雷達(dá)導(dǎo)引頭抗海背景干擾關(guān)鍵技術(shù)研究

杜向輝 吳元偉

(1.海裝駐洛陽地區(qū)軍事代表室 河南洛陽 471000；2.中國空空導(dǎo)彈研究院 河南洛陽 471009)

0 引言

近年來我國確立了建設(shè)“海洋強(qiáng)國”戰(zhàn)略，隨著國產(chǎn)航母的下海，一大批新型武器裝備隨之服役，我國海軍力量不斷增強(qiáng)，但這些武器裝備對(duì)海洋環(huán)境的適應(yīng)性有待進(jìn)一步的研究。另外，“一帶一路”和“海上絲綢之路”建設(shè)的啟動(dòng)、以及南海博弈時(shí)的日益復(fù)雜化，使海上護(hù)航、巡邏和戰(zhàn)訓(xùn)成為常態(tài)化，對(duì)我國艦船等高價(jià)值目標(biāo)的有效防衛(wèi)成為一項(xiàng)亟待解決的艱巨任務(wù)。空空導(dǎo)彈作為整個(gè)海戰(zhàn)精確殺傷的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在防衛(wèi)艦船、飛行器的安全、主動(dòng)攔截?cái)硨?duì)目標(biāo)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，直接決定著海上局部戰(zhàn)爭(zhēng)的最終成敗，而雷達(dá)型導(dǎo)彈以其全天時(shí)、全天候、作用距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，成為奪取制空、制海權(quán)的主要武器[1]。

由于海面是一種相對(duì)平坦均勻、同時(shí)又復(fù)雜多變的獨(dú)特背景環(huán)境，反艦導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、無人機(jī)和隱身飛機(jī)等飛行器通?？梢圆捎玫涂丈踔脸涂盏娘w行方式突防，避開敵方的雷達(dá)探測(cè)和火力網(wǎng)，其飛行高度可低至距海面僅幾米的距離，具有飛行高度低、飛行速度快、雷達(dá)反射截面小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[2-3]。因此，研究海背景干擾對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭性能的影響，無論對(duì)提高我方武器的殺傷力，還是提高對(duì)敵方目標(biāo)的攔截能力上來說都很必要。

雷達(dá)對(duì)低空掠海目標(biāo)的探測(cè)與跟蹤會(huì)受到海面背景的強(qiáng)烈干擾，強(qiáng)海雜波、以及目標(biāo)散射與海面復(fù)雜的耦合作用，很可能影響雷達(dá)的探測(cè)能力和跟蹤穩(wěn)定性，使其性能不能完全滿足實(shí)際使用需求。因此，低空、超低空目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤一直是雷達(dá)目標(biāo)特性領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性的課題之一[4-8]。國內(nèi)外學(xué)者基于公開的岸基雷達(dá)對(duì)海探測(cè)實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)，對(duì)海雜波特性和岸基雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)算法展開了比較深入的研究，但是對(duì)于彈載雷達(dá)導(dǎo)引頭來說，由于其技術(shù)敏感性、數(shù)據(jù)獲取的難度大、平臺(tái)的可用空間有限等難題，目前的研究有限[9-11]。本文針對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭，力圖梳理出海背景干擾對(duì)其探測(cè)和跟蹤性能的影響，以及亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。

1 海背景干擾影響

海背景干擾對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在高海情下目標(biāo)檢測(cè)能力下降，在高海情下，海面的后向散射系數(shù)增大，雜波的回波幅值變大，雜波的統(tǒng)計(jì)特性偏離傳統(tǒng)的高斯分布模型，雷達(dá)導(dǎo)引頭需要從復(fù)雜隨機(jī)的雜波信號(hào)中提取出目標(biāo)回波信號(hào)，恒虛增加檢測(cè)能力下降；二是目標(biāo)低空掠海飛行時(shí)，目標(biāo)與海面復(fù)合形成的鏡像可能與目標(biāo)同時(shí)落入導(dǎo)引頭主波束內(nèi)，產(chǎn)生多路徑效應(yīng)，改變目標(biāo)直達(dá)波幅度和相位信息，造成雷達(dá)導(dǎo)引頭最大作用距離的損失和俯仰角測(cè)量的誤差。

