多基地雷達

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

基本介紹

• 中文名：多基地雷達
• 早期的雷達：早期的雷達主要是雙基地形式
• 50年代初：多基地雷達可有多種組成形式
• 1936年：雙基地雷達而成為常用的雷達形式

簡介

由分置於不同基地的發射機和接收機統一組成的雷達系統。它可有多種組成形式，各基地上的發射機和接收機可以是一部或多部，且數量不必相等。多基地雷達適用於對遠距離目標精確定位。它同單基地雷達一樣，可對目標進行檢測、定位、跟蹤和測速，但它用目標對各基地的距離、角度和距離差等數據表示目標的坐標。多基地雷達也可用脈衝信號或連續波調頻信號測量距離。為測量都卜勒頻移，可把發射基地的發射信號傳送到接收基地作為參考信號。但在接收基地對目標進行角度測量時，這個直接信號有可能對目標回波信號造成干擾，須使直接信號與回波信號隔離。在這裡，都卜勒頻率用於鑑別目標是否為靜止，但不能確定目標的徑向運動速度。與單基地雷達相比，多基地雷達的數據處理系統要複雜得多，且存在虛假目標現象，需利用其他輔助信息和相應的數據處理方法來消除或減少。多基地雷達除在軍事上對入侵目標精確定位、飛彈精確制導外，還可用作空間飛行器的精確彈道測量系統等。

套用

　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飛彈彈頭，還能對飛彈精確制導。多基地雷達還用於試驗靶場，作為飛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台上或地面上，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信號和由月球散射的信號，經過處理，可以獲得月球表面的圖像。多基地雷達因其特殊的性能和作用，已成為雷達的重要發展方向之一。

多基地雷達

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，發射信號與接收信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。都卜勒頻率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、角度和距離差等數據表示目標的坐標。三個基地或更多基地組成的系統僅用距離或都卜勒頻率對目標定位。三個按平面布置的基地（圖2）的位置為-ɑ、ɑ、b，目標與各基地的距離分別為R1、R2、R3,則目標在直角坐標系的位置是 多基地雷達

多基地雷達

範圍

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信號或連續波調頻信號測量距離。為了測量都卜勒頻移，可把發射基地的發射信號傳送到接收基地作為參考信號。但是，在接收基地對目標進行角度測量時，這個直接信號有可能對目標回波信號造成干擾，須使直接信號與回波信號隔離。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。

多基地雷達

多基地雷達

特點

與單基地雷達相比，多基地雷達有一些特殊問題。①多基地雷達的數據處理系統比單基地雷達複雜得多：從各基地收集的數據必須經過數據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。基地的坐標數據為計算目標坐標所必需，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，基地坐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坐標系統，目標定位的數據處理較為簡單；多基地雷達必須對收集到的目標數據進行複雜的坐標變換。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，不像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。幻象靠取得更多的信息和採取相應的數據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。

多基地雷達

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