基于MATLAB软件的组网LPI雷达系统仿真

徐康++董卫国++王盛超

摘 要LPI雷达以其隐蔽性好而被广泛地应用在军事领域，随着网络中心战的飞速发展，多部LPI雷达可以联网组成一个庞大的雷达系统，其在网络对抗体系中为所有作战阶段提供秘密的监视能力和高度态势感知能力上发挥了及其重要的作用。为了更好的评估组网LPI系统的性能，本文首先对组网LPI雷达系统的总SNR进行推导计算，在此基础上用MATLAB软件对多部LPI雷达系统进行仿真，验证了组网雷达相比无组网配置雷达的优越性。

【关键词】组网LPI雷达 SNR

1 组网LPI雷达系统的定义

近些年来，单基地雷达在军事斗争和航空管制领域发挥的作用不容忽视，而且在网络信息化战争中进步巨大。尽管如此，它还是有两个固有劣势：一是其发射、接收共站，很容易遭受敌反辐射武器侦察和攻击，二是在没有形成组网之前，单部雷达一般只能接收自身发射机辐射的电磁信号，其信息采集率较低。

组网LPI雷达系统由许多分散的雷达系统组成，每个系统都有自己的发射和接收传感器，都可以发射互不干扰的雷达信号以及同步接收、处理所有系统发射的波形。如图1所示。

图1给出了一个通过网络连接三个雷达节点的组网LPI雷达系统，其中当雷达系统R1、R2、R3分别发射不同信号，其各自系统的接收机均能同步接收、处理发射的三种雷達信号，正是由于组网的使用使得每个雷达系统可以同步分享它的目标信息。组网雷达的使用要求每部雷达具有精确的空间和时间知识，以及相干的工作时间和频率同步，随着近些年来大带宽无线网络、大容量传输线、多通道电子扫描天线、高速数字信号处理技术的发展同步，组网雷达系统的实现已经成为了可能。

组网雷达系统使得从目标不同方向散射回来的能量更多，增加了检测性能，提高了系统总的SNR，进而也改善了接收机灵敏度。由于各个雷达系统是联网工作，当其中的一个雷达节点遭受攻击，剩余节点仍能正常工作，系统的监视能力只是受到一定程度的损失。

2 组网LPI雷达总SNR推算

整个组网系统可以看做是很多发射-接收机对的集合，每一对都是一个双基地子系统，可以提高系统总的SNR，组网LPI雷达总的SNR等效为每个发射-接收机对的SNR的总和，即

式中：是第i个发射机的平均连续波发射功率；是第i个发射天线增益；是第j个接收天线增益；是第i个发射机和第j个接收机的目标RCS；λi是第i个发射波长；BRi是第i个雷达接收机按Hz计量的输入带宽，通常与特定的发射波形相匹配，即为第i个发射波形匹配滤波器的带宽；k为波尔兹曼常数；T0ij为特定接收机的接收系统噪声温度；FRj为每个接收机的噪声系数；Lij是第i个发射机和第j个接收机的系统损耗系数（大于1）；Rti是从第i个发射机到目标的距离；Rrj是从目标到第j个接收机的距离。

3 仿真分析

LPIsimNet是MATLAB的一个程序集，可以在整个作战空间配置组网LPI雷达发射机，以评估组网LPI雷达拓扑的SNR优势。

3.1 作战场景设置

构造一个具有4部LPI雷达系统、一个RCS为1m2的飞机目标的组网雷达场景。组网LPI雷达系统分布在10000km2（100km*100km）二维区间内，定义4部LPI雷达系统分别为雷达1（15，80）、雷达2（15，15）、雷达3（80，20）、雷达4（70，60），飞机目标的坐标位置为（40，40），由4部雷达系统组成的传感器网络显示在图2中，仿真中用到的每部LPI发射机参数如表1所示。

图3（a）显示了没有采用传感器网络时的4部雷达系统发射机SNR等高线图，可以看到每部发射机的SNR均是独立的，对命令行进行分析可以知道在目标（节点5）处的SNR为-68.5688dB（取4部雷达发射机在目标处SNR的最大值）。图4（a）显示了采用组网雷达系统后4部雷达发射机SNR等高线图，可以看到在目标处发射机的总SNR为16对发射-接收机对的总SNR，从有网络-SNR命令行分析结果中可以计算得到发射机总的SNR为-61.5958dB，比无网络配置的SNR提高了6.973dB，仿真结果充分验证了采用组网雷达系统的优势。

作者单位

94005部队 甘肃省武威市 733000