舰载微波大气波导雷达作用距离计算模型

分析微波雷达实现超视距探测的探测机理,分别利用P-J模型和抛物方程对大气波导高度、电波传播损耗进行求解,结合大气波导传播条件,给出了舰载微波大气波导雷达作用距离的计算模型。     

基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法

利用海上蒸发波导可以使舰载微波超视距雷达实现远距离低空目标探测,然而大气波导内的超折射和多径传播效应会产生不利于目标检测的雷达盲区。该文提出一种基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法,针对形成蒸发波导的海-气界面稳定层结、中性层结和不稳定层结3种情况,利用电波传播数值算法和雷达评估模型仿真分析了蒸发波导内特定区域不同目标函数时的雷达目标检测性能,给出了雷达天线高度优化结果。该文方法可以为微波超视距雷达系统设计、探测性能分析和大气环境自适应技术提供参考。     

基于蒸发波导传播的雷达定位误差研究

大气参数满足一定条件(修正折射率梯度小于0)时会形成大气波导,利用大气波导可实现雷达的超视距探测。由于近海面易形成蒸发波导,利用蒸发波导实现雷达的超视距探测已成为目前舰船雷达最实用的方法之一。雷达电波射线在不均匀大气中传播时会产生折射误差,为提高舰船雷达的定位精度,必须研究雷达在蒸发波导中超视距探测时的大气折射误差。根据电波传播理论,利用电波射线描迹技术,建立了舰船雷达在蒸发波导中实现超视距探测时的大气折射误差模型。仿真实验表明,蒸发波导条件下雷达超视距探测目标时的大气折射误差较大,且计算时不能采用常规的折射误差计算方法。     

大气波导对雷达异常探测影响的评估与试验分析

针对海洋大气波导环境对雷达性能影响的定量评估问题,本文建立的方法将对流层大气中电波传播的抛物型数值方程模式与雷达接收机理论结合起来,通过对雷达电磁波在实际波导环境下的传播损失分布规律进行阈化处理来分析雷达的最大探测距离特征.雷达探测评估的仿真数据显示,该方法能够较方便地评估雷达在大气波导环境下所具有的超视距探测等异常特征,该方法应用于某海域的试验分析中,评估的结果与实际雷达探测效果较为一致,验证了方法的实用性及大气波导环境下雷达的异常探测能力.     

电波环境特性及模化技术重点实验室召开对流层大气波导学术研讨会

对流层大气波导基于特殊气象条件,可以直接应用于超短波、微波超视距无线电信息系统。为了推动国内大气波导基础成果应用,加强大气波导研究与应用领域学者的沟通和交流,提高大气波导的学术水平和应用能力,中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室于2012年11月4日-5日在青岛组织     

海上微波超视距传播试验研究

跨海微波超视距远距离传播深受探测和通信领域的重视,其机制分析和规律观测有重要意义. 本文对跨海微波超视距远距离传播的机制和有关原理进行了分析,对2019-09开展的C波段和X波段微波昼间跨海面超视距远距离传播试验进行了研究;利用试验测试记录和期间的气象站风观测数据,对试验期间观测到的C波段不同距离线路和X波段50 km线路上白昼的传播规律和机制做了总结分析. 本文结论可供对流层微波超视距远距离传播(大气波导传播和散射传播)研究或应用的系统设计、数据分析和机制研究等参考使用,特别是跨海的试验测试可以直接运用.     

《超视距雷达技术》

本书是“雷达技术丛书”中有关超视距雷达工程技术的一本专著。本书从超视距雷达的各种特性（环境特性、传播特性、目标特性、干扰特性及信号检测特性等）分析入手,阐述了天波超视距雷达、地波超视距雷达与微波雷达利用大气波导超视距探测的主要性能、应用范围及设计特点。本书针对这三类超视距雷达的电波传播途径的不同,分别叙述了工程设计难点及解决的途径,并为工程设计提供了大量资料和数据,形成了新的写作体系。     

大气波导对岸基警戒雷达影响研究

通过分析2009年～2011年的大气波导环境数据,从理论上阐述了岸基雷达产生超视距探测的必要条件,对岸基雷达超视距探测现象进行了分类.首先,比较了两种典型的对流层内雷达波传播衰减计算方法,得出基于分阶傅里叶算法和抛物线方程法的混合模型算法更适合计算大气波导环境中雷达波能量的空间分布;然后,使用该模型计算了两类超视距现象在探测距离、测距精度、测向精度及探测效果方面的差异;最后,提出了利用雷达超视距探测的建议.     

