[發明專利]雷達探測效能逐步回歸估計方法

無效

• 申請號: 201110409923.9
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102565774A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 王向敏;申宏亞;王玲玲
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于微波信號異常大氣傳輸效能預測技術領域。采用利用雷達回波信號數據，通過對其回波強度與距離延伸內在關聯分析和多元逐步回歸計算方法實現基于雷達回波的海用雷達探測效能預測模型，該模型可以更有效地發揮微波無線電設備在海上的使用效能。

背景技術

大氣波導傳播現象的出現不僅可以使電磁波偏離原來的傳播方向，而且能夠使電磁波以較小的衰減沿波導傳到很遠的地方，可以將海上無線電設備的作用距離達到上千公里。但當無線電設備在海上工作時，所遇到的外界環境極其復雜，大氣傳播過程中的吸收、折射和多路徑效應，都會影響到海上無線電設備的有效作用距離；再加上無法精確知道目標特性以及工作時電波傳播的環境特性，而使其有效作用距離難以估算和預測。

預測海用雷達探測效能方法一般有兩種方法：第一種方法是采用大氣折射率模型(如P-J模型、偽折射率模型、Model?A模型等)，利用海面某一高度處的氣象參數遞推大氣折射率剖面，再代入電磁波傳播模型(拋物線模型)和雷達方程計算出雷達回波的單程傳播衰減，最后結合最小可檢測目標的門限預測雷達最遠探測距離；第二種方法是利用5個假設參數構成了四段式折射率剖面模型，結合電磁波傳播模型(拋物線模型)和雷達方程計算出雷達的回波功率，再通過與實際的回波信號強度進行對比，利用遺傳算法、退火算法和后驗估計等算法，調整該參數使兩者回波強度差最小，即可構成實際的折射率剖面，然面，然后再結合電磁波傳播模型、雷達方程和目標的檢測門限等計算出雷達的最遠探測距離。但是上述預測方法在計算大氣折射率剖面上只能局限在一點或者有氣象觀測的區域，預測時間較長，不能滿足超視距雷達在軍事和民用的應用要求。

本發明根據在大氣波導條件下電磁波以較小衰減沿著波導傳播的特點，對不同條件下的雷達回波進行分類并創建數據庫。選擇統計分析的方法，研究雷達回波的強度與最遠探測距離的關聯性，建立基于雷達回波的海用雷達探測效能預測模型。

發明內容

本發明為了解決在大氣波導條件下對海探測雷達系統的作用距離難以預測的問題，采用利用雷達回波信號數據，通過對其回波強度與距離延伸內在關聯分析和多元逐步回歸計算方法，可有效地預測雷達探測效能，同時避免了復雜的氣象設備、傳感器安裝和艦船航行時氣象參數和水溫測量準確性等方面問題。

本發明雷達探測效能逐步回歸估計的實現方法，首先當最遠目標船出現或消失時提取雷達回波數據，再采用分段方法計算雷達回波強度最大值所處區域內的距離和幅度的平均值，同時根據實際海況選擇該距離處標準大氣條件下雷達回波強度進行比較，得出不同距離處歸一化的雷達回波衰減量，其次統計雷達回波延伸距離，根據雷達回波延伸距離，采用適配統計方法計算雷達回波數據衰減量值的有效個數，然后根據有效的雷達回波強度歸一化和延伸距離值作為自變量和最遠目標的距離作為因變量的N次觀測值，用逐步回歸方法，建立雷達探測效能模型。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：基于雷達回波的海用雷達探測效能預測技術不局限于大氣折射率的測量，數據源容易獲得，無需增加額外的硬件設備，不增加系統負擔，不增加設備成本，可對雷達性能進行實時評估，可以為作戰部隊提供直觀、實用的海用雷達作戰使用效能評估手段，以更好地發揮海用雷達的作戰使用效能。

附圖說明

附圖是雷達探測效能逐步回歸估計方法實現流程圖。

具體實施方式

本發明雷達探測效能逐步回歸估計方法具體實施步驟為：

1)數據提取

●雷達回波強度

首先當最遠目標船出現或消失時提取所在方位上雷達天線波束寬度內主觸發的平均值，再以40個距離點為一個距離格進行分段處理，得到雷達回波強度最大值所處區域內的距離和幅度平均值，同時根據實際海況選擇與該距離處標準大氣條件下雷達回波強度進行比較，得出不同距離處歸一化的雷達回波衰減量，如果該方位和距離上有運動或固定目標，則縮小方位大小或者刪掉該距離格；

●雷達回波延伸距離

先對接收機內部噪聲進行統計得到茅草均值，乘以系數2.0，求出慢門限，統計該天線波束內的所有距離單元回波強度值，如果該距離單元有80％大于慢門限，則認為此處就是雷達回波的延伸距離，采用適配統計方法計算雷達回波數據衰減量值的有效個數；

●目標最遠距離

此次開機時記錄的最遠目標船出現和消失時的距離、方位、探測時間、海況等信息并記錄數據庫。

2)逐步回歸方法