雷达辐射源（共4篇）
雷达辐射源 篇1
雷达辐射源信号分选是指从截获到的密集雷达脉冲流中分选出属于不同雷达辐射源的脉冲, 然后得到雷达的工作参数, 并利用这些参数获取该雷达的体制、用途和型号等信息。当前的分选算法主要基于分析截获信号的各种参数, 如到达时间、到达角、载频、脉宽等。其中, 利用脉冲重复间隔 (PRI) 分选在其它参数分选 (预分选) 完成以后进行, 即为最终的分选, 也是必不可少的分选。PRI分选算法有很多种, 如累积差直方图 (CDIF) 、序列差直方图 (SDIF) 、PRI变换以及改进的PRI变换算法等, 这些算法在单独使用时都存在一定的缺陷。本文对当前常用的几种雷达辐射源分选方法进行了理论上的研究, 分析了它们的优缺点, 并指出了当前雷达辐射源信号分选亟需解决的几点问题。
1 CDIF算法
CDIF是基于周期性脉冲时间相关原理的一种去交错算法, 通过累积各级差值直方图来估计原始脉冲序列中可能存在的PRI, 并以此来进行序列搜索, 具体步骤如下。
首先计算TOA差值, 形成第一级差值直方图, 然后确定门限。接着从最小的脉冲间隔起, 将第一级差值直方图中的每个间隔的直方图值以及2倍间隔的直方图值与门限作比较, 如果两个直方图值都超过门限, 则以该间隔作为PRI进行序列检索;假如序列检索成功, PRI序列将会从采样脉冲中扣除, 并且对于剩余脉冲列, 从第一级差值直方图起形成新的CDIF直方图, 该过程会一直重复下去直到没有足够的脉冲形成脉冲序列;假如序列检索不成功, 则以本级CDIF直方图的下一个符合条件的脉冲间隔值作为PRI值进行序列搜索;假如本级直方图中没有符合条件的脉冲间隔值, 则计算下一级的CDIF直方图。
2 SDIF算法
序列差直方图算法由PRI建立及序列检测两部分组成。该算法的基本工作过程是:对每个到达时间差构成一个序列差直方图, 计算检测门限;子谐波检验后将所有的超过门限的值看作是可能的PRI值进行序列检索。若成功的分离出脉冲序列, 则重复此过程, 直到分离出所有的脉冲列或剩下少于5个脉冲为止。若序列检索不能分离出脉冲序列, 则计算下一级差, 设立新门限, 重复整个过程。最后完成参差鉴别。
CDIF与SDIF算法都是以计算接收脉冲的自相关函数为基础, 由于周期信号的相关函数仍是周期函数, 所以很容易出现信号的脉冲重复间隔及其整数倍值 (称为子谐波) 同时存在的现象。针对这一缺点, PRI变换算法可以有效的抑制子谐波。
3 PRI变换算法
PRI变换算法能够很好地抑制子谐波, 适用于固定与抖动重频脉冲序列, 是一种较为经典的分选算法。但如同其它算法一样, PRI变换算法也存在一些缺点。例如, PRI变换算法仅对固定重频的脉冲序列有效, 当输入脉冲为抖动重频时:1) 若PRI抖动范围大于b时, 则脉冲间隔会分布到真实PRI附近的几个箱中去。2) 当n (脉冲个数) 越大时, 相位因子的误差也会越大。显然这两点将导致PRI变换算法不适用于PRI抖动的脉冲。针对这两点, 提出一种改进的PRI变化算法, 即将交叠的PRI箱与改变开始时间这两种方法结合起来。
具体方法如下:
1) 当PRI抖动范围大于b时, 若加大PRI箱的宽度, 那么会使PRI箱的分辨率降低, 给随后的分选造成困难。所以采用交叠的PRI箱来解决第一点问题。
2) 其次是采用改变开始时间的方法来减少相位因子的误差。相位因子的引入是用来抑制子谐波的, 但所有脉冲的相位并不需要由一个恒定的开始时间来决定。
