第五章 雷达侦察距离与截获概率 侦察作用距离：对雷达辐射源能量的检测能力。 侦察截获概率：满足能量条件下，侦察机在多维信号空间中检测信号的统计特性。 § 5.1 侦察系统的灵敏度 Prmin 是指满足侦察接收机的对接收信号的能量正常检测条件下，在侦察接收机输入端的最 小输入信号的功率。 PTSS： 切线信号灵敏度， Pops：工作灵敏度。 一． PTSS， Pops 的定义 PTSS：在某一输入脉冲功率电平作用，接收机输出端脉冲与噪声叠加后的信号底部与 基线噪声的顶部都在一条直线上， (S/N)0=8dB，（视频输出端） 峰值 ： Um， Un，有效值： Uml， Unl，则 Un＝ KlUnl， Um=KlUml. Kl：峰值系数。 有信号时：由于检波器的非线性作用，一部分信号转为噪声，故 Um>Un, 信号电压： )(21)(21 mlnllmnSN UUKVVV +=+= ， 信号功率： )2(4 2 mnmn L SN PPPP KP ++= ， Pn， Pm为基线抬高部分的功率，若 Pn＝ Pm， 2l n SN K P P = ， lK ＝ 2.5～ 3， 当 lK ＝ 2.5 时， dBKl 825.62 ≈= ， OPSP ：脉冲作用下，视频输出端信号功率与噪声功率化为 14dB，输入脉冲信号功率为 OPSP ， ?? ? + += 平方律检波 线性检波 dBP dBPP TSS TSS OPS 3 6 二 . TSSP 的分析计算 雷达：匹配， RG 很大， 2/ ≈?? vR ff ，检波视频噪声可 忽略， 侦察：非匹配， RG 很小， 1/ ≥?? vR ff ，检波视频噪声可忽略， 以晶体视频接收机为例 vvv fFG ?,, 射频输入 g,, AM vvR fFG ?,, vRM /g= ， 2 0 4 MkT FA v= ， M：检波品质因子， g ：检波器开路电压灵敏度 ,A：常数 在小信号条件下，检波器工作于平方律特性区。 噪声功率， ? ? ? ??? ? ?≤≤??? ?≤≤+?? = RRR v RsR v fffffR ffPffR fF 2/)]([2 2/0]2)([2 )( 2 0 2 00 2 0 2 wg wwg 00, sPw 分别为噪声谱密度和输入信号的功率。 0 )( fF 2/Rf? Rf? f 1． vRv fff ?≤?≤? 2 vf? 位于 RR ff ?? 和2/ 之间时， mlRs v vR v f v PfWP fWffW RdffFP v =?+????== ∫? ] 2[2)( 00 22 02 0 2 0 g 没有信号作用时基线视频噪声功率为， ]2[2| 22 02 0 2 00 v vR v Pvnl fWffW RPP s ????== = g ， 检波器和视放产生的噪声， vvvVDvv FfKTfKTtFP ?=??+= 00 ' )1( 视放输出信号的功率： 20 2 4 svs PRP g= 基线功率为 ' vnln PPP += 有信号作用时， vvRs v vRvmlm FfKTfWP fWffW RPPP ?+?+ ????=+= 000 22 02 0 2 ' ] 2[2 g 噪声电压的峰值与有效值系数为 nl n c U UK = ， 切线灵敏度时为： 2/)( mns UUU += ， 而 nvnl PRU = ， mvml PRU = ， svs PRU = ， )2(4 2 mnnm c s PPPP KP ++= ， 当输入为切线灵敏度时， dBKPP c m s 54.9~96.7)3~5.2(2 === 。 平方律检波时 22 2 4 RTSSvs GPRP g= ， RTSSs GPP =0 ， WFG fAfKfffKfKFKTP RR vvc vvRcR c vTSS ]422[ 22 22 2 2 0 ?+?+????+?= 令 Kc＝ 2.5 时， vR ff ?? , 分别以 MHZ 表示时 ]56.125.21.3lg[10114 2222 RR v RvvRRRTSS FG fAfffffFdBmP ?+?+????+?++?= 。 2． vR ff ?≥? 2 ]2[2 00 22 02 0 2 VS v VR v v fWP fWffW RP ?+ ????= g ， ]56.025.21.3lg[10114 2222 RR v RvvRRRTSS FG fAfffffFdBmP ?+?+????+?++?= 3．检波前增益不足， 22/ RRV FGfA? 很大， 当 VRV fff ?≤?≤? 2 ， ]5.21.3lg[10114 22 RR v RRTSS FG fAfFP ?