1、外辐射源雷达外辐射源雷达一、一、外辐射源雷达概述外辐射源雷达概述1ppt课件1 外辐射源雷达基本概念外辐射源雷达基本概念n以民用发射设备或我方、敌方雷达作为以民用发射设备或我方、敌方雷达作为双（多）基地雷达系统的随机照射源，双（多）基地雷达系统的随机照射源，利用专门设计的接收设备与其配合工作，利用专门设计的接收设备与其配合工作，完成对被监视区域内目标的探测和跟踪。完成对被监视区域内目标的探测和跟踪。n 也称为机会照射源（也称为机会照射源（illuminator of opportunity）雷达。）雷达。2ppt课件外辐射源雷达起源外辐射源雷达起源第一次在战争环境下使用机会照射源的是第一次在战
2、争环境下使用机会照射源的是第二次世界大战中的德国第二次世界大战中的德国“Klein Keidelberg”设备，这套设备接收来自英国设备，这套设备接收来自英国的海岸防空雷达的海岸防空雷达“Chain Home”的直射信的直射信号和来自目标的反射信号，通过测量反射号和来自目标的反射信号，通过测量反射信号的到达角和两信号的时间差对目标进信号的到达角和两信号的时间差对目标进行定位。该系统能探测到行定位。该系统能探测到450Km外的飞机，外的飞机，在当时很好地完成了对飞越英吉利海峡的在当时很好地完成了对飞越英吉利海峡的盟军轰炸机群的警戒任务。盟军轰炸机群的警戒任务。3ppt课件德军在大西洋东岸部署德军
3、在大西洋东岸部署了了6部部Klein HeidelbergStellungen雷达雷达4ppt课件5ppt课件StellungTAUSENDFSSLER(Cherbourg)StellungBIBER(Netherlands)6ppt课件7ppt课件外辐射源雷达起源外辐射源雷达起源n从从20世纪世纪80年代开始，基于各种机会照年代开始，基于各种机会照射源的外辐射源雷达逐步成为雷达界的射源的外辐射源雷达逐步成为雷达界的研究热点之一。研究热点之一。80年代中期，英国研制年代中期，英国研制了了MTI型探测接收系统。型探测接收系统。n英国英国P.E.Howland，相位干涉仪雷达。，相位干涉仪雷达。n
4、美国的美国的“静默哨兵静默哨兵”等。等。8ppt课件2 几种典型的外辐射源雷达几种典型的外辐射源雷达n英国英国MTI型型n英国的相位干涉仪英国的相位干涉仪n美国的美国的“静默哨兵静默哨兵”n美国的多基地体制美国的多基地体制n华盛顿大学的华盛顿大学的MRRn利用通信基站的双（多）基地雷达利用通信基站的双（多）基地雷达9ppt课件英国英国MTI型被动雷达型被动雷达n该系统包括该系统包括2个平行的接收通道，一个平行的接收通道，一个接收直达波，另一个接收回波。个接收直达波，另一个接收回波。接收机工作在商用频率附近，简单、接收机工作在商用频率附近，简单、经济，但易产生噪声及互调等干扰。经济，但易产生噪声
5、及互调等干扰。n该型雷达简单，只能发现动目标，该型雷达简单，只能发现动目标，无测距能力。无测距能力。10ppt课件11ppt课件英国的相位干涉仪英国的相位干涉仪n该型雷达结构简单，作用距离较远，但该型雷达结构简单，作用距离较远，但精度很差，目标定位和航迹跟踪算法太精度很差，目标定位和航迹跟踪算法太复杂，限制了它的应用。复杂，限制了它的应用。12ppt课件相位干涉仪结构相位干涉仪结构 13ppt课件美国的美国的“静默哨兵静默哨兵”n洛克西德洛克西德马丁公司的被动雷达马丁公司的被动雷达“静默哨兵静默哨兵”具有较高的精度和分辨能力，实现其性能具有较高的精度和分辨能力，实现其性能的关键是利用被动相干定
6、位（的关键是利用被动相干定位（PCL）技术，）技术，即运用信号的到达角（即运用信号的到达角（DOA）、到达时间）、到达时间差（差（TDOA）及多普勒频率确定目标位置。）及多普勒频率确定目标位置。n该系统对该系统对10平方米的目标跟踪距离可达平方米的目标跟踪距离可达125英里。英里。14ppt课件“静默哨兵”系统的FSS相控阵接收天线 15ppt课件“静默哨兵”系统的FSS接收机16ppt课件17ppt课件18ppt课件19ppt课件20ppt课件美国的多基地体制美国的多基地体制n通用电器公司的被动雷达方案用多基地体制，改通用电器公司的被动雷达方案用多基地体制，改造现有电视信号，在电视信号的场消
7、隐中插入伪造现有电视信号，在电视信号的场消隐中插入伪随机序列，该序列由随机序列，该序列由127位的伪随机码及其副本共位的伪随机码及其副本共254位组成，解决了电视行同步信号造成的测距模位组成，解决了电视行同步信号造成的测距模糊问题，而且具有较高的分辨率。糊问题，而且具有较高的分辨率。n接收站使用全向天线，各接收站检测到目标后将接收站使用全向天线，各接收站检测到目标后将到达时间差（到达时间差（TDOA）和多普勒信息传送到中央）和多普勒信息传送到中央定位处理系统，根据几何关系估算出目标的位置。定位处理系统，根据几何关系估算出目标的位置。该系统非常复杂，实际应用时问题很多，特别是该系统非常复杂，实际