改进的PRI变换算法能够较好地应用于固定与抖动重频的脉冲序列中, 但对于参差重频而言, 该算法效果不好。利用PRI进行分选是应用较为普遍的一种分选方式, 通过上面的分析可知, 随着雷达技术的迅猛发展, 雷达信号环境日趋复杂, 信号形式和雷达体制多种多样, 当前几种提取PRI的算法都存在一定的局限性, 对于重频类型丰富、重频参数变化范围大的雷达辐射源的分选存在一定的困难。
4 辐射源分选亟需解决的问题
随着各国对电子战的日益重视, 电子对抗辐射源的数目急剧增加, 信号密度已达到数百万每秒。因此, 在复杂电磁环境下正确快速地对已知或未知的雷达辐射源进行分选还存在以下几点问题。
4.1 反干扰技术在雷达中的应用
随着雷达反干扰、反侦察技术的日趋成熟, 雷达工作参数的分布范围广、变化灵活多样, 原有的信号分选所利用的参数规律性被破坏, 这给复杂体制的雷达辐射源分选带来了很大的困难。
4.2 参数的测量精度
当前一些分选算法对参数精度的依赖性较大, 因此雷达辐射源参数的精确测量至关重要。它不但影响到分选结果的准确性, 也会影响到分选时的计算量, 即影响到分选的实时性。
4.3 脉内特征提取算法的实时性不够
利用脉内特征参数能大大提高雷达辐射源信号的分选准确率, 但目前用于提取脉内的小波变换法速度较慢, 无法满足实时处理的要求, 难以真正应用到工程中。
5 结语
随着雷达设计技术的日益成熟, 当前的雷达辐射源分选技术亟需改进与完善。针对这一情况, 本文系统分析了基于PRI分选的几种算法的优缺点, 指出了当前辐射源分选所面临的几个难题。
摘要：文章详细介绍了当前用于雷达辐射源信号分选的几种技术, 从理论上分析了他们的优缺点, 并针对当前雷达辐射源信号分选技术的现状, 指出了这一领域需尽快解决的几点问题。
关键词：雷达,分选,概述
参考文献
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侦察雷达对辐射源定位方法的研究 篇2
1 单点定位
单点定位是指雷达侦察设备通过在单个位置的侦收, 来确定雷达辐射源的位置。主要的定位方法有:飞越目标定位和方位/仰角定位法。
1.1 飞越目标定位法
飞越目标定位法主要用于空间或空中飞行器 (如卫星、飞机等) 上的雷达侦察设备, 利用垂直下视锐波束天线, 对地面雷达进行探测和定位, 如图1 (a) 所示。
飞行器在运动过程中一旦发现雷达信号, 立即将该信号的测量参数、发现的起止时间与飞行器导航数据、姿态数据等记录下来供分析处理。对于地面上固定的雷达站, 假设侦收到的N个脉冲记录整理成波束中心在地面的投影序列{Ai}i=0N-1, 则每一个脉冲在地面上的定位模糊区是一个以Ai为中心、Ri为半径的圆, 模糊区面积Si为:
N个脉冲的定位模糊区则是此N个非同心圆的交, 如图1 (b) 所示, 显然, 收到同一雷达的信号脉冲越多, 定位的模糊区就越小。
1.2 方位/仰角定位法
方位/仰角定位法是利用飞行器上的斜视锐波束对地面雷达进行探测和定位的。如图2所示。同飞越目标定位法一样, 飞行器在运动过程中一旦发现雷达信号, 立即将该信号的测量参数、发现的起止时间与飞行器导航数据、姿态数据记录下来, 供侦察设备实时处理。对于地面上固定的雷达站, 假设侦收到的N个脉冲记录整理成波束中心在地面的投影序列{Ai}i=0N-1, 则每一个脉冲在地面上的定位模糊区是一个以Ai为中心、ai为短轴, bi为长轴的椭圆, 它与飞行器高度Hi、下视斜角βi以及两维波束宽度θα、θβ的关系为:
