雷达距离旁瓣抑制技术研究
摘要：环境的多样性和复杂化正不断挑战着现代雷达的微弱目标探测能力。雷达距离旁瓣导致微弱目标容易被淹没，严重影响雷达的目标探测性能。实现距离旁瓣的抑制，对改善微弱目标探测性能具有重要的理论和应用价值。本文利用分析对比常见方法的优劣和不足，对距离旁瓣的抑制问题展开研究。
- 绪论
雷达是英文Radar的音译，源自于Radio Detection and Ranging 的缩写，愿意是“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置，因此雷达也称为“无线电定位”。随着雷达技术的发展，雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
通过发射和接收电磁波信号，雷达可以在任何时间和任何天气状况下实现对目标的检测、跟踪、成像和识别等。而随着现代科学技术的快速发展，雷达目标和环境更趋向于多样性和复杂化，不断挑战着现代雷达的探测能力。雷达面临的威胁也越来越多，例如电子侦察及干扰、反辐射导弹、隐身飞行器、超低空飞行器等。因此，对雷达的要求越来越高，一方面雷达应降低其信号被截获的概率，减小反辐射导弹截获跟踪雷达信号和摧毁雷达的可能；另一方面雷达应保证从强干扰中实时可靠地检测出目标，同时需要尽量满足雷达探测距离以及分辨率的要求。
二、选题的背景
在雷达的工作过程中，会产生旁瓣影响雷达的性能。距离旁瓣对于雷达检测目标的影响有很多，最主要的有两点。第一是限制雷达动态范围的下限，从而减小了动态范围。现代雷达接收机中，大的动态范围是非常重要的。接收信号太弱，不能被检测出来；信号太强，接收机会发生饱和过载。为了防止强信号引起的过载，需要增大动态范围。而距离旁瓣会减小动态范围，从而影响雷达的工作效果。第二是匹配滤波后雷达分辨单元的回波能量在其临近距离分辨单元内扩散，导致强目标的旁瓣会掩盖弱目标的主峰。从而，对雷达的微弱目标探测性能造成了严重的影响。具体表现包括：一是距离旁瓣会导致微弱目标的能量被临近距离分辨单元的强目标旁瓣能量所淹没，造成微弱目标的丢失； 二是距离旁瓣能量的扩散会造成大量虚假目标的出现。在强目标的前后距离分辨单元形成了很强的距离旁瓣能量尖峰带，淹没了微弱目标的能量，同时也形成了大量的虚假目标，引起虚警。而且，随着现代雷达分辨率的不断提升，距离旁瓣对微弱目标探测性能的影响显得越来越严重。因此，如何实现距离旁瓣的有效抑制，是提升雷达回波信噪比，改善雷达微弱目标探测性能的关键。
三、国内外一些研究概况
当前，距离旁瓣抑制算法的研究主要从以下两个角度开展：
首先是后端信号处理的角度，其中，最为典型的是窗函数法。通过在雷达发射信号或（和）匹配滤波器系数上有针对性的进行系数加权，压低旁瓣电平，从而实现距离旁瓣的抑制。窗函数法的优点首先是可以显著减低旁瓣电平；其次是该算法简单并且容易工程实现。然而，加权技术实质上是对雷达信号进行失配处理，因此，窗函数法无可避免的带来主瓣展宽和回波信噪比损失，导致雷达分辨率下降和探测性能恶化。