1.1 海雜波的影響

海面背景可以視為由大量隨機(jī)分布的運(yùn)動(dòng)散射體所組成的平面，海面的起伏與風(fēng)速和風(fēng)向有關(guān)。雷達(dá)雜波信號(hào)是來自海面回波的疊加，對(duì)于雷達(dá)導(dǎo)引頭來說，海面與雷達(dá)的相對(duì)姿態(tài)變化引起了雜波幅度、相位的變化以及雜波在功率譜上的展開，海雜波總體上可以描述為一個(gè)具有特定概率幅度分布特性和功率譜的隨機(jī)過程，雜波的強(qiáng)度和分布特性與雷達(dá)平臺(tái)的實(shí)時(shí)姿態(tài)、海面的后向散射系數(shù)有關(guān)，隨海情的變化而有所不同。

海面的后向散射系數(shù)取決于海面的風(fēng)速、風(fēng)向、雷達(dá)頻率、雷達(dá)波束擦地角、極化方式、分辨率等，按照海況可分為五個(gè)等級(jí)，如表1所示，理論上海情越高海浪的起伏越大，海面的后向散射系數(shù)越大，海雜波的強(qiáng)度越大，對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭的影響越嚴(yán)重?；趪獠杉脑囼?yàn)數(shù)據(jù)發(fā)展出了許多半經(jīng)驗(yàn)的模型來描述海面的后向散射系數(shù)，其中Morchin模型可覆蓋地海背景，使用條件寬泛，可用于構(gòu)建一般的仿真模型，但精度有限。

表1 海情海況分級(jí)

等級(jí)12345海情一二級(jí)三級(jí)四級(jí)五級(jí)六級(jí)及以上

圖1為Morchin模型2、3及海情下VV極化的后向散射系數(shù)的理論值與某次試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的對(duì)比，實(shí)測(cè)兩條曲線屬于同一海域同一時(shí)間段，但相對(duì)海浪的飛行方向不同。從圖中可以看出理論模型與實(shí)測(cè)值存在一定的偏差，海面后向散射系數(shù)隨風(fēng)向的不同而有所不同。由此可以反映出海面是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，后向散射系數(shù)模型其只給出了一定置信度的均值水平，實(shí)際地型的后向散射系數(shù)是分布式獨(dú)立散射體的綜合統(tǒng)計(jì)結(jié)果，但是由于雷達(dá)導(dǎo)引頭應(yīng)用的技術(shù)敏感性和試驗(yàn)組織難度大，使得可用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有限，限制了相應(yīng)的海雜波特性研究、海雜波仿真建模技術(shù)研究和抗雜波技術(shù)研究。

圖1 VV極化海面后向散射系數(shù)理論與實(shí)測(cè)值對(duì)比

雷達(dá)導(dǎo)引頭由于其處于高速運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，不同于岸基雷達(dá)，海雜波在頻域上展開，雜波的時(shí)頻分布特性也與岸基雷達(dá)有所不同。對(duì)于在頻域檢測(cè)的雷達(dá)導(dǎo)引頭來說，在檢測(cè)和跟蹤低空掠海目標(biāo)時(shí)面臨的雜波環(huán)境包括：主雜波、旁瓣雜波、高度線雜波等，占據(jù)頻譜位置關(guān)系如圖2所示，對(duì)應(yīng)不同的彈目態(tài)勢(shì)。

圖2 雜波環(huán)境位置關(guān)系圖

1.1.1 迎頭攻擊區(qū)

當(dāng)導(dǎo)引頭在高重頻模式攻擊迎頭目標(biāo)時(shí)，理論上目標(biāo)回波信號(hào)將處于頻域的無雜波區(qū)，得出這一結(jié)論的一個(gè)前提條件是認(rèn)為導(dǎo)引頭發(fā)射信號(hào)頻譜為單一譜線，或其相位噪聲和雜散足夠低，從而地面回波信號(hào)的相噪遠(yuǎn)小于導(dǎo)引頭熱噪聲本底，對(duì)目標(biāo)檢測(cè)構(gòu)不成影響。實(shí)際中，導(dǎo)引頭頻率綜合器產(chǎn)生的發(fā)射激勵(lì)信號(hào)總是存在一定的相位噪聲，在頻域表現(xiàn)為發(fā)射信號(hào)并非僅有單一譜線存在，而是同時(shí)伴隨發(fā)射載頻鋪滿整個(gè)頻帶的隨機(jī)噪底，如圖3所示。