模糊区面积Si为 (如图2) :
显然, 它受下视斜角βi的影响最大。当βi为π/2, 方位/仰角定位法与飞越目标定位法一致, 且模糊区面积最小;当βi很小时, 模糊区面积很大, 甚至无法定位。N个脉冲的定位模糊区是N个非同心圆的交, 多次测量也可以减小定位的模糊区。
2 多点定位
多点定位是指通过在空间位置不同的多个侦察站协同工作, 来确定雷达辐射源的位置。主要的定位方法有:侧向交叉定位、多重采样相关定位。
2.1 测向交叉定位法
测向交叉定位使用在不同位置处的多个侦察站, 根据所测得同一辐射源的方向, 进行波束的交叉, 确定辐射源的位置。平面上侧向交叉定位的原理如图3所示。
2.1.1 求辐射源的坐标位置
假设侦察站 (1) 、 (2) 的坐标位置分别为 (x1, y) 、 (x2, y) , 所测得的辐射源方向分别为θ1、θ2, 则辐射源的坐标位置 (xe, ye) 满足下列直线方程组:
解此方程组可得:
2.1.2 求辐射源的定位模糊区域
由于波束宽度和侧向误差的影响, 两个侦察站在平面上的定位误差是一个以 (xe, ye) 为中心的椭圆, 如错误!未找到引用源。 (a) 所示。通常将50%误差概率时的误差分布半径r定义为圆概率误差半径r0.5, 根据图3, 有如下关系:
对上式求全微分可得:
测向交叉定位的简化分析方法如错误!未找到引用源。 (b) 所示。利用正弦定理可求得两站点到辐射源的距离为:
将交叠的阴影区近似为一平行四边形, 两对边的边长分别为:
阴影区 (定位模糊区) 的面积为:
该式表明: (1) 辐射源距离越远 (R越大) , 测向误差越大, 模糊区就越大; (2) 利用高等数学求极小值的方法, 可以求得:
当θ1=π/3, θ2=2π/3, 或θ1=2π/3, θ2=π/3时定位模糊区的面积为最小。因此, 当侦察站与雷达构成等边三角形时, 模糊区的面积为最小。
2.2 多重采样相关定位
方位角测量值加上和减去最大测向误差对应的扇面称为LOB扇面。根据多个LOB扇面的重叠区域进行目标定位。使用最大误差是为了确保辐射源落在重叠区域内, 如果用1° (标准差) 来代替最大误差, 基本原理如错误!未找到引用源。所示。其中LOB由同一个传感器连续测得, 或者是由多个传感器同时测得。这些扇面的重叠区域所对应的位置就是待估计区域, 目标就落在该区域中。
2.2.1 确定两条边方程求交点
已知运动目标的位置坐标:B (x2, y2) , β2;C (x1, y1) , β1;求两条边相交交点位置A (x, y) 。
其中:k1≈ctanβ1
同理可推出其它四点求法见。
2.2.2 计算多边形质心
以其中某个顶点为“中心”, 将多边形区域划分为若干个三角形, 则多边形的质心公式为:
其中р为周长的一半:р= (a+b+c) /2
同理可推出其它质心。
在多重采样相关法中要求使用最大误差, 因为这样才能保证辐射源在误差区域内。工作环境常常是产生测向误差的决定性因素, 尤其是对于那些位于地面或者靠近地面的传感器, 它们受到建筑物、地面、路过车辆等的反射影响, 从而使测向结果可能差了整整半个圆。因此, 在那些多径反射不会对测向造成影响的场合中该方法更为可行。
3 结语
通过上述对单点定位和多点定位的研究, 它们各有千秋, 但所有这些方法都会受到测量误差和噪声的影响。根据不同场合和环境用不同的定位方法去定位, 才能提高辐射源的定位精度和准确度。
参考文献
[1]罗勇, 等.电子战目标定位方法[M].电子工业出版社, 2008, 8.
