雜波

雜波是雷達行業的專業術語。雜波定義為不需要的反射源，它在有效頻寬及雷達搜尋視窗中產生並表現為空間上相干的反射器。雜波的定義很大程度上取決於所希望的目標。雷達雜波是指除感興趣的目標以外的其它物體的雷達散射回波,它會干擾雷達的正常工作。

基本介紹

• 中文名：雜波
• 外文名： clutter
• 類別：信號
• 套用：雷達
• 領域：通訊
• 拼音： zá bō

雜波定義

來自各種散射體的雜波回波對脈衝都卜勒（Pulse Doppler,PD）雷達的設計有很大影響，同樣會影響到對目標的探測機率。雜波散射體包括地貌（地面及水面）、氣象（雨、雪等）和箔條。由於PD雷達通常所使用的天線具有一個高增益的主瓣，所以當雷達俯視時，主瓣雜波是雷達所處理的最大信號。窄波束將主瓣雜波的頻率範圍限制在都卜勒頻譜的一個較小的頻段內。天線方向圖的其他部分由副瓣組成，產生副瓣雜波。這種雜波通常遠小於主瓣雜波，但卻覆蓋很寬的頻段。來自雷達正下方地面的副瓣雜波(高度線雜波)常常較大，這是因為地面在大入射角時反射係數大、地面的反射幾何面積較大和離地面的距離近。在副瓣雜波區中，只要雜波接近或是超過接收機噪聲電平，對目標的測距性能都將下降。可採用多重PRF，在距離——都卜勒圖中移動目標(相對於雜波)從而避免由於強雜波電平所產生的完全盲距或盲頻。這種相對移動是由距離和都卜勒模糊的摺疊產生的。若某個P盯使雜波和目標摺疊到相同的距離和都卜勒上，那么PRF只要有足夠大的改變就能將目標和雜波分開。

雷達雜波的定義與分類所謂雷達雜波,是指除感興趣的目標以外的其它物體的雷達散射回波,它會干擾雷達的正常工作。雜波是雷達信號檢測和處理的固有環境,在雜波背景下進行信號處理是雷達的基本任務之一，雷達雜波的組成主要有:地面覆蓋物、海面、雲層、遷移的鳥群等物體對雷達發射信號所形成的反射、散射波。一直以來人們對雷達雜波問題進行了大量的理論研究和實驗測定,並不斷探索各種新的方法,以使較為準確地反映各種雜波的分布，通常雜波信號的強度遠遠超過目標信號,並且雜波譜常常接近於目標，這些因素增大了雷達雜波處理的難度，雷達雜波分為主瓣雜波和旁瓣雜波兩種，又可分為面雜波(如地面!海面等),體雜波(如昆蟲、飛鳥、箔條、人造飛行器等),氣象雜波(如雨、雪、雹等)，需要注意的是,每個雜波單元的幅度和相位都是隨機的;雜波強度遠大於雷達的內部噪聲;雷達的性能主要取決於信雜比。

雜波分類

雷達雜波是雷達波束在物體表面形成的後向散射，比如地表面、海洋表面等。其中包括：地面雜波，除由人造建築物所產生的點雜波外，通常情況下是一種分布散射現象；海雜波就是指海面的回波，它表現出更強的動態特性；另外，還有氣象雜波，主要是降雨層的後向散射。

瑞利分布:適用於描述氣象雜波!箔條幹擾!低分辨力雷達的地雜波;當在一個雜波單元內含有大量相互獨立、沒有明顯貢獻的散射源時,雷達雜波包絡服從瑞利分布;對數常態分配:在雷達的鑑別力提高或者在高海情下,雜波的尾部較長,後向散射特性偏離了瑞利分布,比較符合對數正態的振幅分布。韋伯分布:在近距離即嚴重的雜波情況下,採用韋伯分布最為合適，這種分布的不對稱性小於對數常態分配的不對稱性,所以對海雜波幅度起伏較為均勻的情況,選用韋伯分布更為合適；K分布:瑞利分布!對數常態分配和韋伯分布這幾種雜波模型都是基於單一點統計量的,所以它們只適合於單脈衝檢測的情況，其主要缺點在於缺乏模擬雜波的時間和空間相關性，近幾年來,在分析波的物理特性時所引入的K分布混合模型更接近於實際的形式，這種K分布模型不僅很好地滿足所觀察的幅值測量特性,而且包括了脈間的相關性能，K分布概念的出現及其在雜波模型中的套用,為相關特性的定量處理提供了依據,並且對雷達性能評價的系統最佳化起重要作用,K分布作為一種新構造的混合模型,適於描述多種高分辨低擦地角的地雜波和海雜波,是目前公認能精確反映雷達雜波的模型。