圖3 導(dǎo)引頭發(fā)射信號(hào)相位噪聲曲線示意圖

發(fā)射信號(hào)的相位噪聲隨主譜線一起輻射出去，經(jīng)反射后進(jìn)入導(dǎo)引頭接收系統(tǒng)。伴隨的相位噪聲基底高度與大信號(hào)強(qiáng)度成正比， 由于此前雷達(dá)導(dǎo)引頭的發(fā)射功率有限，導(dǎo)引頭信號(hào)處理系統(tǒng)的相噪水平較高，相噪引起的噪底抬高問題很少發(fā)生，因此迎頭區(qū)相噪問題處于認(rèn)識(shí)的盲區(qū)。隨著固態(tài)有源相控陣?yán)走_(dá)在導(dǎo)引頭上的應(yīng)用，雷達(dá)的發(fā)射功率不斷提高，當(dāng)導(dǎo)引頭下視迎頭攻擊低空掠海飛行目標(biāo)時(shí)，強(qiáng)主雜波泄露的相位噪聲基底與系統(tǒng)熱噪聲合成后將抬高系統(tǒng)噪底，從而減小導(dǎo)引頭的作用距離。

假設(shè)主雜波的功率為Pc，導(dǎo)引頭在頻偏fd處相位噪聲功率譜密度為Pp(dBc/Hz)，導(dǎo)引頭系統(tǒng)的頻域分析帶寬是B，則在相應(yīng)頻偏處相位噪聲引起的噪底P0為

P0=Pc+Pp+10lgB

(1)

相對(duì)于純?cè)肼暛h(huán)境下，相噪引起的噪底抬高Td為

Td=P0/kBTF=Pc+Pp+10lg(kTF)

(2)

其中kBTF為系統(tǒng)的熱噪聲，k波爾茲曼常數(shù)，T為常溫290K，F(xiàn)為導(dǎo)引頭噪聲系數(shù)。因此，若導(dǎo)引頭的最大作用距離為Rm，則相噪與系統(tǒng)熱噪聲合成后導(dǎo)引頭的作用距離R為

R=Rm(10-Td/10+1)0.25

(3)

1.1.2 主雜波區(qū)

在導(dǎo)彈攻擊下方機(jī)動(dòng)目標(biāo)，當(dāng)目標(biāo)速度矢量與彈目視線夾角接近90°時(shí)，目標(biāo)相對(duì)于導(dǎo)彈的徑向速度趨近于0，信號(hào)多普勒接近主雜波，出現(xiàn)主雜波湮沒目標(biāo)回波信號(hào)的現(xiàn)象。主雜波幅度由天線波束下視角、導(dǎo)彈飛行高度、地面后向散射系數(shù)等多方面因素決定，由于主波束增益很大，主雜波幅度往往會(huì)超過導(dǎo)引頭接收機(jī)噪聲本底60 dB以上。在此期間雷達(dá)導(dǎo)引頭可能無法檢測(cè)目標(biāo)。若在遇靶時(shí)或遇靶前短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)這一情況，將導(dǎo)致飛控?zé)o法接收到目標(biāo)測(cè)量信息，對(duì)彈體的控制僅能依賴濾波算法外推，導(dǎo)彈命中概率下降、脫靶量增大。具體概率下降程度受多種因素影響：

1)目標(biāo)RCS (雷達(dá)散射截面積)越小，目標(biāo)回波信號(hào)越弱，越難燒穿主雜波，脫靶風(fēng)險(xiǎn)增大。

2)主雜波幅度越強(qiáng)(低空、大下視角)，回波信號(hào)越難燒穿，脫靶風(fēng)險(xiǎn)增大。

3)遇靶前過主雜波時(shí)間越長(zhǎng)，彈道控制參數(shù)的誤差越大，脫靶風(fēng)險(xiǎn)增大。彈道誤差大到一定程度，即使目標(biāo)在遇靶前短時(shí)間內(nèi)重新恢復(fù)，也難以將彈道調(diào)整到位。

4)中重頻波形有利于改善信雜比，減小過主雜波時(shí)間降低過主雜波脫靶風(fēng)險(xiǎn)。但仍無法從根本上解決主雜波的影響，可能出現(xiàn)主雜波虛警導(dǎo)致脫靶風(fēng)險(xiǎn)增大。

