多基地雷达

雷达系统

由分置于不同基地的一部或多部发射机和一部或多部接收机（接收机与发射机的数量不必相等）组成的统一的雷达系统。双基地雷达是多基地雷达中最简单的一种。早期的雷达主要是双基地形式，即发射机与接收机放置在不同地点。1936年，美国海军研究实验室研制成天线收发开关(见天线开关管)，单基地雷达遂逐步取代了双基地雷达而成为常用的雷达形式。到50年代初，双基地和多基地雷达系统重新受到人们的重视。多基地雷达可有多种组成形式

简介

由分置于不同基地的发射机和接收机统一组成的雷达系统。它可有多种组成形式，各基地上的发射机和接收机可以是一部或多部，且数量不必相等。多基地雷达适用于对远距离目标精确定位。它同单基地雷达一样，可对目标进行检测、定位、跟踪和测速，但它用目标对各基地的距离、角度和距离差等数据表示目标的坐标。多基地雷达也可用脉冲信号或连续波调频信号测量距离。为测量多普勒频移，可把发射基地的发射信号传送到接收基地作为参考信号。但在接收基地对目标进行角度测量时，这个直接信号有可能对目标回波信号造成干扰，须使直接信号与回波信号隔离。在这里，多普勒频率用于鉴别目标是否为静止，但不能确定目标的径向运动速度。与单基地雷达相比，多基地雷达的数据处理系统要复杂得多，且存在虚假目标现象，需利用其他辅助信息和相应的数据处理方法来消除或减少。多基地雷达除在军事上对入侵目标精确定位、导弹精确制导外，还可用作空间飞行器的精确弹道测量系统等。

应用

在远距离上要求雷达精确定位或具有较高分辨力时,三边基地雷达特别适宜。这是因为远距离时,单基地雷达的横向距离的测量精度和分辨力受到限制，而三边基地雷达能获得很高的精度和分辨力。例如，三边基地雷达可用于确定入侵飞机的数量，在可能出现的诱饵中鉴别出导弹弹头，还能对导弹精确制导。多基地雷达还用于试验靶场，作为导弹和空间飞行器的精确弹道测量系统。双基地雷达常用于制导方面，重量很大的发射机装在发射台上或地面上，受制导的飞行器仅载有接收机。双基地雷达还曾用于对月球表面的探测。利用装在飞船上的一部连续波发射机和一部地面接收机，接收机接收到的发射机发射的直接信号和由月球散射的信号，经过处理，可以获得月球表面的图像。多基地雷达因其特殊的性能和作用，已成为雷达的重要发展方向之一。

工作原理

多基地雷达同单基地雷达一样，可对目标进行检测、定位、跟踪和测速。双基地雷达通过测量距离和Ds=Dt+Dr以及目标仰角ψb，得到目标与基地的距离Dt和Dr（图1中a）。式中Db为两基地间的距离。若同时测得正交方向上目标的方位角（图1中未表示出来）,便可决定目标的空间位置。在双基地雷达系统中，发射信号与接收信号的差频是由目标的运动造成的，差频的大小与距离和Ds的变化率成比例。式中λ 为波长。多普勒频率fd用于鉴别目标是否为静止的，但不能指示目标的径向运动速度。这与单基地雷达不同。多基地雷达用目标对各基地的距离、角度和距离差等数据表示目标的坐标。三个基地或更多基地组成的系统仅用距离或多普勒频率对目标定位。三个按平面布置的基地（图2）的位置为-ɑ、ɑ、b，目标与各基地的距离分别为R1、R2、R3,则目标在直角坐标系的位置是多基地雷达

范围

这种通过距离R1、R2、R3定位的三基地雷达称为三边基地雷达。同单基地雷达一样，多基地雷达可用脉冲信号或连续波调频信号测量距离。为了测量多普勒频移，可把发射基地的发射信号传送到接收基地作为参考信号。但是，在接收基地对目标进行角度测量时，这个直接信号有可能对目标回波信号造成干扰，须使直接信号与回波信号隔离。单基地雷达和双基地雷达的距离方程分别为式中Pr为接收机输入功率(瓦)；Pt为发射功率(瓦)；G为收发共用天线的天线增益；Gt、Gr分别为发射天线、接收天线的增益；λ为波长(米)；σ1、σ2分别为单基地雷达和双基地雷达的目标截面积(米2)；R、Rt、Rr分别为雷达到目标的距离（米）、发射机到目标的距离（米）、接收机到目标的距离(米)；Lp、L、L分别为雷达到目标、发射机到目标、目标到接收机的单程传播损失；Ls为系统损失。在三个或更多基地的情况下不存在这样简单的雷达方程，其作用范围可用分系统的作用范围表示。例如,三边基地雷达系统的作用范围就是3个测距分系统的共同作用范围。

特点介绍

与单基地雷达相比，多基地雷达有一些特殊问题。①多基地雷达的数据处理系统比单基地雷达复杂得多：从各基地收集的数据必须经过数据传送系统集中到一起处理。传送系统还把稳定的时钟脉冲送到各基地，使整个雷达系统协同工作。基地的坐标数据为计算目标坐标所必需，其精度影响到目标定位的精度。对于可移动的多基地雷达系统，基地坐标和目标位置的计算程序须随时修正。单基地雷达本身就是极坐标系统，目标定位的数据处理较为简单；多基地雷达必须对收集到的目标数据进行复杂的坐标变换。②雷达天线的副瓣对多基地系统的影响较为严重。这是因为多基地系统是以不同角度的两个单程波束照射目标，不像单基地雷达那样以双程波束(即两单程波束的同一角度)照射目标。③多基地雷达存在虚假目标问题。虚假目标又称幻象。图3是使用角度定位的双基地和三基地雷达的幻象。图3中有5个目标,但多基地雷达指向的交点多于5,多余的交点是幻象位置。幻象靠取得更多的信息和采取相应的数据处理方法来消除或减小。例如，增加基地数目,同时测量距离和速度,对目标进行跟踪等。图3中b中采用三基地，其虚假目标数较双基地系统显著减少。

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