有源压制干扰下雷达探测距离分析与计算

二次雷达覆盖范围及影响因素分析民航吉林空管分局 梁志国 严浩 文敏 马纯清1 引言航管二次雷达对保证民航飞机安全飞行、航班正常、提高空中交通管制效率具有重要的作用。

二次雷达覆盖范围是一项重要指标，这涉及到雷达设备的各项指标(如雷达天线增益、发射机发射功率、接收机带宽、接收机噪声系数等指标)的确定、准确合理的选址、规划和布局。

影响雷达实际作用距离的外界因素是非常复杂的，雷达的探测性能要受到雷达站选址和气候等多种因素的影响。

本文系统的研究了二次雷达辐射信号作用距离以及影响因素、空域覆盖问题。

2 理想条件下二次雷达覆盖范围分析二次雷达覆盖范围由二次雷达的作用距离决定。

二次雷达探测飞机需要询问信号能够有效的到达飞机应答机天线，飞机的应答信号能够有效的到达雷达天线。

询问距离要想达到最大，条件就是询问信号到达飞机时的功率刚刚好等于飞机应答机最小可检测信号。

询问信号作用距离的公式为2/1min I I I I Imax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，其中，I λ为询问信号波长，这里为0.291m ，I P 为询问信号功率，典型值为2000瓦，I G 为询问信号增益，典型值为27dB ，即天线增益为501，'I G 为应答机天线的接收增益，因为应答机天线为全向天线，所以天线增益为1，'min P 为应答机的灵敏度，即最小可检测信号，典型值为-71dBm ，即79.4×10-12w 。

经计算可以得到询问信号的最大作用距离为2600km 。

应答信号到达雷达的距离达到最大的条件是应答信号到达雷达天线的功率刚刚好等于二次雷达最小可检测信号，应答信号作用距离的公式为2/1min R R R R Rmax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，R λ为应答信号波长，0.275m ，'R P 为应答信号功率，典型值为251W,24dBW ，R G 为雷达接收增益，27dB ，'R G 为应答频率应答机天线增益，min P 为二次雷达最小可检测功率，典型值为-85dBm ，即3.16×10-12。

“萨德”X波段AN/TPY-2雷达参数、探测距离计算、搜索模式及其对抗思路萨德(THAAD)，末段高空区域防御系统，是美军先进的导弹防御系统。

末段高空区域防御系统由携带8枚拦截弹的发射装置、AN/TPY-2X波段雷达、火控通信系统(TFCC)及作战管理系统组成。

它与陆基中段拦截系统配合，可以拦截洲际弹道导弹的末段，也可以与“爱国者”等低层防御中的“末段拦截系统”配合，拦截中短程导弹的飞行中段，在美国导弹防御系统中起到了承上启下的作用。

X波段AN/TPY-2有源相控阵雷达AN/TPY-2高分辨率X波段固态有源相控阵多功能雷达是THAAD系统的火控雷达，是陆基移动弹道导弹预警雷达，可远程截获、精密跟踪和精确识别各类弹道导弹，主要负责弹道导弹目标的探测与跟踪、威胁分类和弹道导弹的落点估算，并实时引导拦截弹飞行及拦截后毁伤效果评估。

AN/TPY-2雷达采用了先进的雷达信号处理技术以及薄化的相控阵天线技术，使其探测波束不但功率大而且非常窄，因此分辨率非常高，对弹头具有跟踪和识别能力，对装备诱饵突防装置的弹道导弹具有很大威胁。

除了探测距离远、分辨率高之外，还具备公路机动能力，雷达还可用大型运输机空运，战术战略机动性好，其战时生存能力高于固定部署的雷达。

雷达探测距离分析结合网上关于“萨德”的AN/TPY-2雷达的基本参数和具有一定合理性的假设来分析萨德在前置部署模式(Forward-Based Mode，FBM)和末端部署模式(Terminal Mode，TM)下由雷达方程计算出的最大探测距离。

