[发明专利]一种雷达海面低空探测性能仿真方法及仿真模型

说明书

本发明公开了一种雷达海面低空探测性能仿真方法及仿真模型，该模型包括：自由空间最大作用距离计算模块，用于利用雷达方程计算该雷达对目标探测的自由空间最大作用距离；视距及干涉区远界计算模块，用于求解干涉区远界距离；干涉区及衍射区传播因子计算模块，用于计算干涉区传播因子和衍射区传播因子；航路信噪比计算模块，用于计算海面低空目标航路各点在干涉区和衍射区的回波信号信噪比和自由空间信噪比；低空探测性能图形绘制模块，用于根据计算得到的目标航路各点位置的回波信号信噪比和自由空间信噪比，绘制低空探测性能曲线图形。本发明所建立的仿真模型较其它常规模型的仿真结果更加真实和准确，应用场景适应性更强。

技术领域

本发明属于舰载雷达探测仿真技术，具体为一种雷达海面低空探测性能仿真方法及仿真模型。

背景技术

由于海面对电磁波信号反射形成的多路径效应以及地球曲率对电磁波信号的遮挡绕射效应，使得微波雷达对海面超低空小目标(如反舰导弹、飞机)探测存在探测盲区和探测威力缩减。

通过构建雷达海面低空探测性能仿真模型，利用MATLAB仿真计算工具，可以分析得到盲区位置和范围、补盲性能、低空最大作用距离、视距缩减系数等雷达海面超低空探测性能参数，可为舰载雷达研制、试验以及反导武器系统反应时间分析提供技术支撑，现有海面低空探测仿真模型主要存在以下三个方面不足：

1)模型仅适用于干涉区，且不能确定干涉区远界，在干涉区外的仿真误差明显增大；

2)模型未考虑海面反射系数与环境参数(海水温度、海水盐度、海情等)的关联性；

3)模型不能适用于收发天线分置体制的雷达。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种雷达海面低空探测性能仿真方法，能够根据雷达工作参数、目标参数、环境参数等输入参数，构建雷达海面低空探测性能仿真模型，实现对盲区位置和范围、补盲性能、低空最大作用距离、视距缩减系数等雷达海面低空探测性能的仿真分析。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种雷达海面低空探测性能仿真方法，具体步骤为：

步骤1：根据具体雷达工作参数和目标参数，利用雷达方程计算该雷达对目标探测的自由空间最大作用距离；

步骤2：利用雷达天线和目标位置的几何关系求解雷达对目标的观察视距；根据雷达工作频率和地球等效半径求解干涉区远界擦地角，根据雷达天线架高和目标飞行高度以及两者几何关系求解干涉区远界距离；

步骤3：计算干涉区传播因子和衍射区传播因子；

步骤4：根据目标航路位置、视距参数和干涉区远界参数以及干涉区传播因子和衍射区传播因子，计算海面低空目标航路各点在干涉区和衍射区的回波信号信噪比和自由空间信噪比；

步骤5：根据计算得到的目标航路各点位置的回波信号信噪比和自由空间信噪比，绘制低空探测性能曲线图形。

优选地，利用雷达方程计算该雷达对目标探测的自由空间最大作用距离的具体公式为：

其中，R₀为自由空间最大作用距离；P_t为发射脉冲功率；τ为发射脉冲宽度；N_p为脉冲积累数；G_t为发射天线波束指向增益；G_r为接收天线波束指向增益；λ为工作波长；T_s为接收系统噪声温度；σ为目标雷达散射截面积；SNR_min为最小可检测信噪比；K为玻尔兹曼常数；L_s为系统损耗。

优选地，雷达对目标的观察视距为：