雷达电磁辐射的危害与防护 篇3
雷达作为部队完成情报收集、目标探测与跟踪等任务不可或缺的装备, 普遍应用于各种军事活动中。多数军用雷达在使用过程中会产生较大辐射, 处理不当既容易影响装备性能, 阻碍任务的完成, 又会危害官兵身心健康, 降低部队战斗力, 需要加以重视, 积极进行防护。
1 雷达电磁辐射的致害原理
雷达在使用过程中产生大量电磁辐射, 容易造成电磁污染。官兵持续暴露在高电磁污染的环境中, 由于电磁辐射的热效应、谐振效应以及累积效应, 身体健康受到极大地影响。
1.1 电磁辐射的热效应
电磁辐射是能量以电磁波形式在空间进行传播的一种形式。当电磁辐射的强度较高时 (每平方厘米10毫瓦以上) , 电磁辐射主要以热效应的方式影响人体健康。高强度的电磁辐射在被人体吸收以后会引起体温的改变, 对人体造成伤害, 尤其是对眼睛、睾丸等对温度变化较为敏感的器官影响较大。比如眼睛在电磁辐射的热效应作用下会导致视疲劳, 甚至引发白内障等疾病。
1.2 电磁辐射的谐振效应
电磁辐射的谐振效应, 又称非热效应。当电磁辐射的功率较低时 (每平方厘米1毫瓦以下) , 电磁辐射的热效应不明显, 此时电磁辐射的致害方式主要是电磁辐射的谐振效应。人体长时间受到低功率辐射的影响, 会造成细胞膜电位的改变, 影响细胞正常功能, 降低人体免疫力, 危害身体健康。
1.3 电磁辐射的累积效应
电磁辐射对人的危害具有累积效应。短时间接触低强度的电磁辐射, 虽然会对人体健康造成危害, 但是若能避免持续接触, 人体的自我修复功能可以及时减轻或消除电磁辐射的影响。然而, 人的自我修复功能是有限的, 如果电磁辐射造成的伤害过大或是在尚未来得及自我修复之前再次受到电磁辐射的影响, 损伤难以自我修复就会产生累积效应, 给人的健康造成严重而不可逆的危害, 比如引发白血病、皮肤癌等疾病。
2 雷达电磁辐射的具体危害
雷达辐射不仅通过上述三种效应对人造成生理影响, 危害身体健康, 而且由于具有看不见、摸不着的特点, 容易给官兵带来巨大压力, 甚至引起恐惧性条件反射, 影响官兵工作绩效, 危害心理健康。
2.1 雷达电磁辐射对心理和行为的危害
大量研究表明过量的电磁辐射容易使人情绪低落、、烦躁、易激惹, 行为也变得冲动。有的还会引起睡眠质量下降、记忆力减退、甚至头痛、呕吐等躯体症状。此外, 由于电磁污染严重危害健康, 但是又无法通过人体器官感知到, 官兵精神压力较大, 容易产生担忧和恐惧心理, 影响工作效率, 甚至导致完全无法工作的情况发生。
2.2 雷达电磁辐射对生理的危害
电磁辐射对人体诸多系统产生较大影响, 长时间受到电磁污染的影响会使人免疫功能下降, 引起疾病。首先, 电磁辐射的热效应容易影响人的眼睛和生殖功能受损。高强度的电磁辐射会使人眼的晶状体蛋白质凝固, 轻者出现视疲劳和视力下降, 重者可能引发白内障等眼科疾病。其次, 电磁辐射的谐振效应容易引起个体细胞功能受损, 产生癌变, 引起白血病, 皮肤癌等恶性肿瘤。最后, 电磁辐射的累积效应对人的影响也很显著, 诸多研究表明, 长时间受到电磁辐射的影响, 会严重影响人的内分泌系统和免疫系统, 使人容易患病。
3 雷达电磁辐射的科学防护
雷达电磁辐射防护不当会严重影响官兵身心健康。积极做好雷达辐射的防护有益于消除官兵心理负担, 减轻生理损伤, 提升部队战斗力。
3.1 加强教育引导, 正确看待电磁辐射问题
我们对于电磁辐射既不能等闲视之, 又不必谈虎色变, 要放下心理负担, 认真做好防护。一方面, 通过教育让官兵认识到电磁辐射的危害, 引起官兵对电磁辐射问题的重视, 提升官兵防护意识, 做好防护措施, 减轻电磁辐射的生理危害, 维护生理健康。另一方面, 通过教育, 让官兵认识到电磁辐射的危害可以通过积极防护得到控制或消除, 而且人自身也具有自我修复电磁辐射损伤的功能, 大可不必谈虎色变, 消除官兵畏惧心理, 保持心理健康。
