[科普中国]-机载动目标探测

背景概述

随着现代航天、航空、航海事业的蓬勃发展以及现代战争的网络化、信息化发展，多个动目标跟踪技术的研究已经成为一个十分活跃的研究领域，越来越受到各国的高度重视。多目标跟踪的主要任务是在杂波环境下检测目标并实时估计出目标的运动参数，从而使人们能更好的描述和理解目标的行为。

目前，多目标跟踪技术已在军用和民用领域得到了广泛的应用。在民用领域，它可以应用到空中交通管制、海上交通管制、机器人和图像跟踪系统等很多方面。在空中交通管制上，多目标跟踪技术被用于跟踪和监视民航飞机，解决飞机途中和终端地区管理、防撞警告、进场管理、碰撞回避等问题，可以减少飞机起飞和降落的等待时间，为飞机飞行提供合理的飞行路线，有效地提高了飞机的飞行效率。在军用领域，多目标跟踪的应用更加普及，在机载预警系统、地面预警雷达、海岸监视系统、机载空地多目标跟踪等很多军事系统中它都发挥了重要作用。利用多目标跟踪技术，机载预警系统可以对有威胁的目标（如战斗机和导弹）进行同时跟踪，大大提高了预警机的预警能力。

多目标跟踪技术是一项非常复杂的技术，它由很多方面的内容组成，如：坐标转换、航迹起始、数据关联、跟踪算法等。根据应用领域的不同，多目标跟踪系统呈现不同的技术特点。在实际工程应用中，如何根据工程要求选择合理的多目标跟踪系统是一个非常重要的问题，也是目前多目标跟踪研究的一个热门话题。1

简介机载动目标探测其实就是依靠机载动目标检测雷达来实现对动目标乃至多个动目标的实施跟踪。

机载动目标检测雷达（airborne MTD radar）是一种利用动目标回波与杂波干扰具有不同的多普勒频率，借助多普勒滤波器组(通常用快速傅里叶变换实现)和自适应门限(即恒虚警)等处理技术，进一步提高抑制杂波干扰能力的雷达。

基本要求目前已有各种用途的，包括高度专门化的机载动目标显示雷达了，假定这种雷达的主要目标是为了严密的防空和获得制空权。根据这样的要求，一架理想的机载动目标显示雷达应具备下列能力：

1、无论雷达的天线是仰视或俯视，都应具备远距离探测能力。

2、有远距离探测各种不同视界角的目标的能力，即不论是在机头半对或机尾半球视界角中的目标。

3、在所有可能的夭线瞄准角内都有充分的探测能力。

4、应能探测各种可能有的战术飞行速度的空中动目标，并且速度复盖范围应没有盲区。

5、应能探测接近速率为零的目标，即能探测机尾半球柳界角内和载机同一速度的动目标。

6、在所有可能有的雷达载机的战术飞行高度上，雷达应有仰权探测能力。

这样一种机载动目标显示雷达的设计中的主要问题要受在相对于雷达载机而言木身也是运动的地面回波(杂波)的背景中分辨出动目标的要求所支配。在地面雷达中，所有的地面回波，，不论是从天线主瓣或旁瓣进入的，相对于雷达而言都是不动的或几乎是不动的。在这种情况下，应用多普勒原理把目标从杂波背景中分拼出来是比较直截了当的，而在机载雷达的情况下，雷达平台自身是运动的，各种地面回波相对于飞机而言都是运动的，并且相对速度都不一样。因此，要用多普勒原理从相对运动的地面回波频谱中分辨出动目标就成为一个比较复杂的问题。同时，一架飞机，特别是一架战斗机，所能携带的雷达设备的重量和大小是很有限的，这就增加了问题的复杂性。2