8、应用时问题很多，特别是有多目标时，数据关联很困难。有多目标时，数据关联很困难。21ppt课件22ppt课件华盛顿大学的华盛顿大学的MRR利用调频广播辐射源的双（多）基地雷达利用调频广播辐射源的双（多）基地雷达nMRR的主要目的是研究大气电离层，的主要目的是研究大气电离层，在实验中该雷达能检测到在实验中该雷达能检测到100km以外以外的的飞机飞机n调频广播发射塔和接收天线位于山的两调频广播发射塔和接收天线位于山的两侧侧n这种布站方式可以极大减小直达波对目这种布站方式可以极大减小直达波对目标接收机的干扰，同时又能获得好的发标接收机的干扰，同时又能获得好的发射信号作为参考射信号作为参考信号信号23p
9、pt课件华盛顿大学的华盛顿大学的MRR布站示意图布站示意图 24ppt课件华盛顿大学的华盛顿大学的MRR结构结构 n QI直 达 波接 收 机A D CGPS稳频本振中心信号处理平台internetQI目标回波接 收 机A D CGPS稳频本振internet25ppt课件利用通信基站的双（多）基地雷达利用通信基站的双（多）基地雷达n 2001年，德国西门子公司公开报道了他年，德国西门子公司公开报道了他们研制的新型雷达们研制的新型雷达CELLDAR，该雷达，该雷达利用利用GSM信号作为辐射源，利用专门研信号作为辐射源，利用专门研制的多个接收设备进行运动目标探测，制的多个接收设备进行运动目标探测
10、，据报道对大型空中目标作用距离超过据报道对大型空中目标作用距离超过100Km。100Km处目标高度处目标高度1Km，仰角，仰角0.573，sin(2)=0.0349。26ppt课件西门子公司的西门子公司的GSM探测雷达布局示意图探测雷达布局示意图 27ppt课件3 外辐射源雷达的发展意义外辐射源雷达的发展意义 与常规雷达相比，外辐射源雷达具有很多与常规雷达相比，外辐射源雷达具有很多优点，可以做为防空预警的辅助手段。优点，可以做为防空预警的辅助手段。1）无发射机，系统结构紧凑，研制成本和）无发射机，系统结构紧凑，研制成本和维护费用较低。维护费用较低。2）可利用辐射源种类繁多，如调频广播、）可利用
11、辐射源种类繁多，如调频广播、电视、电视、GSM、GPS、广播卫星信号等，这、广播卫星信号等，这些辐射源空域覆盖范围大，遍及全国。些辐射源空域覆盖范围大，遍及全国。28ppt课件3）隐蔽性好，战场生存能力强，反辐射导）隐蔽性好，战场生存能力强，反辐射导弹不易确定其位置。弹不易确定其位置。4）很多民用辐射源工作频率较低，对于探）很多民用辐射源工作频率较低，对于探测隐身飞机比较有利。隐身目标只是在鼻测隐身飞机比较有利。隐身目标只是在鼻锥锥30的角度范围内有极小的的角度范围内有极小的RCS，而，而其侧向散射没有减少，在某些角度反而增其侧向散射没有减少，在某些角度反而增加。加。外辐射源雷达优势29ppt
12、课件5）双基地体制可以增强雷达抗有源压制干）双基地体制可以增强雷达抗有源压制干扰的能力，由于较难判定雷达系统的参扰的能力，由于较难判定雷达系统的参数，不了解接收机的位置，有源欺骗式数，不了解接收机的位置，有源欺骗式干扰难以奏效。干扰难以奏效。6）外辐射源雷达因为主动利用空间早已存）外辐射源雷达因为主动利用空间早已存在的信号，所以不用从拥挤的电磁频谱在的信号，所以不用从拥挤的电磁频谱中专划分出一个频段，同时避免了互相中专划分出一个频段，同时避免了互相干扰问题。干扰问题。外辐射源雷达优势外辐射源雷达优势30ppt课件外辐射源雷达劣势外辐射源雷达劣势n受辐射源覆盖范围、工作时间的限制；受辐射源覆盖范
13、围、工作时间的限制；n作用距离不够远；作用距离不够远；n探测精度不够高；探测精度不够高；n检测信息不可靠；检测信息不可靠；n有很多技术难点必须克服。有很多技术难点必须克服。31ppt课件4 外辐射源雷达研究现状外辐射源雷达研究现状n第一阶段：初级阶段，系统不成熟第一阶段：初级阶段，系统不成熟 英国的英国的MTI型无源探测系统、英国的相位干型无源探测系统、英国的相位干涉仪涉仪 n第二阶段：系统逐渐成熟第二阶段：系统逐渐成熟 普遍采用被动相干定位（普遍采用被动相干定位（PCL）体制和）体制和DBF天线天线 洛克希德洛克希德马丁公司研制的马丁公司研制的“静默哨兵静默哨兵”德国西门子公司研制的德国西门
14、子公司研制的CELLDAR n第三阶段：研究更加深入，走向高分辨和目第三阶段：研究更加深入，走向高分辨和目标识别标识别32ppt课件国内研究情况国内研究情况n国内研制单位：中电集团国内研制单位：中电集团14所、所、38所和所和西安电子科技大学、北京理工大学。西安电子科技大学、北京理工大学。n研究外辐射源雷达的意义：研究外辐射源雷达的意义：探测隐身目标、应对四大威胁；对现有雷达改造，增加辅助探测手段；33ppt课件发展趋势发展趋势n早期外辐射源雷达一般利用地面电视或调早期外辐射源雷达一般利用地面电视或调频广播信号，现在已经扩展到移动通信基站、频广播信号，现在已经扩展到移动通信基站、GPS卫星、数字电视卫星、数字广播卫星等；卫星、数字电视卫星、数字广播卫星等；应用范围已经从运动目标检测扩展到雷达成应用范围已经从运动目标检测扩展到雷达成像、目标识别等领域。像、目标识别等领域。n高分辨、多辐射源兼容、目标识别高分辨、多辐射源兼容、目标识别34ppt课件