綜上所述，主雜波區(qū)內(nèi)目標(biāo)信號(hào)丟失的時(shí)間與主雜波的幅度、頻譜寬度，目標(biāo)機(jī)動(dòng)大小等均有關(guān)，導(dǎo)彈是否脫靶與目標(biāo)的機(jī)動(dòng)時(shí)機(jī)由很大關(guān)系，理論上控制目標(biāo)機(jī)動(dòng)使其在彈道末端進(jìn)入雷達(dá)導(dǎo)引頭主雜波區(qū)，或者采用L機(jī)動(dòng)飛行，能降低雷達(dá)導(dǎo)引頭的命中概率，當(dāng)然，在空戰(zhàn)中實(shí)際操作中會(huì)有很大的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭來說，低空飛行、小RCS、慢徑向速度目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤問題是一個(gè)亟待解決的難題，通過控制導(dǎo)引頭波形或者信號(hào)處理算法可以提高主雜波附近導(dǎo)引頭檢測(cè)能力，提高對(duì)低小慢目標(biāo)的跟蹤穩(wěn)定性。

1.1.3 副瓣雜波區(qū)

導(dǎo)彈尾后下視攻擊時(shí)，雷達(dá)導(dǎo)引頭工作在旁瓣雜波區(qū)，目標(biāo)回波需與旁瓣雜波、相位噪聲、系統(tǒng)熱噪聲進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，因此導(dǎo)引頭的作用距離取決于信雜噪比和雜波的概率分布。海雜波的統(tǒng)計(jì)特征偏離高斯分布，隨雷達(dá)分辨率及海面狀況不同，適于描述海雜波統(tǒng)計(jì)特性的模型也不同，如瑞利(Rayleigh)分布模型、萊斯( Rice) 分布模型、對(duì)數(shù)正態(tài)(Log-Normal) 分布模型、威布爾( Weibull) 分布模型和 K分布模型等來表示。

海雜波功率分布的形狀參數(shù)隨海況發(fā)生變化，波浪頂部的離散的碎浪導(dǎo)致海雜波的相應(yīng)數(shù)值要大于瑞利分布預(yù)期給出的數(shù)值。波浪等級(jí)越大，較大數(shù)值出現(xiàn)的概率越高，相應(yīng)分布的拖尾就越長(zhǎng)(均值中位數(shù)之比就越大)，為保持恒虛警雷達(dá)導(dǎo)引頭必須提高相應(yīng)的檢測(cè)門限，這將導(dǎo)致其作用距離的損失。圖4為三種分布下虛警概率隨門限系數(shù)的變化關(guān)系曲線，從圖中可以看出，在三種雜波分布背景之下，虛警概率隨著門限系數(shù)的升高而降低，形狀參數(shù)c越大，Pfa受門限系數(shù)T的影響越大。當(dāng)T=1時(shí)，三條曲線相交于一點(diǎn)；當(dāng)T>1且門限系數(shù)相同時(shí)，虛警概率從低到高依次為指數(shù)分布、瑞利分布和韋布爾分布；當(dāng)T<1且門限系數(shù)相同時(shí)，虛警概率從低到高依次為韋布爾分布、瑞利分布和指數(shù)分布；這是由于當(dāng)門限系數(shù)相同時(shí)，隨著形狀參數(shù)c的減小，具有較大幅度的非規(guī)則樣本對(duì)高門限的影響大于低門限。

圖4 不同分布下虛警概率隨門限系數(shù)的變化關(guān)系曲線

為提高雷達(dá)導(dǎo)引頭在雜波下的性能，重點(diǎn)研究其雜波抑制技術(shù)和特定雜波背景下的目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)，如通過自適應(yīng)波束形成等抑制雜波信號(hào)的強(qiáng)度，通過MIMO體制、小波變換、人工智能等雜波統(tǒng)計(jì)特征提取技術(shù)提高雜波下目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別概率，降低雜波的虛警率，減小雜波引起的作用距離損失。

1.1.4 高度雜波區(qū)

高度雜波與雷達(dá)波束近垂直入射時(shí)副瓣接收到的雜波回波有關(guān)，相對(duì)于其他雜波來說，高度雜波雖然天線增益較小，但路徑最短，且不同于陸地上背景，海面上近垂直入射區(qū)的后向散射系數(shù)極大，因此高度雜波的強(qiáng)度很高，可使雷達(dá)導(dǎo)引頭形成主雜波以外的另一個(gè)檢測(cè)盲區(qū)。

圖5為某次海上試驗(yàn)采集的雜波功率譜，其中零頻附近的尖峰為高度雜波，中間的尖峰為主雜波，即個(gè)別條件下高度雜波的強(qiáng)度和寬度甚至可以超過主雜波，因此需要對(duì)高度雜波區(qū)的目標(biāo)信號(hào)作出特殊處理。當(dāng)然，除了帶來檢測(cè)問題以外，利用高度雜波信號(hào)可以測(cè)量當(dāng)前導(dǎo)彈的高度，作為導(dǎo)引頭檢測(cè)與跟蹤的一個(gè)可靠的輔助信息。