在使用公式之前，需要分析一些众所周知的参数的合理性，数据是否精确不重要，重要的是计算方法和涉及的理论知识。

雷达波长(9.5GHz)TPY-2雷达工作在X波段，频段范围8~12GHz，众多报道都说是9.5GHz，那就用这个计算好了。

天线增益G(48.77dB)天线孔径面积9.2m2，拥有72个子阵列，每个子阵列有44个发射/接收微波接口模块，每个模块有8个发射/接收组件，72x44x8=25344个阵元。

雷达作用距离方程公式
雷达技术是一种广泛应用于现代军事、民用领域的无线电探测和测距技术。

而雷达作用距离方程公式是雷达技术中非常重要的一个数学公式，其作用是计算雷达探测目标距离的数学公式。

雷达作用距离方程公式可以用来计算雷达发射的电磁波向目标物体传播并返回的时间，以此推算出目标物体的距离。

根据雷达技术的原理，雷达发射器发射的电磁波信号会在空气中传播并遇到目标物体后反射回来，这个过程中电磁波信号会经历一段时间的传播和反射，最终返回雷达接收器。

雷达作用距离方程公式就是通过计算电磁波信号传播时间并乘以光速得出目标物体距离的数学公式。

具体来说，雷达作用距离方程公式可以表示为：
R = c × t / 2
其中，R表示目标距离，c表示光速，t表示电磁波从发射到反射返回所需的时间。

由于电磁波在空气中传播速度是光速的一半，因此公式中需要除以2才能得到目标距离。

需要注意的是，雷达作用距离方程公式只能计算出目标物体到雷达发
射器的距离，并不能确定目标物体的具体位置。

在实际应用中，常常需要根据多个雷达探测站的数据进行三角定位来确定目标物体的精确位置。

总之，雷达作用距离方程公式是雷达技术中非常重要的一个数学公式，可以用来计算雷达探测目标距离。

对于雷达技术的了解和应用，掌握这个数学公式非常有帮助。

从上述分析得到，检测门限的确定对系统的检测性能至关重要。

在信道可用度检测中，首先需要计算接收到的雷达信号强度，以确定检测门限，这个检测门限应保证认知信号不会干扰雷达系统的正常工作。

本文中主要由链路预算分析来确定检测门限，主要过程如下：第一步：确定雷达接收机的最大允许干扰电平。

雷达接收机的最大允许干扰电平的确定基于ITU-R M.1461-ITU-R M.1464系列建议书。

这些建议书指出最大允许干扰电平应低于N rad + (I rad/ N rad )，其中N rad是雷达接收机的固有噪声电平，I rad/ N rad为干噪比，一般取值为-6dB，即：I rad(接收机前端的最大干扰电平)= N rad(接收机前端的固有噪声电平)–6 dB （12）也有人认为雷达的最大允许干扰电平值应比雷达的最小可检测信号低10dB，这是很苛刻的。

因为2300-2400MHz频段的雷达基本上为非脉冲雷达，这些雷达在信号处理上有很大的信号处理增益（处理增益为B*τ，这里的B为雷达接收机的中频带宽，τ为雷达脉冲持续宽度），使得受干扰的可能性大大降低。

因此，本文中雷达接收机的最大允许干扰电平I rad比噪声功率低6dB。

第二步：进行认知发射机与雷达接收机之间的链路预算我们假设的认知系统是基于TD-LTE的，即将TD-LTE系统改造成具有认知功能的系统。

认知发射机与雷达接收机之间的链路损耗如下：L total = P TD + G TD – I rad+ G rad dB （13）Pr= P TD–L total= I rad-G rad -G TD这里，L total -------认知发射机与雷达接收机之间的链路损耗，dB；P TD ---认知发射机（TD-LTE系统）的发射功率，dBm；G TD---认知发射机（TD-LTE系统）的最大天线增益，dBi；G rad---雷达接收机的最大天线增益，dBi (Antenna main beam gain)；I rad ---雷达接收机的最大允许干扰功率，dBm (公式12)。

