駝絲錦

[拼音]:duojidi leida

[英文]:multistatic radar

由分置於不同基地的一部或多部發射機和一部或多部接收機(接收機與發射機的數量不必相等)組成的統一的雷達系統。雙基地雷達是多基地雷達中最簡單的一種。早期的雷達主要是雙基地形式,即發射機與接收機放置在不同地點。1936年,美國海軍研究實驗室研製成天線收發開關(見天線開關管),單基地雷達遂逐步取代了雙基地雷達而成為常用的雷達形式。到50年代初,雙基地和多基地雷達系統重新受到人們的重視。多基地雷達可有多種組成形式(圖1)。

應用

在遠距離上要求雷達精確定位或具有較高分辨力時,三邊基地雷達特別適宜。這是因為遠距離時,單基地雷達的橫向距離的測量精度和分辨力受到限制,而三邊基地雷達能獲得很高的精度和分辨力。例如,三邊基地雷達可用於確定入侵飛機的數量,在可能出現的誘餌中鑑別出導彈彈頭,還能對導彈精確制導。多基地雷達還用於試驗靶場,作為導彈和空間飛行器的精確彈道測量系統。雙基地雷達常用於制導方面,重量很大的發射機裝在發射臺上或地面上,受制導的飛行器僅載有接收機。雙基地雷達還曾用於對月球表面的探測。利用裝在飛船上的一部連續波發射機和一部地面接收機,接收機接收到的發射機發射的直接訊號和由月球散射的訊號,經過處理,可以獲得月球表面的影象。多基地雷達因其特殊的效能和作用,已成為雷達的重要發展方向之一。

工作原理

多基地雷達同單基地雷達一樣,可對目標進行檢測、定位、跟蹤和測速。雙基地雷達通過測量距離和Ds=Dt+Dr以及目標仰角ψb,得到目標與基地的距離Dt和Dr(圖1a)。

式中Db為兩基地間的距離。若同時測得正交方向上目標的方位角(圖1中未表示出來),便可決定目標的空間位置。在雙基地雷達系統中,發射訊號與接收訊號的差頻是由目標的運動造成的,差頻的大小與距離和Ds的變化率成比例

式中λ 為波長。多普勒頻率fd用於鑑別目標是否為靜止的,但不能指示目標的徑向運動速度。這與單基地雷達不同。多基地雷達用目標對各基地的距離、角度和距離差等資料表示目標的座標。三個基地或更多基地組成的系統僅用距離或多普勒頻率對目標定位。三個按平面佈置的基地(圖2)的位置為-ɑ、ɑ、b,目標與各基地的距離分別為R1、R2、R3,則目標在直角座標系的位置是

這種通過距離R1、R2、R3定位的三基地雷達稱為三邊基地雷達。同單基地雷達一樣,多基地雷達可用脈衝訊號或連續波調頻訊號測量距離。為了測量多普勒頻移,可把發射基地的發射訊號傳送到接收基地作為參考訊號。但是,在接收基地對目標進行角度測量時,這個直接訊號有可能對目標回波訊號造成干擾,須使直接訊號與回波訊號隔離。單基地雷達和雙基地雷達的距離方程分別為

式中Pr為接收機輸入功率(瓦);Pt為發射功率(瓦);G為收發共用天線的天線增益;Gt、Gr分別為發射天線、接收天線的增益;λ為波長(米);σ1、σ2分別為單基地雷達和雙基地雷達的目標截面積(米2);R、Rt、Rr分別為雷達到目標的距離(米)、發射機到目標的距離(米)、接收機到目標的距離(米);Lp、L

、L

分別為雷達到目標、發射機到目標、目標到接收機的單程傳播損失;Ls為系統損失。在三個或更多基地的情況下不存在這樣簡單的雷達方程,其作用範圍可用分系統的作用範圍表示。例如,三邊基地雷達系統的作用範圍就是3個測距分系統的共同作用範圍。

特點

與單基地雷達相比,多基地雷達有一些特殊問題。

(1)多基地雷達的資料處理系統比單基地雷達複雜得多:從各基地收集的資料必須經過資料傳送系統集中到一起處理。傳送系統還把穩定的時鐘脈衝送到各基地,使整個雷達系統協同工作。基地的座標資料為計算目標座標所必需,其精度影響到目標定位的精度。對於可移動的多基地雷達系統,基地座標和目標位置的計算程式須隨時修正。單基地雷達本身就是極座標系統,目標定位的資料處理較為簡單;多基地雷達必須對收集到的目標資料進行復雜的座標變換。

(2)雷達天線的副瓣對多基地系統的影響較為嚴重。這是因為多基地系統是以不同角度的兩個單程波束照射目標,不象單基地雷達那樣以雙程波束(即兩單程波束的同一角度)照射目標。

(3)多基地雷達存在虛假目標問題。虛假目標又稱幻象。圖3 是使用角度定位的雙基地和三基地雷達的幻象。圖中有5個目標,但多基地雷達指向的交點多於5,多餘的交點是幻象位置。幻象靠取得更多的資訊和採取相應的資料處理方法來消除或減小。例如,增加基地數目,同時測量距離和速度,對目標進行跟蹤等。圖3b中採用三基地,其虛假目標數較雙基地系統顯著減少。

參考書目

M.I.斯科爾尼克著,謝卓譯:《雷達手冊》,國防工業出版社,北京,1974。(M.I.Skolnik,Radar Handbook,McGraw-Hill,New York,1970.)