+?++?= （ dBmW）， 当 VR ff ?≥? 2 时， ]5.21.3lg[10114 22 RR v RRTSS FG fAfFP ?+?++?= （ dBmW）， 4．检波前增益很高， 22/ RRV FGfA? 很小 ， 当 VRV fff ?≤?≤? ， ]56.125.21.3lg[10114 2222 RR v RvvRRRTSS FG fAfffffFP ?+?+????+?++?= (dBmW) 当 VR ff ?≥? 2 时， ]56.025.21.3lg[10114 2VVRRRTSS ffffFP ?+??+?++?= （ dBmW） 三． ?? ? + += 平方律检波 线性检波 dBP dBPP TSS TSS OPS 3 6 § 5.2 侦察作用距离 一． 简化侦察方程（不考虑传输损耗，大气衰减以及地面海面反射因素） 接收功率 rttR ARGPP 24p= rr GA pl4 2 = 2 2 )4( R GGP Rtt p l= ， 2/1 min 2 2 max ])4([ r rtt P GGPR p l= ， rA ：侦察天线有限面积； rG ：侦察天线增益； tP ：雷达发射功率； tG ：雷达天线增益； 二．修正侦察方程： dBLL i 5.16~7.14== ∑ 2/1 2 2 max ])4([ p lrtt GGPR = 三．直视距 离 )(1.4 rasr hhR += },min{ maxmax rsrr RRR = ah ：雷达天线高度 ； rh ：侦察天线高度 四．侦察作用距离 rR 对雷达作用距离 aR 的优势 1>= S r RRr ， },min{ SaSS RRR = ， ])4([ min 3 22 a tt a P GPR p sl= ， )(1.4 rasa hhR += 五 对旁瓣的侦察， saveP )()()(max dBGdBGdBiG tss ?= maxsG 最大旁瓣电平， sG 最大旁瓣增益， tG 分瓣最大增益， ）（总辐射功率旁瓣拥有的功率 dBilg10)( =dBiGsave ， 雷达天线的平均旁瓣增益。 旁瓣侦察时的侦察作用距离为： 2/1 1.0 min 2 2 ]10)4([ L r rsavet r P GGPR p l= ， saveG 的真值为 )(1.010 dBiGsave× ， 对于旁瓣侦察和主瓣侦察，若想达到相同的侦察作用距离，旁瓣侦察的侦察接收机灵 敏度要比主瓣侦察的侦察接收机灵敏度提高 )()( dBiGdBG savet ? ， § 5.3 侦察截获概率与截获时间 一．前端的截获概率和截获时间： 1． 空域截获 2． 频域截获 3． 其他条件 iT ， 0t ， 平均重合宽 度： ∑ = = n i i00 11 tt ， 重合概率： ∏ = = n i i i TP 10 t ， 平均重合周期：因为 0 0 0 TP t= ， ∑ ∏ = == n i i n i i iT T 1 1 0 1 t t ， 前端截获概率： )(TPk ， T 时间内发生 K 次重合； T k T K ekTPeKTPKTP ll ll ?? ? ?+?= !)()1()!1( )(),( 0 1 0 ， 0/1 T=l TePTP l??= )1()0,( 0 ， ∑ ∑∞ = = ?== Ki K i k iTPKTPTP 0 ),(1),()( 当 K＝ 1 时， )/exp()1(1)( 001 TTPTP ???= ， 截获时间： )(1 1ln 1 0 0 TP PTT ? ?= ， 当信号同时到达时，易造成丢失， missP ， N 部雷达，脉冲数 iZ ，宽度 PWit 时间间隔 iPRIi Zt /1= 。 i 部雷达重合 j 部的概率 jiP, ， ?? ?? ? >+ <++= j j j PRIPWjPWi PRIPWjPWi PRI PWjPWi ji t ttP tt tttt 1 , ， I， j＝ 1， 2， 3… N； ;ji ≠ i 部雷达信号脉宽内不重合其他雷达信号的概率 imissP 为： ∏ ≠= ?= N ijj jiimiss PP ,1 , )1( , 截获事件：在 T 内发生 K 次以上搜索重合，且无重合丢失 ]),(1[)( 1 0 ∑? = ?= K i miss K AI iTPPTP ， K＝ 1， ( )])/exp()1(11[ 001 TTPPP missAI ????= ， 二． 系统截获概率与时间 信号质量，测量质量，软件科学。 ex： 1， 3， 4， 5， 6， 7。