雷达海上目标特性

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海洋空间广阔、资源丰富，是备受关注的战略方向。海上目标种类繁多、分布范围广，重要航路上目标密集，商船、民船和军用船只混杂，难以识别区分。海上作战和非战争军事行动、海上执法和维权等都对海上目标探测有迫切需求。海上目标特性是实现有效探测的重要支撑。

海上目标来自四面八方。按区域可分为水面目标、水下目标、空中目标（海面上空，甚至临近空间）、近岸目标。海面目标除了数量最多的水面舰船，还有潜艇的潜望镜、通气管和天线、假目标（角反射体等）、水雷、浮标、钻井平台、海产养殖场、浮冰等等。围绕水面舰艇作战，还有飞机、导弹、无人平台等。

随着舰船隐身技术发展，先进舰艇采用了吸波材料、内倾外形、综合集成桅杆和集成上层建筑等技术，RCS大大减小。海上目标结构复杂。大型舰船属于超结构复杂目标。水面舰艇不仅个体复杂，而且常以编队形式出现。有些大型舰船还呈现复合目标特性，如携带有舰载机、小艇、导弹等。

海上环境复杂多变。海杂波对雷达探测海上目标有很大影响。海杂波特性与雷达波段、带宽、分辨率、极化、掠射角、地理位置、季节、大气状况等有关。由于时变海面的随机性和舰船的结构复杂性以及六自由度运动，使舰船与海面间的电磁耦合十分复杂，掠射角、极化、多径效应等诸多因素都会影响海面舰船RCS。

海上目标种类繁多，环境复杂多变，使得海上目标探测成为预警探测中的难题，但是需求强烈，如海面目标探测（如航空探潜、舰载导航雷达探测小目标）、反舰与防空反导、近岸目标探测。目标特性是探测的基础。随着雷达的空间和多普勒分辨率的提高，可以获得复杂结构的精细特性，如一维距离像和SAR图像（图1和2）。高多普勒分辨率可感知精细运动特性，如微动特性，综合了目标结构特性、散射特性、运动特性于一体，包含了丰富的目标特性。利用好目标特性是提高目标探测性能的重要途径。

图1 舰船一维距离像

图2 舰船SAR图像

海军航空大学何友院士团队中关键教授带领海上目标探测课题组，利用濒海优势构建了对海上目标探测试验平台，坚持长期开展试验和研究，在《雷达学报》上发表了关于雷达海杂波测量试验、海杂波特性分析及抑制，以及海面目标检测的CFAR处理、空距频多维处理、微多普勒和稀疏表示应用、TBD、深度学习方法、SAR图像舰船检测识别等系列学术论文，还发布了X波段雷达对海探测试验数据。在雷达向智能化发展的大趋势下，课题组也开展了智能处理方法研究，并将目标特性作为智能化、精细化处理的一个重要技术途径，开展了雷达海上目标特性的试验测量和分析研究，并应用于目标检测、跟踪与识别。

关键教授撰写了“雷达海上目标特性综述”，并发表在《雷达学报》2020年4期“雷达智能探测新技术”专题。

该文围绕雷达对海上目标探测中的目标特性，简述了主要目标特性和模型，以及在目标特性测量和计算中的主要问题，然后从目标、环境、传感器三个角度，讨论了海上目标探测中一些较为关注的目标特性，说明了海上目标特性的多样性、海上环境的复杂多变性、海上目标与环境的相互耦合作用，以及探测海上目标的主要雷达手段和典型应用背景中目标特性需求；最后介绍了雷达目标特性测试与建模技术，提出了目标特性的多维度描述，初步讨论了一些应用。

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