目标。

如今学术界称这种雷达为外辐射源雷达。

从雷达本身看，它是无辐射源，实际上是有源，这源是外部辐射源。

雷达的诞生1864年，伟大的电磁之父麥克斯韦(ＪａｍｅｓＣ１ｅｒｋＭａｘｗｅ１１）发表了巨著“电磁学通论”，从数学和物理学，论证了电磁波的存在，并指出光就是电磁波！1886年，赫兹(ＨｅｉｎｅｒｉｃｈＨｅｒｔｚ)巧夺天工，他发明了天线，将谐振回路形成的电磁波,辐射到空间，证实了电磁波的存在。

1897年，波波夫利用无线电波探测物体。

1897J J Thompson）展开对真空管内阴极射线的研究。

1903年-1904年，德国侯斯美尔(Christian Hulsmeyer)发明了船用防撞雷达，获得了专利权。

这种雷达只能测量目标的距离。

同年，世界上出现了第一架飞机。

1906年,德弗瑞斯特（De Forest Lee）发明真空三极管，是世界上第一种可放大信号的主动电子元件.1914-1918年，第一次世界大战。

飞机在战场上的作用越来越大。

当时飞机飞行速度不高，人们是通过声波探测来提前预警飞机信息。

因此有的科普作家认为雷达的诞生从声波探测开始，也有人认为雷达的诞生是起始于多普勒效应的发现。

1916年，马可尼（Marconi Franklin）开始研究短波信号反射。

外辐射源雷达是双（多）基地雷达的一种特例，其研究历史最早可追溯到雷达发展的初期。

1935 年英国的 Arnold Wilkins 首次借助外部辐射源进行了雷达探测研究，他领导的研究小组依靠 BBC 电台发射的短波无线电信号，用一部装在运输车上的接收机探测到了 12km 外的轰炸机，这就是著名的 Daventry 试验。

首次用于战争环境的双基地外辐射源雷达是二战期间德国研制的“Klein Keidelberg”雷达，以英国海岸警戒雷达 Chain Home 的发射机为辐射源，通过安装在丹麦的接收机来搜寻目标的反射信号，对从英国起飞的战机进行探测和定位，能探测到450 公里外的战机，精度较差大约为 10km，但在当时很好的完成了对盟军轰炸机的预警任务。

1936 年雷达天线收发转换开关的发明，使人们的注意力开始转向单基地雷达，在随后的 40 年间，双基地雷达领域很少为人们所关注。

七十年代，捷克台斯拉公司进行了无源被动探测系统的研究，于 1987 年推出了“塔玛拉（TAMARA）”系统，据称在 1995 年的波黑战争中，塞族利用该系统发现美国的 F-16 战机并将其击落；另据报道，1999 年参加科索沃战争的一架 F-117 隐形战机被南联军用萨姆-3 导弹击落，而发现该隐形战机的正是“塔玛拉”雷达。

它的移动型就是 1998 年推出的“维拉（VERA）”系统，可同时跟踪200 批空中目标。

1974 年美国的 Marko 等人利用基于调频广播的双基无源雷达来测定目标的位置。

该系统利用互相关技术测量目标反射信号相对于外辐射源直达波信号的延迟时间，得到目标所在的等距离椭圆，再结合反射信号的到达角测量即可对目标进行定位。

1986 年，英国伦敦学院大学（UCL）的 Griffiths 等人首次对基于电视信号的外辐射源雷达进行研究，对信号检测中的若干问题进行了分析，并指出外辐射源波形的模糊函数是研究的关键，它决定着距离分辨率、距离模糊间隔、距离旁瓣水平及多普勒的分辨率。