大气波导传播现象研究及通信应用设想

对流层中的大气波导是一种支持高性价比超视距通信的优质通信信道资源。介绍了大气波导的陷获折射传播机制及波导分类;基于华北地区、黄海海域典型链路试验结果,研究了大气波导与对流层散射双模式传播现象,分析了大气波导的存在性、信道传输特性和通信可用性;鉴于大气波导低损耗高电平、不连续但有日变化趋势性发展规律的特点,提出波导/散射联合超视距弹性通信技术及基于大气波导的容中断伺机通信技术设想,其对波导资源的高效利用可支持超视距通信效能的显著提升。     

蒸发波导环境测量与雷达探测性能分析

舰载微波超视距雷达主要通过大气波导传播效应实现对目标的超视距探测。利用测量的水文气象参数,根据蒸发波导模型预测蒸发波导高度,讨论了中性、稳定以及不稳定条件下的3种蒸发波导剖面。给出了便于蒸发波导环境下使用的修正雷达方程,基于抛物方程模型形成微波超视距雷达的探测性能分析方法。在我国南海海域开展了舰载蒸发波导环境测量及微波雷达探测的对比试验,在超视距预测的性能上理论预测结果与实际探测结果较为一致。分析结果对雷达探测及电子战应用具有重要意义。     

海洋大气波导信道特性分析与应用

大气波导是海洋上经常产生的超视距传播环境,对岸基和船载电子信息系统性能具有重要的影响。论述了海上大气波导测量与预测方法、大气波导特征参数的统计结果以及大气波导传播特性计算方法,重点分析了波导传播对信息系统的影响评估及其实际应用。计算结果表明,大气波导可使雷达实现超视距探测,对雷达检测具有重要影响。     

天波超视距雷达目标录取方法的研究

天波超视距雷达（OTHR）的工作方式和工作环境比较复杂,雷达的定位精度、检测概率和数据率与常规雷达不同,容易受外部噪声和杂波的影响。由于电波要通过电离层传播来探测目标,电离层的瞬时变化和多模式会污染雷达回波信号,并产生多路径效应,使超视距雷达测量得到的目标数据存在不确定性和模糊性,要从这种数据中正确识别出目标并能自适应关联跟踪处理是很困难的事。文中根据OTHR雷达的实际情况,参照常规雷达的目标录取方法,在自动跟踪的基础上,研究并开发出适合超视距雷达工作的人工录取和半人工录取方法,使得雷达在恶劣环境下也能充分发挥正常的工作能力。     

微波超视距雷达组网探测范围研究

本文研究了雷达组网时目标雷达散射截面（radar cross section, RCS）在方位角上的分布对微波超视距雷达探测范围的影响. 首先在蒸发波导条件下,利用抛物方程法推导了电磁波的传播因子,得到了电磁波场强随传播距离和高度的变化规律;然后在此基础上,结合目标RCS在高度和方位角上的分布,研究了目标的回波功率,利用改进的雷达方程得到了微波超视距雷达对目标最大探测距离的计算方法,建立了雷达网探测范围评估模型并进行了仿真. 仿真计算结果表明:在目标运动姿态未知情况下,雷达组网使雷达的探测范围增加了11.20%,在特定方向上使探测距离增加了16.67%;在目标运动姿态已知情况下,雷达组网在部分方位角上增大了最大探测距离,为微波超视距雷达的组网使用提供了理论支撑.     

射线跟踪技术用于分析波导环境下电波异常折射误差

海洋大气环境中电磁波传播受大气波导影响常呈现出复杂的折射特征,本文通过构建基于射线跟踪技术的电波传播轨迹微分计算方法,研究了电波受蒸发波导和表面波导环境影响所形成的电波折射误差(仰角和高度误差)的异常特性,并对雷达试验的实际测量数据的误差进行了分析验证。     

C波段蒸发波导传播衰落特征的试验研究

海洋蒸发波导是海上超视距传播的主要机制，对于海上无线电系统的设计和运行具有重要影响.利用在我国南海开展的蒸发波导环境下的C波段微波超视距传播试验数据，对比分析了不同传播距离下的路径损耗和信号快衰落分布特征.试验结果表明:随着传播距离的增大，路径损耗逐渐接近对流层散射传播损耗，主要传播机制也逐渐从蒸发波导传播向对流层散射传播过渡；5 min采样的接收信号电平快衰落分布接近为广义瑞利分布，衰落深度和衰落幅度均小于瑞利分布.所得结果对利用蒸发波导的通信系统设计具有参考价值.     

大气波导对雷达作用距离的影响

舰载雷达在大气波导条件下可实现超视距传播,可提高雷达探测性能,具有重要的理论意义和军事价值。详细介绍了产生大气波导的各种条件,同时也给出了在大气波导条件下的雷达探测距离的计算公式,并对标准大气和大气波导条件下雷达探测性能做了比较。     

海杂波中的超视距雷达探测性能分析

海上大气波导在使微波雷达实现超视距探测的同时,也使海杂波回波信号增强,从而降低雷达的检测分辨性能。利用雷达性能评估模式,仿真计算了雷达在不同发射频率、发射仰角以及天线高度下,典型波导环境中海杂波和目标的回波功率,进行了海杂波干扰下微波超视距雷达的探测性能分析与评估。分析结果表明,在实际工作中选择合适的雷达系统参数,可以有效的降低海杂波的干扰,同时又不容易遗漏较远距离处的目标。     

天波超视距雷达海洋回波谱特性研究

根据高频电磁波与海面相互作用产生Bragg谐振散射的特性,首先对一阶和二阶海杂波的产生机理进行了理论分析,然后结合Barrick提出的一阶、二阶散射理论对海洋回波谱进行了模拟。最后详细地研究了洋流、海态、雷达工作参数、电离层等因素对海洋回波谱的影响,并在天波超视距雷达体制下,建立了其海洋回波谱多普勒频率模型,为全面研究海杂波及天波超视距雷达目标检测提供了理论依据。