基于MATLAB軟件的組網LPI雷達系統仿真

徐康++董衛國++王盛超

摘 要LPI雷達以其隱蔽性好而被廣泛地應用在軍事領域，隨著網絡中心戰的飛速發展，多部LPI雷達可以聯網組成一個龐大的雷達系統，其在網絡對抗體系中為所有作戰階段提供秘密的監視能力和高度態勢感知能力上發揮了及其重要的作用。為了更好的評估組網LPI系統的性能，本文首先對組網LPI雷達系統的總SNR進行推導計算，在此基礎上用MATLAB軟件對多部LPI雷達系統進行仿真，驗證了組網雷達相比無組網配置雷達的優越性。

【關鍵詞】組網LPI雷達 SNR

1 組網LPI雷達系統的定義

近些年來，單基地雷達在軍事斗爭和航空管制領域發揮的作用不容忽視，而且在網絡信息化戰爭中進步巨大。盡管如此，它還是有兩個固有劣勢：一是其發射、接收共站，很容易遭受敵反輻射武器偵察和攻擊，二是在沒有形成組網之前，單部雷達一般只能接收自身發射機輻射的電磁信號，其信息采集率較低。

組網LPI雷達系統由許多分散的雷達系統組成，每個系統都有自己的發射和接收傳感器，都可以發射互不干擾的雷達信號以及同步接收、處理所有系統發射的波形。如圖1所示。

圖1給出了一個通過網絡連接三個雷達節點的組網LPI雷達系統，其中當雷達系統R1、R2、R3分別發射不同信號，其各自系統的接收機均能同步接收、處理發射的三種雷達信號，正是由于組網的使用使得每個雷達系統可以同步分享它的目標信息。組網雷達的使用要求每部雷達具有精確的空間和時間知識，以及相干的工作時間和頻率同步，隨著近些年來大帶寬無線網絡、大容量傳輸線、多通道電子掃描天線、高速數字信號處理技術的發展同步，組網雷達系統的實現已經成為了可能。

組網雷達系統使得從目標不同方向散射回來的能量更多，增加了檢測性能，提高了系統總的SNR，進而也改善了接收機靈敏度。由于各個雷達系統是聯網工作，當其中的一個雷達節點遭受攻擊，剩余節點仍能正常工作，系統的監視能力只是受到一定程度的損失。

2 組網LPI雷達總SNR推算

整個組網系統可以看做是很多發射-接收機對的集合，每一對都是一個雙基地子系統，可以提高系統總的SNR，組網LPI雷達總的SNR等效為每個發射-接收機對的SNR的總和，即

式中：是第i個發射機的平均連續波發射功率；是第i個發射天線增益；是第j個接收天線增益；是第i個發射機和第j個接收機的目標RCS；λi是第i個發射波長；BRi是第i個雷達接收機按Hz計量的輸入帶寬，通常與特定的發射波形相匹配，即為第i個發射波形匹配濾波器的帶寬；k為波爾茲曼常數；T0ij為特定接收機的接收系統噪聲溫度；FRj為每個接收機的噪聲系數；Lij是第i個發射機和第j個接收機的系統損耗系數（大于1）；Rti是從第i個發射機到目標的距離；Rrj是從目標到第j個接收機的距離。

3 仿真分析

LPIsimNet是MATLAB的一個程序集，可以在整個作戰空間配置組網LPI雷達發射機，以評估組網LPI雷達拓撲的SNR優勢。

3.1 作戰場景設置

構造一個具有4部LPI雷達系統、一個RCS為1m2的飛機目標的組網雷達場景。組網LPI雷達系統分布在10000km2（100km*100km）二維區間內，定義4部LPI雷達系統分別為雷達1（15，80）、雷達2（15，15）、雷達3（80，20）、雷達4（70，60），飛機目標的坐標位置為（40，40），由4部雷達系統組成的傳感器網絡顯示在圖2中，仿真中用到的每部LPI發射機參數如表1所示。

圖3（a）顯示了沒有采用傳感器網絡時的4部雷達系統發射機SNR等高線圖，可以看到每部發射機的SNR均是獨立的，對命令行進行分析可以知道在目標（節點5）處的SNR為-68.5688dB（取4部雷達發射機在目標處SNR的最大值）。圖4（a）顯示了采用組網雷達系統后4部雷達發射機SNR等高線圖，可以看到在目標處發射機的總SNR為16對發射-接收機對的總SNR，從有網絡-SNR命令行分析結果中可以計算得到發射機總的SNR為-61.5958dB，比無網絡配置的SNR提高了6.973dB，仿真結果充分驗證了采用組網雷達系統的優勢。

作者單位

94005部隊 甘肅省武威市 733000