Анализ статистических характеристик помех от морской поверхности

Аннотация

Известно, что для радиолокационных станций (РЛС) с длинными импульсами при облучении участка морской поверхности по дальности намного большей, чем длина морской волны помехи в виде отражений от морской поверхности имеют гауссовское распределение, а их огибающая — рэлеевское распределение. По мере уменьшения длительности импульсов (при увеличении разрешения радара по дальности и существенном влиянии малых углов скольжения) распределение помех становится негауссовским и закон распределения огибающей отличается от рэлеевского более длинным «хвостом». Помеха приобретает импульсный характер. Таким образом, приемник РЛС, спроектированный при стандартном предположении о гауссовском характере морских отражений, становится менее эффективным, поскольку повышается вероятность ложной тревоги по причине неверно выбранного значения порога правильного обнаружения, который не рассчитан на импульсный характер помехи. В связи с этим необходимо выбирать наиболее адекватную модель мешающих морских отражений. Представлены обзор и анализ основных моделей негауссовских морских помех (логнормальная, Вейбулла и K-распределение), которые применяются для описания мешающих морских отражений. Большое внимание уделено модели, основанной на K-распределении. Проведено сравнение экспериментальных записей морских отражений, полученных при помощи когерентно-импульсной РЛС IPIX, с основными моделями морских помех. Результаты исследований показали, что логнормальная модель имеет тенденцию переоценивать динамический диапазон фактического распределения мешающих отражений, что означает более длинный «хвост» распределения, в то время как рэлеевская модель имеет тенденцию недооценивать динамический диапазон, то есть «хвост» — существенно короче. Модель помех, основанная на распределении Вейбулла, предоставляет гораздо более широкие возможности по статистическому моделированию морских помех, чем логнормальная или рэлеевская модели. В зависимости от параметров, распределение Вейбулла может переходить в рэлеевское или логнормальное распределения, таким образом, более точно отражая распределение реальных помех. Модель морских помех, основанная на K-распределении, по сравнению с другими рассмотренными моделями, наиболее точно описывает структуру огибающей морских отражений, даже в области «хвостов» распределения и является наиболее перспективной для описания огибающей морских отражений в РЛС с короткими зондирующими импульсами.