双基地LFMCW雷达测距性能分析

王建强　高青松　谢敏

【摘 要】双基地雷达受系统自身特点影响，其性能指标与单基地雷达有较大差异。本文结合某双基地LFMCW雷达系统，首先分析讨论了双基地雷达的测距精度，然后重点结合各种实际工程应用场景进行了计算机仿真。仿真结果表明，双基地雷达测距性能随收发两站布站方式及目标所处空间位置而变化。相关结论对双基地雷达的研制和性能评估具有重要指导意义。

【关键词】双基地雷达；LFMCW；测距精度

【Abstract】The performance index of bistatic radar differs with monostatic radar owing to its special geometrical configuration.Combined with a certain bistatic LFMCW radar system，the range accuracy of bistatic radar are analysed and discussed in this paper firstly，then computer simulation is carried out integrated with various cases of practical engineering application.It is indicated by simulation results that the range performance of bistatic radar is influenced by the station distribution and target spatial position.The conclusion may provide some insights into the design and performance evaluation for bistatic radar.

【Key words】Bistatic radar；LFMCW；Range accuracy

0 引言

双基地雷达因收发分置、无源被动接收的技术体制而被认为是对抗隐身目标、反辐射导弹、电子干扰的一种有效方法。双基地雷达和单基地雷达有许多相似之处，亦存在着一些显著差异，双基地雷达因自身特点主要带来两个方面的问题，一是，发射站与接收站之间的空间、时间和频率同步；二是，双基地雷达战术性能指标因与收发两站布站方式及目标所处空间位置相关而发生变化。

对于双基地雷达，与单基地雷达一样，测量精度主要包括目标距离、角度和多普勒频率的测量精度。由于双基地雷达测量距离和、角度以及多普勒频率的机理实质上与单基地雷达相同，因此单基地雷达中对这些测量值的误差分析方法同样适用于双基地雷达。但是，双基地雷达的距离估计值是距离和、基线距离以及角度的函数，需要对其误差进行重新分析[1]。本文结合某双基地线性调频连续波雷达系统，对其测距精度进行了理论分析，并给出了计算机仿真结果，这对双基地雷达的研制和性能评估有重要指导意义。

1 双基地雷达基本几何关系

首先，给出双基地雷达空间几何关系。图1是在指北坐标系内的双基地平面S，其中，θT为发射角，θR为接收角，RT为发射机到目标的初始距离，RR为目标到接收机的初始距离，L为基线距离[2]。

2 双基地LFMCW雷达测距精度分析

在双基地雷达中，测距精度与距离和、基线、角度等参数有关，这些参数以接收基地的测量数据为基准。由于双基地雷达测量距离和、角度以及多普勒频率的机理实质上与单基地雷达相同，因此下面对距离和、角度误差进行理论分析时参考单基地雷达进行。

2.1 距离和测量误差

3 双基地雷达测距精度仿真分析

取基线距离L为5km，距离和范围取[10km，30km，60km，80km]，仿真时目标相对于发射站夹角变化范圍取[0°～180°]，E/N0取为[10，12，15，20]dB，求解目标接收距离均方根误差如下：

以上同一图表里面不同颜色的曲线，表示不同信噪比下的测距误差变化。可以看到，测距误差随发射视角不断变化，意味着不同双基地夹角下的测量精度是不同的。对比图2-5可以看到，随着距离和Rs的变化，测距误差最大值出现时的发射视角是相应变化的。同时，分析表1数据可知，信噪比对接收距离最大误差影响很大，同一信噪比下不同距离和时接收距离最大误差差别不大。

4 结束语

双基地雷达受系统自身特点影响，其测距精度与收发两站布站方式及目标所处空间位置相关，与单基地雷达显著不同。本文以某双基地LFMCW雷达系统为背景，首先从理论出发，对影响双基地雷达测距精度的各个误差项进行了分析，对相关参数进行了计算；然后结合各种实际工程应用场景，对双基地LFMCW雷达的测距精度给出计算机仿真结果。相关结论对双基地雷达的研制和性能评估具有重要指导意义。

【参考文献】

[1]戴征坚，谭昕，许建平.双基地雷达的主要性能分析与试验方法研究[J].电波科学学报，2011.

[2]杨振起，张永顺，骆永军.双（多）基地雷达系统[M].国防工业出版社，1998.

[3]孙仲康，周一宇，何黎星.单多基地有源无源定位技术[M].国防工业出版社，1996.

[4]Merrill I Skolnik.Radar Handbook[M].McGraw Hill Companies，Inc，1990.

[责任编辑：朱丽娜]