圖5 某海上試驗(yàn)采集的雜波功率譜

1.2 多路徑效應(yīng)

雷達(dá)導(dǎo)引頭檢測(cè)低空目標(biāo)時(shí)，多徑效應(yīng)是影響雷達(dá)導(dǎo)引頭檢測(cè)性能的另一個(gè)主要因素。圖6為多徑效應(yīng)的示意圖，當(dāng)目標(biāo)低空飛行時(shí)，目標(biāo)與鏡像可能同時(shí)位于導(dǎo)引頭主波束內(nèi)，此時(shí)鏡像目標(biāo)將在相位和幅度上調(diào)制目標(biāo)信號(hào)，可能影響導(dǎo)引頭的測(cè)角。

圖6 多路徑效應(yīng)示意圖

多徑效應(yīng)包括鏡反射和漫反射，鏡反射是前向散射，多徑效應(yīng)的強(qiáng)度與雷達(dá)導(dǎo)引頭下視射角、反射面粗糙度等因素密切相關(guān)。掠射角越小、反射面越光滑，鏡反射越強(qiáng)，漫反射越弱；隨著掠射角的增大和反射面粗糙度的增加，鏡反射成分逐漸減弱，漫反射成分逐漸增強(qiáng)。分別選取三個(gè)典型頻點(diǎn)，對(duì)不同極化條件下鏡面反射系數(shù)模值與擦地角變化關(guān)系進(jìn)行分析，分析結(jié)果如圖7所示。

可以看出，對(duì)于HH極化，反射系數(shù)隨擦地角和頻率的變化較小，且明顯大于VV極化，表明其反射回波能力較強(qiáng)；對(duì)于VV極化，反射系數(shù)首先隨擦地角的增大而減小，隨后又出現(xiàn)變大的趨勢(shì)，其出現(xiàn)最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的擦地角即為Brewster角，在該角度附近，入射到海表面內(nèi)的透射分量迅速增加，從而使反射系數(shù)出現(xiàn)較大的變化，且頻率越低，變化越劇烈。此外，隨頻率的增加，Brewster角呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì)，但是均小于20°，利用Brewster可減弱鏡像路徑回波的強(qiáng)度。

圖7 反射系數(shù)與擦地角和極化方式的關(guān)系

多徑效應(yīng)改變了直達(dá)波的振幅、相位和方向，對(duì)雷達(dá)性能的影響主要有：一是引起波瓣分裂，改變場(chǎng)強(qiáng)的空間分布，影響雷達(dá)的探測(cè)性能；二是對(duì)雷達(dá)的俯仰角、方位角及距離等參數(shù)都有影響，但是影響最嚴(yán)重的是俯仰角測(cè)量。多徑效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)回波信號(hào)隨彈目距離接近起伏。

關(guān)于多徑效應(yīng)的研究主要集中在岸基雷達(dá)的應(yīng)用中，這是由于岸基雷達(dá)探測(cè)低空目標(biāo)時(shí)仰角很小多徑效應(yīng)相對(duì)明顯，多徑效應(yīng)對(duì)于雷達(dá)導(dǎo)引頭的影響缺乏系統(tǒng)的研究，目前多徑效應(yīng)的仿真模型比較簡(jiǎn)單，多采用主要考慮鏡面反射的四路徑模型，缺乏對(duì)海面漫反射的精確建模。

2 抗海背景干擾關(guān)鍵技術(shù)

由于雷達(dá)導(dǎo)引頭技術(shù)應(yīng)用的敏感性，組織試驗(yàn)難度大，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度高，目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤的信號(hào)處理周期短，且彈上平臺(tái)的內(nèi)部空間有限，一方面使得可用于雜波特性分析與建模的試驗(yàn)數(shù)據(jù)很難獲得，另一方面，許多在地基雷達(dá)、岸基雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)驗(yàn)證有效的算法很難應(yīng)用到雷達(dá)導(dǎo)引頭上，因此雷達(dá)導(dǎo)引頭抗海背景干擾技術(shù)有待進(jìn)一步的研究。

根據(jù)上文梳理的情況，抗海背景干擾的關(guān)鍵技術(shù)主要有：

1) 海背景下雷達(dá)導(dǎo)引頭的數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)

建立系統(tǒng)的彈載雷達(dá)導(dǎo)引頭采集試驗(yàn)方法，構(gòu)建包含海況、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象條件的完備試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，為定量分析提供基礎(chǔ)。

