CN110568431B - 一种类Blake雷达侦察距离计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及计算机仿真技术领域，公开了一种类Blake雷达侦察距离计算方法。对侦察公式进行变形并取对数，按Blake工作表的形式将因素项及其分贝值进行记录，求得分贝值中正值总和以及负值的绝对值总和，采用较大的总和减去较小的总和得到净分贝值；根据净分贝值求得自由空间距离以及该条件下的大气衰减损耗，根据大气衰减损耗求出距离因子；根据自由空间距离和距离因子的数据，求出第一近似距离；在第一近似距离条件下，确定大气衰减损耗；迭代计算直至满足两次的大气衰减之差小于精度门限，此时的近似距离即为求得的雷达侦察距离。上述方案适用于所有波段，并且相对于忽略大气衰减的简化处理方法，提高了计算精度。

Description

一种类Blake雷达侦察距离计算方法
技术领域
本发明涉及计算机仿真技术领域，特别是一种类Blake雷达侦察距离计算方法。
背景技术
目前，在计算对雷达的侦察距离时，基本均采用侦察方程，见公式(1)。
Figure BDA0002158386520000011
式中，Pt为雷达发射功率(W)，Gt'为雷达天线在侦察设备方向上的增益(倍数)，Gr为侦察设备接收天线增益(倍数)，λ为雷达信号波长(m)，Pnrim为侦察设备接收机灵敏度(W)，Lr为各类损耗总和(倍数)，包含极化损失Lp、馈线损耗Lf、大气衰减Lt等。其中，大气衰减Lt由每单位距离大气衰减及侦察距离R(m)的乘积决定，而由公式(1)可见R的值又依赖于大气衰减，故公式(1)变为超越方程。
在工程实现中，常常直接忽略大气衰减，该方法计算快捷，在雷达工作频率小于1GHz时是可行的，但不适用于C波段特别是X波段以上雷达，因为该波段以上雷达信号的单位距离大气衰减大，对侦察距离影响也大，简化处理会导致较大误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，本发明提供了一种类Blake雷达侦察距离计算方法，包括以下步骤：
步骤S1，对侦察距离公式
Figure BDA0002158386520000012
进行变形，式中f为雷达信号频率，Pt为雷达发射功率(W)，Gt'为雷达天线在侦察设备方向上的增益，Gr为侦察设备接收天线增益，λ为雷达信号波长，Pr min为侦察设备接收机灵敏度，Lr为各类
损耗总和，包含极化损失Lp、馈线损耗Lf、大气衰减Lt；得到公式(2)：
Figure BDA0002158386520000013
其中，CR＝c/(4π)，c为真空中光速，取值3×108m/s；
步骤S2，对公式(2)两边取对数，得到公式(3)：
Figure BDA0002158386520000021
步骤S3，按Blake工作表的形式，将公式(2)和公式(3)整理成雷达侦察距离计算表，根据公式(2)中的各因素项求出各因素项对应的公式(3)中的分贝值，若上述分贝值大于0则填入Blake工作表中“正值”列，若上述分贝值小于0则将分贝值的绝对值填入Blake工作表中“负值的绝对值”列；
步骤S4，分别求出所述步骤2中“正值”列所有数的总和A和“负值的绝对值”列所有数的总和B；
步骤S5，将总和A和总和B中的较大者减去较小者，得到净分贝值X；
步骤S6，根据所述步骤S5中的净分贝值求出自由空间距离R0；
步骤S7，在R0条件下，根据ITU-RP.676-3建议书中计算方法确定大气衰减损耗Lt(dB)1；
步骤S8，根据大气衰减损耗Lt(dB)1求出距离因子δ1；
步骤S9，根据自由空间距离R0和距离因子δ1的数据，求出第一近似距离R1；
步骤S10，在第一近似距离R1条件下，根据ITU-RP.676-3建议书中计算方法确定大气衰减损耗Lt(dB)2；
步骤S11，ξ为精度门限，若|Lt(dB)1-Lt(dB)2|＜ξ，则停止计算，第一近似距离R1即为所得雷达侦察距离；反之，重复步骤S8，根据Lt(dB)1与Lt(dB)2之间的差求出新的距离因子δ2；重复步骤S9，将R1与δ2相乘，求出第二近似距离R2作为新的雷达侦察距离；重复步骤S10，求出新的大气衰减损耗Lt(dB)3；
步骤S12，重复进行步骤S11，直至两次雷达侦察距离对应的大气衰减之差小于ξ。
进一步的，所述步骤S6中求出自由空间距离的方法为：当B<A时，R0＝10X/20；当B>A时，R0＝10-X/20。
进一步的，所述步骤S8中求出距离因子的方法为：
Figure BDA0002158386520000022
进一步的，所述步骤S9中求出第一近似距离R1的方法为：R1＝R0×δ1。
进一步的，所述步骤S11中精度门限ξ根据工程场景的实际需求进行选择。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：采用本发明的技术方案，在Blake工作表(一种快速计算雷达探测距离的表格)的基础上，提出了一种适用于全波段的雷达侦察距离计算方法；相对于忽略大气衰减的简化处理方法，提高了计算精度，在满足一定精度下可以解决工程计算中求解超越方程的问题。另外该方法适用于所有波段。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
对公式(1)进行变形，得到：
Figure BDA0002158386520000031
