X波段雷達對海探測試驗與數據獲取年度進展

      海用雷達在對海上目標探測過程中,易受海雜波影響,高海況、復雜氣象條件下尤為嚴重。開展海雜波特性、海雜波抑制、海上目標檢測跟蹤與識別方法研究,需要多種條件下的海雜波和海上目標回波實測數據。為此,海軍航空大學海上目標探測課題組劉寧波副教授等推出一項“雷達對海探測數據共享計劃”,旨在利用X波段固態全相參雷達等多型雷達開展對海探測試驗,獲取不同海況、分辨率、擦地角條件下海雜波數據和海上目標回波數據,并同步獲取海洋氣象水文數據、目標位置與軌跡的真實數據,形成信息全記錄的雷達試驗數據集。該計劃2019年開始實施,并發布了一期53個雷達數據。2020年度主要開展了三個方面的多次試驗,包括雷達目標RCS定標數據采集試驗、不同海況海雜波與目標探測數據采集試驗、海上機動目標檢測跟蹤數據采集試驗。1、雷達目標RCS定標數據采集試驗雷達目標RCS定標數據采集試驗,主要是在海上投放定標體(不銹鋼球,RCS為0.25㎡),使其漂浮于海面以上,用船只拖拽定標體沿雷達徑向慢速往返運動,在沿途部分位置點靜止(漂?。?,雷達工作模式固定不變,采集試驗全程的雷達與配合傳感器數據。試驗期間,雷達架設地點為煙臺養馬島試驗點,架高約為30米,漁船用尼龍繩拖拽不銹鋼球沿圖1中所示的航線慢速運動,請見圖2。不銹鋼球放置在4個泡沫塑料浮子上,使其完全浮于海面以上,如圖2(d)所示,漁船與不銹鋼球沿雷達徑向的間距為100米以上,且二者在方位上也錯開一定的角度。漁船在設定海上航線的部分位置點處靜止(漂?。?,此時調整了雷達天線轉速,采集多種轉速條件下的雷達數據。

      圖1 試驗點及定標體運動軌跡示意圖

      圖2 試驗場景

      2、海雜波與目標探測數據采集試驗海雜波與目標探測數據采集試驗,主要是采集不同海況等級條件下的海雜波數據、海上船只目標數據,此試驗以天線凝視觀測模式為主,采集不同方位下的雷達回波數據。試驗期間,雷達架設地點為煙臺第一海水浴場試驗點,如圖3所示,架高約為80米,在不同海況等級等環境下,調整雷達天線凝視的方位,凝視海面錨泊船只或航道浮標,采集幾秒~幾分鐘時長不等的雷達凝視模式數據,數據列表如表1所示。采集數據時雷達工作量程為3nm、6nm,對應的PRF分別為3kHz、1.6kHz。

      圖3 海雜波與目標探測試驗場景

      表1 海雜波與目標回波數據列表

      3、海上機動目標檢測跟蹤數據采集試驗海上機動目標檢測跟蹤數據采集試驗,主要是利用小型快艇作為配試目標,沿預定航線運動,并在某些特定位置點進行機動,雷達工作于掃描模式,采集試驗全程的雷達與配合傳感器數據。試驗期間,雷達架設地點為煙臺第一海水浴場試驗點,架高約為80米,如圖3(a)所示。雷達工作于6nm量程、24轉/分鐘的掃描模式,PRF為1.6kHz。試驗時間為14:32—15:18,共采集1186個連續掃描周期數據,雷達工作模式調整與采集雷達數據對應的情況,在與數據配套的數據記錄表中有詳細說明。試驗期間有效波高為1米左右,綜合判斷海況等級為3級。配試目標為約10米長小型快艇,如圖4所示,沿預定航線行駛,示意圖如圖5所示,受海上航道來往船只影響,小快艇的實際航線與預定航線有偏差??焱习惭b了AIS設備,具體位置信息可查閱AIS數據。

      圖4 配試目標

      圖5 設定航線

      該探測試驗與數據獲取詳細情況已發表在《雷達學報》2021年第1期“X波段雷達對海探測試驗與數據獲取年度進展”(劉寧波,丁昊,黃勇,董云龍,王國慶,董凱)。

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