3.2 做好防护措施, 降低电磁辐射的危害
首先, 控制辐射的产生。在雷达设计、选址和建设等环节充分考虑辐射问题, 尽量减少电磁辐射的产生和泄露。比如, 增强雷达的电磁兼容性, 合理安排雷达天线和操控室位置灯。其次, 减少电磁辐射的接触。通过屏蔽、滤波、吸收等方式尽量消除或减少电磁辐射。比如提高装备自动化水平, 减少人接触电磁辐射的时间, 在雷达操控室内壁敷设吸波材料, 做好电磁屏蔽等。最后, 做好个人防护措施, 降低辐射危害。比如穿戴防辐射的衣帽、眼镜等防护器具。
3.3 合理安排工作时间, 避免电磁辐射的累积效应
科学测定人体自我修复所需的时间。根据测定情况, 合理安排轮休和轮岗, 尽量减少暴露在电磁污染环境中的时间和频率, 避免电磁辐射的累积效应。此外, 由于电磁辐射的累积效应对生殖功能有较大影响, 对于必需的接触电磁污染的工作应该尽量安排已婚已育的官兵完成。
3.4 加强锻炼, 科学饮食, 增强自我修复能力
加强身体锻炼, 提升身体素质可以有效增强个体的自我修复功能, 减轻电磁辐射的危害。另外, 维生素对消除电磁辐射的影响有积极作用, 官兵应该多食用富含维生素的果蔬, 如菠菜、辣椒、橙子等。
总之, 雷达电磁辐射通过热效应、谐振效应和累积效应对官兵生理造成较大危害, 同时也给官兵造成精神压力, 影响官兵心理健康, 需要充分加以重视, 积极做好电磁辐射的教育和防护工作, 减轻电磁辐射的影响, 保持官兵身心健康。
参考文献
[1]苏东林, 陈爱新, 谢树果.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社, 2009.
[2]蔡广, 王德文, 李全岳.雷达微波对人体机能的影响[J].华南国防医学杂志, 2005, 19 (2) :31-33.
[3]卑伟慧, 曹毅.电磁辐射的生物学效应[J].辐射防护通讯, 2007, 27 (3) :27-31.
[4]陈京平, 李伟光.雷达站雷达微波辐射对人员的影响评价和防护对策[J].现代雷达.2014, 36 (7) :57-61
雷达辐射源 篇4
一、雷达微波辐射对人体的影响
雷达微波辐射对人体有一定的影响, 需要明确具体影响形式, 结合实际情况, 对雷达站进行改建, 减少微波辐射。以下将对雷达微波辐射对人体的影响进行分析。
1.1雷达微波辐射对人体的心理伤害
由于微波辐射的类型比较多, 在实践过程中过量的辐射会导致人出现情绪低落的情况, 长此以往表现为烦躁、行为冲动等。部分工作人员会出现睡眠质量下降的现象, 长时间得不到充足的休息, 必然会对加重工作人员的压力, 对工作人员的工作效率造成影响, 降低工作效率[1]。
1.2雷达微波辐射对人体生理的影响
实践证明过量的微波辐射会对人体情绪造成影响, 长时间会出现自身免疫力下降的情况, 甚至引发多种疾病。此外高强度的电磁辐射导致人的晶状体蛋白凝固, 会出现多种眼部疾病, 影响人体的眼部健康。此外微波辐射会出现谐振效应, 甚至出现个体细胞功能受损的情况, 进而增加癌症的发生几率。此外微波辐射的累积效应对人体也有不同程度的影响, 长时间受到辐射的影响, 会严重影响人的内分泌系统和免疫系统, 使人容易患病[2]。
1.3雷达微波辐射对人体身体的影响
雷达站的微波辐射本身具有强度高的特点, 其发射功率比较强, 甚至会出现比较高的等级指标。经过长时间的发展后, 部分雷达站的开机时间超过12h, 由于长期处于微波辐射的影响下, 对人体有严重的影响。在不同频段电磁波中, 基于微波的特殊性, 要做好防护措施。此外雷达站部分雷达都是脉冲体制, 在不同的阶段有不同的频段, 辐射存在一定的叠加效应, 需要结合实际情况再制定有效的防护措施。