式中，f为雷达信号频率(Hz)。
对公式(2)两边取对数，得到
Figure BDA0002158386520000032
按Blake工作表的形式，将公式(2)和公式(3)整理成雷达侦察距离计算表，并将侦察设备及雷达参数整理填入表格，见表1。
表1雷达侦察距离计算实例表
Figure BDA0002158386520000033
Figure BDA0002158386520000041
根据公式(2)中的各因素项求出各因素项对应的公式(3)中的分贝值，若上述分贝值大于0则填入“正值”，若上述分贝值小于0则填入“负值(绝对值)”；
求出“正值”列总和及“负值(绝对值)”列总和，“正值”A＝318.39，“负值(绝对值)”B＝206.52；
将小的总和B＝206.52放在大的总和A＝318.39下面，大的总和减小的总和得到净分贝值X，即X＝A-B＝318.39-206.52＝111.87；
根据净分贝值X计算得到R0＝10X/20＝392193≈392km；
根据ITU-RP.676-3建议书，当大气压强为1013.25hPa、温度为15℃、水蒸气密度为7.5g/m3时，每公里大气衰减为0.0267dB。对应于R0，确定大气衰减损耗Lt(dB)1＝0.0267*392＝10.4664；
根据大气衰减损耗，找出距离因子，
Figure BDA0002158386520000042
将R0与δ1相乘，得到第一近似距离R1≈117km；
在R1条件下，对应大气衰减损耗Lt(dB)2＝3.14；
根据工程需求选择精度门限ξ＝0.5dB，通过8步迭代得到满足精度的侦察距离约为199km，具体结果见表2：
表2计算结果表
n R<sub>n-1</sub>/km L<sub>t(dB)n</sub> L<sub>t(dB)(n-1)</sub>-L<sub>t(dB)n</sub>
1 392 10.466 -10.466
2 117 3.14 7.326
3 273 7.294 -4.154
4 169 4.518 2.776
5 232 6.211 -1.693
6 190 5.097 1.114
7 215 5.767 -0.67
8 199 5.314 0.453
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种类Blake雷达侦察距离计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，对侦察距离公式
Figure FDA0003899898950000011
进行变形，式中f为雷达信号频率，Pt为雷达发射功率，单位是W，Gt'为雷达天线在侦察设备方向上的增益，Gr为侦察设备接收天线增益，λ为雷达信号波长，Prmin为侦察设备接收机灵敏度，Lr＝Lp·Lf·Lt，Lp为极化损失，Lf为馈线损耗，Lt为大气衰减；得到公式(2)：
Figure FDA0003899898950000012
其中CR＝c/(4π)，c为真空中光速，取值3×108m/s；
步骤S2，对公式(2)两边取对数，得到公式(3)：
Figure FDA0003899898950000013
步骤S3，按Blake工作表的形式，将公式(2)和公式(3)整理成雷达侦察距离计算表，根据公式(2)中的各因素项求出各因素项对应的公式(3)中的分贝值，若上述分贝值大于0则填入Blake工作表中“正值”列，若上述分贝值小于0则将分贝值的绝对值填入Blake工作表中“负值的绝对值”列；
步骤S4，分别求出所述步骤S2中“正值”列所有数的总和A和“负值的绝对值”列所有数的总和B；
步骤S5，将总和A和总和B中的较大者减去较小者，得到净分贝值X；
步骤S6，根据所述步骤S5中的净分贝值求出自由空间距离R0；
步骤S7，在R0条件下，根据ITU-RP.676-3建议书中计算方法确定大气衰减损耗Lt(dB)1；
步骤S8，根据大气衰减损耗Lt(dB)1求出距离因子δ1；
步骤S9，根据自由空间距离R0和距离因子δ1的数据，求出第一近似距离R1；
步骤S10，在第一近似距离R1条件下，根据ITU-RP.676-3建议书中计算方法确定大气衰减损耗Lt(dB)2；
步骤S11，ξ为精度门限，若|Lt(dB)1-Lt(dB)2|<ξ，则停止计算，第一近似距离R1即为所得雷达侦察距离；反之，重复步骤S8，根据Lt(dB)1与Lt(dB)2之间的差求出新的距离因子δ2；重复步骤S9，将R1与δ2相乘，求出第二近似距离R2作为新的雷达侦察距离；重复步骤S10，求出新的大气衰减损耗Lt(dB)3；
步骤S12，重复进行步骤S11，直至两次雷达侦察距离对应的大气衰减之差小于ξ。
2.如权利要求1所述的类Blake雷达侦察距离计算方法，其特征在于，所述步骤S6中求出自由空间距离的方法为：当B<A时，R0＝10X/20；当B>A时，R0＝10-X/20。
3.如权利要求1所述的类Blake雷达侦察距离计算方法，其特征在于，所述步骤S8中求出距离因子的方法为：
Figure FDA0003899898950000021
4.如权利要求1所述的类Blake雷达侦察距离计算方法，其特征在于，所述步骤S9中求出第一近似距离R1的方法为：R1＝R0×δ1。
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