雷达信号处理基础-雷达距离方程(分布式目标)

恶趣说2020-09-15 13:55:13

这篇文章主要是对上一篇文章《雷达信号处理基础-雷达距离方程》的补充,其中主要给出了点目标的雷达距离方程,实际上,并非所有的散射现象可以采用点散射体进行模型构建,比如自然中的气象现象等。为了使雷达距离方程可以适应点散射,面散射和体散射这些情况,需要对雷达距离方程进行进一步的推导。


在介绍点目标的雷达距离方程时,通过假设无方向性的辐射源向无损耗的介质发射波形,可以得到距离R处的功率密度为

同时可以得到最大辐射强度方向上,距离R处的功率密度为

由于天线的增益会随着方位角和俯仰角的变化而变化,上式中的天线增益G将会被写成P(θ,φ),可以得到天线在特定方向上的功率密度为

当天线指向最大增益方向上时,假设在θ=φ=0的方向上,存在P(0,0)=G。


确定了最大发射功率,下面需要对后向散射功率进行介绍。


后向散射功率,雷达发射波照射到物体时,除了被吸收掉的部分能量,另外有一部分能量会再次辐射向雷达,这部分能量即被定义为后向散射功率。


考虑(R,θ,φ)处存在一个物体的散射,其一个体积单元dV的RCS为d\σ m²,后向散射功率为

最后,考虑到天线的有效孔径,各种损耗,可以得到雷达对于物体的一个体积单元的接收功率为

通过积分,可以计算得到总的接收功率

上式即为广义的雷达距离方程。


题图:rawpixel,来自网络