二、雷达站雷达微波辐射的防护措施分析
基于雷达站雷达微波的特殊性, 在实践过程中需要结合实际情况制定有效的防护措施和评价机制, 使其适应后续评价机制的要求, 并将具体的防护措施落实到实践中。以下将对雷达站雷达微波辐射的防护措施进行分析。
2.1确定影响因素
影响因素的确定对防护措施的落实有重要的影响, 在实践过程中必须根据已有评价体系的要求, 掌握影响因素, 并制定有效的防护措施。微波辐射对人体的影响程度和发射功率及发射频段有一定的影响, 照射的时间越长, 必然对人员身体健康造成影响。和波段、微波辐射等方面相比, 脉冲波和连续波之间也有一定的差异性。此外是环境因素, 如果固定区域内的湿度比较大, 人体很难散热, 进而容易受到辐射的影响。在实践过程中可以对影响因素进行整合, 根据变化形式的要求, 确定有效的防护体系, 进而减少干扰性因素的影响[3]。
2.2做好前期准备工作
雷达站的工作形式比较复杂, 需要结合实际情况做好前期准备工作, 根据影响因素的要求, 将具体准备工作落实到实处。此外基于准备形式的特殊性, 不可控制的因素也比较多, 例如要部署的雷达类型、环境条件等, 可通过改善或控制来达到防护目的。在前期考察阶段要对控制手段有一定的了解, 根据不同阵地阶段控制机制的要求, 将辐射因素纳入到统一考虑范畴内, 同时根据理论计算形式和测量推导体系的要求, 要适当划分区域, 并对不同区域站点实际情况有一定的了解, 满足指标再设计形式的具体要求。工作人员必须了解前期准备工作的具体项目, 确定最佳评价形式和控制机制, 避免出现准备工作不到位的情况。
2.3重视雷达区域的布置
雷达区域的相关布置工作能有效降低微波辐射, 使其适应雷达工作体系的要求。因此工作人员需要重视雷达区域的布置, 将防护措施应用到实践中。通过系统有效测量体系计算出雷达的辐射等级, 根据雷达站工作形式的要求, 及时对不同等级的评价形式进行分析, 做好不同区域的布置工作。此外要以系统有效的雷达防护体系为基础, 掌握功能设计形式的要求, 对辐射区进行有效的布置, 进而扩大应用范围。
2.4调整值班体系
工作人员的实际工作能力对值班体系有一定的影响, 在后续发展阶段需要根据评价控制形式的要求, 结合微波辐射体系的具体要求, 对控制结构进行分析, 尽量对大家的工作时间进行调整, 减少辐射覆盖的时间。长时间靠近雷达工作的人员需要及时配备防辐射服, 降低雷达辐射对人体的影响。此外对于在辐射超标的情况必须在短时间内对其进行改善, 可通过对重要建筑物进行防辐射工程改造、架高雷达阵地以提高与营区高度差等方式, 达到降低辐射、改善电磁环境的目的[4]。
三、结束语
基于雷达站雷达微波辐射的特殊性, 在实践过程中需要做好影响因素的调查工作, 根据辐射体系和控制机制的要求, 确定有效的评价方式。工作人员要对建筑区域内的雷达辐射情况有一定的了解, 根据微波数据的要求, 及时确定污染源, 并根据微波辐射体系的情况, 将防护对策落实到实践中。随着科学技术的不断发展, 在后续指导阶段需要做好推广工作, 结合实际工作形式的要求, 制定系统的防护措施, 减少微波辐射的消极影响。
摘要：雷达站的雷达微波辐射对工作人员的身体健康有一定的影响。基于辐射的特殊性, 在本次研究中将以雷达站雷达微波辐射对人员的影响为研究点, 结合实际情况, 探究切实可行的防护对策。
关键词：雷达站,雷达微波辐射,影响评价,防护措施
参考文献
[1]陈京平, 李光伟, 唐斌, 王晓莉.雷达站雷达微波辐射对人员的影响评价和防护对策[J].现代雷达, 2014, 12 (10) :59-60.
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