2) 海雜波的特性分析與建模

海雜波特性與雷達(dá)的頻段、分辨率、下視角、海況等因素相關(guān)，針對(duì)不同工作模式和應(yīng)用場(chǎng)景的雷達(dá)導(dǎo)引頭，某些共性的海雜波特征可以相互借鑒，但是對(duì)特定的導(dǎo)引頭需要建立獨(dú)立的精確數(shù)學(xué)模型，海雜波仿真建模技術(shù)研究和抗雜波技術(shù)研究。

3) 多徑效應(yīng)建模

多徑效應(yīng)的中，尤其是漫反射效應(yīng)的物理模型需要較為精確的動(dòng)態(tài)海面模型，目前多徑效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型大多只考慮簡(jiǎn)單的鏡面反射，且基于岸基雷達(dá)應(yīng)用的小擦地角，針對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭的應(yīng)用的模型需要進(jìn)一步的研究。

4) 低小慢目標(biāo)檢測(cè)算法研究

針對(duì)低空飛行、小RCS、慢徑向速度目標(biāo)的主雜波附近檢測(cè)與跟蹤問題是雷達(dá)導(dǎo)引頭應(yīng)用中一個(gè)亟待解決的難題，減小主雜波區(qū)目標(biāo)的丟失時(shí)間能夠極大地提高導(dǎo)引頭跟蹤的穩(wěn)定性，提高對(duì)目標(biāo)的命中率。

5) 雜波下目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別算法研究

對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭在雜波背景下檢測(cè)目標(biāo)的應(yīng)用場(chǎng)景，需要研究雜波的統(tǒng)計(jì)特征，控制雜波下的虛警率，同時(shí)提取出的新的特征用于識(shí)別目標(biāo)和雜波，提高雷達(dá)導(dǎo)引頭的作用距離。

6) 多徑效應(yīng)抑制算法研究

多徑效應(yīng)對(duì)導(dǎo)引頭測(cè)量的影響體現(xiàn)在距離、速度、角度三個(gè)維度，其中影響最嚴(yán)重的是俯仰角測(cè)量。根據(jù)前文的分析結(jié)果，抑制多徑效應(yīng)的可行措施主要包括以下幾個(gè)方面：

①采用VV極化，利用Brewster效應(yīng)控制彈道，減小鏡像回波的幅度；

②提高雷達(dá)工作頻率，采用頻率捷變/頻率分集技術(shù)，或雙波段工作體制，可以規(guī)避探測(cè)盲區(qū)，減小俯仰角的測(cè)量誤差；

③提高雷達(dá)分辨率，利用直達(dá)波路徑和鏡像路徑的路徑差和多普勒頻率差，在檢測(cè)跟蹤前將鏡像回波信號(hào)的量進(jìn)行濾除；

④采用DOA估計(jì)技術(shù)，在空間上估計(jì)直達(dá)波和反射波的到達(dá)角，并根據(jù)空間幾何位置判斷真實(shí)目標(biāo)方位。

7)深度學(xué)習(xí)

隨著近年來人工智能領(lǐng)域的迅速發(fā)展[12]，與傳統(tǒng)方法相比，深度學(xué)習(xí)算法具有自動(dòng)提取深層特征、獲取較高準(zhǔn)確率等優(yōu)勢(shì)，雖然深度學(xué)習(xí)在雷達(dá)導(dǎo)引頭領(lǐng)域中應(yīng)用中存在過擬合、可解譯性、資源有限等問題，但利用深度學(xué)習(xí)算法提取目標(biāo)與雜波的特征，識(shí)別目標(biāo)與鏡像，預(yù)測(cè)目標(biāo)的航跡等在雷達(dá)導(dǎo)引系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用前景，期待未來在這方面的研究進(jìn)展。

3 結(jié)束語

受試驗(yàn)條件的限制，海背景對(duì)雷達(dá)測(cè)量的研究多局限在岸基雷達(dá)，本文對(duì)于空空導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭在海背景下攔截低空掠海飛行目標(biāo)的應(yīng)用場(chǎng)景，分析了海雜波和海面多路徑效應(yīng)對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭作戰(zhàn)性能的影響，在此基礎(chǔ)上針對(duì)目前該領(lǐng)域存在的問題，提出了雷達(dá)導(dǎo)引頭的戰(zhàn)術(shù)使用和性能評(píng)估中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)，并給出初步的解決思路。