雜波特性

總體介紹

雷達雜波仿真雷達雜波干擾歷來是雷達科技工作者和觀測者十分關注的課題,很多情況下,限制雷達的探測能力的不是接收機的內部噪聲,而是環境雜波，研究雜波的形成機理,雜波的反射強度與雷達參數的關係,討論雜波的分布特性等這些都可以為制定雷達方案、選擇雷達參數、採取各種抗雜波的措施!雜波模擬等工作提供理論依據,指明技術方向,避免雷達的設計研究工作一定程度上的盲目性，近半個世紀以來,人們對雷達雜波問題進行了大量的理論研究和試驗測定,對雷達雜波的特性認識己經逐漸深入，先後建立了幾種雷達雜波統計模型,包括瑞利分布!對數常態分配!韋伯爾分布和K分布等等，對雜波進行分析,建立準確的雜波統計模型以及相應的仿真方法,一方面可以為雷達模擬器提供逼真的雜波環境模型;另一方面,也有助於雷達雜波濾波器的設計和實現，提高抑制雜波的能力,提高雷達探測性能，所以,雷達環境特性的研究,對提高雷達性能有著十分重要的意義,特別是面對現代目標隱身技術和超低空突防的威脅,愈加顯得重要。

關鍵指標

在雜波性質的研究中,後向散射係數是一個重要和基礎的概念,它是雜波特性分析中一個非常關鍵的指標。雜波後向散射係數是指散射體表面反射特性和後向散射特性的乘積按空間範圍(面積或體積)的歸一化或平均（其中,反射特性表明了既沒有被表面吸收又不穿過表面的那一部分入射功率,而後向散射特性則表明沿入射角反向輻射的那一部分反射功率)。或者說,後向散射係數就是單位面積(或體積)的平均雷達截面，與離散性的目標相比,對海洋、陸地、大氣等一類散射體來說,由於其具有延伸性!大面(體)積的特點,雷達截面就應該是平均意義上的，實際上,對早期的低分辨力雷達而言,由於一個被照射的雷達分辨單元中可能包括了多個散射中心,這種將雜波散射用面積或體積來平均的辦法有著較強的物理背景;然而,對於許多現代高分辨力的雷達來說,它們能夠發現雜波單元中相當數量的非均勻結構,此時的雜波特性接近於單個點目標特性,因此,這樣的做法不一定能較好地代表真實的情況,換句話說,這就揭示了後向散射係數定義和使用中的局限性或前提:只有被雷達照射到的空間範圍呈現均一特性時,它才是一個十分精確的物理量，從而,我們就能使來自於一部雷達的歸一化測量結果用於其它雷達，另一方面,在大面積上,即使是在非高分辨條件下,也可能不是常數，在進行分析時,如果用單值的而又沒有對整個情況作出正確的解釋,就會導致不正確的結果，由雜波的產生過程我們可以理解,是兩種參數的函式，一是雷達設備參數,如信號形式(脈衝寬度、波束寬度、極化、頻率等)及入射角等:二是散射單元本身物理和結構等方面的參數,如介電常數、幾何特性等，各種雷達設備參數對雜波的影響,定性的描述和結論已比較充分,而定量的研究則有待深入，的定義所指出的是按空間範圍歸一化的結果和決定於兩種參數的特性,是我們在雜波性質研究中所必須把握的兩個基本觀點，在雜波性質的研究中,後向散射係數是一個重要和基礎的概念,它是雜波特性分析中一個非常關鍵的指標，雜波後向散射係數是指散射體表面反射特性和後向散射特性的乘積按空間範圍(面積或體積)的歸一化或平均琪中,反射特性表明了既沒有被表面吸收又不穿過表面。

影響因素

影響地雜波的因素有系統參數,包括波長、照射面積、照射方位角和俯仰角、極化方式，還有地物參數,包括復介電常數、地面粗糙度、次表層或幅度衰減可忽略的深度覆蓋面的不均勻性，雷達波能夠透入地物和植被的表層，因此,地物回波是表面散射和次表層再反射回波的合成，對田地和草地的衰減測量表明,植被不密時,絕大部分回波來自地表頂層,次表層回波可忽略，與地雜波的散射特性相比,海雜波的散射特性有其特殊性,不僅會因海情的不同而表現出不同的散射係數,而且海浪是運動的,即使對於固定的雷達平台,海浪也會表現出多譜勒展寬,而且成片海雜波散射單元之間的相關性也比地雜波強。