一种蒸发波导环境下舰载脉冲雷达作用范围的预测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112213707A(43)申请公布日2021.01.12(21)申请号202011092554.0(22)申请日2020.10.14(71)申请人中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所）地址266107山东省青岛市城阳区仙山东路36号(72)发明人郭相明张利军李清亮张玉生赵强康士峰(74)专利代理机构青岛博雅知识产权代理事务所(普通合伙)37317代理人封代臣(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)G01S7/40(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种蒸发波导环境下舰载脉冲雷达作用范围的预测方法(57)摘要本发明公开了一种蒸发波导环境下舰载脉冲雷达作用范围的预测方法，包括如下步骤：步骤1，利用舰载脉冲雷达参数和指定的发现概率及虚警概率确定雷达的最小可检测信号功率：步骤2，给定目标散射截面面积：步骤3，确定雷达作用范围下的路径损耗：步骤4，计算蒸发波导影响下的雷达波传播路径损耗：步骤5，确定雷达作用范围以及雷达盲区和图形化显示。本发明所公开的预测方法，考虑海洋蒸发波导对舰载脉冲雷达的影响，给出了舰载脉冲雷达在蒸发波导环境下的雷达作用范围以及雷达盲区，而不仅局限在雷达的最大作用距离，可为雷达系统的设计提供参考，同时可为雷达超视距传播距离的预测和预报提供服务。CN112213707ACN112213707A权利要求书1/2页1.一种蒸发波导环境下舰载脉冲雷达作用范围的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，利用舰载脉冲雷达参数和指定的发现概率及虚警概率确定雷达的最小可检测信号功率：雷达的最小可检测信号功率可表示为：式中：k为波尔兹曼常数；T0为温度；Bn为信号带宽，Bn＝1/τ，即脉冲宽度的倒数；F为雷达接收机噪声系数；为检测因子，由发现概率Pd和虚警概率Pfa决定；当舰载脉冲雷达为积累脉冲雷达时，检测因子有如下公式：式中脉冲积累数其中BWH为雷达水平波束宽度，fp为脉冲重复频率，ωr为雷达天线转速，A＝ln[0.62/Pfa]，B＝ln[Pd/(1-Pd)]；步骤2，给定目标散射截面面积：雷达的接收信号功率表达为：式中Pr为雷达接收机的接收功率；Pt为雷达发射机的发射功率；G为雷达天线增益；σ为目标散射截面；λ为雷达电磁波波长；Ls为系统损耗；L为雷达天线至目标的传播路径损耗；步骤3，确定雷达作用范围下的路径损耗：依据公式(1)和(3)，通过雷达对目标的回波接收功率与雷达最小可检测信号功率的关系，确定雷达作用空间允许的最大路径损耗Lmax，其表达式为：利用分贝单位表示为：2CN112213707A权利要求书2/2页步骤4，计算蒸发波导影响下的雷达波传播路径损耗：获取近海面高度层的大气温度、湿度、气压、风速和海面温度，输入到蒸发波导模型中，确定蒸发波导高度，然后利用蒸发波导高度可获得蒸发波导环境下的修正折射率剖面，其表达式为：式中，zt为蒸发波导高度，z为高度，Ms为高度0m处的修正折射率，即海面折射率，M(z)为高度z处的修正折射率，然后把大气折射率剖面、雷达工作频率、天线的极化方式、天线高度和波束宽度输入到电波传播计算的雷达传播损耗的抛物方程模型中，同时给出水平和垂直空间范围；步骤5，确定雷达作用范围以及雷达盲区和图形化显示：如果利用步骤4计算的传播损耗小于允许的最大路径损耗，则雷达可探测到目标，对应为雷达可以探测的区域；反之传播损耗大于允许的最大路径损耗，则形成雷达的探测盲区，对于传播损耗小于允许的最大路径损耗的范围用一种颜色显示，对于传播损耗大于允许的最大路径损耗的范围用另一种颜色显示。2.根据权利要求1所述蒸发波导环境下舰载脉冲雷达作用范围的预测方法，其特征在于：步骤4中利用水文气象传感器获取近海面高度层的大气温度、湿度、气压、风速和海面温度。3CN112213707A说明书1/4页一种蒸发波导环境下舰载脉冲雷达作用范围的预测方法技术领域[0001]本发明属于电波传播技术应用领域，特别涉及该领域中的一种蒸发波导环境下舰载脉冲雷达作用范围的预测方法。背景技术[0002]舰载雷达作为海军的电子眼，是海上信息站的重要信息来源，是舰载武器系统的重要组成部分，担负着搜索警戒、跟踪指导、舰船导航等多项任务。目前舰载雷达的发展主要体现在以下几个方面：(1)全面开展舰载超视距雷达的试验与研制。美国和俄罗斯等开始了舰载超视距雷达的工程研制和出口，英国海军也开展了舰载超视距雷达试验。(2)大力发展舰载多功能相控阵雷达。以美国为首的世界发达国家都在大力发展舰载相控阵雷达。(3)建立舰艇编队雷达网，融合不同雷达的优点，提高雷达的工作效能。(4)发展反隐身舰载雷达，提高隐身目标的探测能力。(5)成像合成