雷达波形设计及抗主瓣有源干扰若干技术研究雷达波形设计及抗主瓣有源干扰若干技术研究引言:雷达作为一种重要的探测和测量工具，被广泛应用于军事、航空、航天、气象等领域。

然而，面对现代电子战技术的不断发展，雷达面临着日益严峻的抗干扰挑战。

有源干扰是指干扰源通过发送干扰波形来对雷达进行干扰。

为了应对这一挑战，雷达波形设计及抗主瓣有源干扰的技术研究日益引起人们的关注。

本文将对这一领域进行探讨和总结。

一、雷达波形设计的基本原则雷达波形设计是指在特定任务要求下，通过设计合适的波形使得雷达能够更好地完成探测和测量任务。

波形设计的基本原则主要包括以下几个方面：1.1 利用波形的相干积累提高信噪比在信号处理中，由于噪声的存在，接收信号的信噪比往往较低。

通过合适的波形设计，可以利用相干积累技术，提高信号的有效功率使得信噪比得到提高，从而改善雷达的性能。

1.2 优化波形带宽与中心频率波形的带宽和中心频率直接影响到雷达的探测能力和测量精度。

对于不同任务需求，需要根据目标距离、速度等参数进行合理的选择，以保证雷达系统的最佳性能。

1.3 减小副瓣副瓣是指雷达波形在主瓣以外出现的其他能量。

副瓣会对目标探测和测量产生干扰，因此需要通过设计合适的波形，使得副瓣能量尽可能降低，以提高雷达系统的性能。

二、抗主瓣有源干扰的技术研究为了应对有源干扰对雷达系统的干扰，研究人员提出了一系列的技术方法，以增强雷达的抗干扰能力。

以下是几种常见的方法：2.1 频谱疏密转换技术频谱疏密转换技术是指通过改变波形的频谱密度来增强抗干扰能力。

通过调整波形的频谱规律，可以有效削弱有源干扰信号在雷达接收机中的能量，从而提高目标的探测和测量性能。

2.2 码型设计码型设计是指通过设计特定的波形码型，使得有源干扰信号难以与自身的信号混叠，从而实现抗干扰的目的。

常见的码型设计方法包括伪码法、线性调频法等。

2.3 时频联合处理时频联合处理是指通过综合时域和频域的信息，实现对干扰信号的抑制和目标信号的增强。

雷达最大作用距离公式
雷达最大作用距离公式是指根据雷达的天线高度和雷达功率等
参数，计算出雷达能够探测到的最大距离的公式。

该公式可以用于雷达设计和性能评估等方面。

一般来说，雷达最大作用距离公式可以表示为：
Rmax = sqrt((Pt * Gt * Gr * λ^2) / (4π * σ * L)) 其中，Rmax表示雷达最大作用距离，Pt表示雷达发射功率，Gt 和Gr分别表示雷达天线的发射和接收增益，λ表示雷达运行的波长，σ表示目标雷达截面积，L表示雷达接收机的噪声功率。

该公式的主要参数是雷达发射功率、天线增益和目标雷达截面积等，这些参数直接影响雷达的探测距离和灵敏度。

在雷达设计和优化中，需要根据实际情况进行参数的调整和优化，从而提高雷达的性能和探测距离。

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雷达最大作用距离公式介绍如下：
雷达最大作用距离的公式为：
Rmax = sqrt((Pt * Gt * Gr * lambda^2 * RCS) / (4 * pi * Pmin))
其中，Rmax表示雷达最大作用距离，Pt表示雷达发射功率，Gt表示雷达天线发射增益，Gr 表示雷达天线接收增益，lambda表示雷达信号的波长，RCS表示雷达目标的雷达散射截面，Pmin表示雷达接收机的最小可探测功率。

需要注意的是，该公式只是一个理论值，实际雷达的作用距离会受到很多因素的影响，如大气吸收、反射和散射、天线高度和方向、目标的大小和形状等。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行调整和修正。