杂波背景下基于LFMCW雷达的无人机检测性能分析

余 启，饶 彬，罗鹏飞

(国防科技大学 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室，湖南 长沙 410073)

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近年来无人机蓬勃发展，给经济社会和军事应用带来便利的同时，也带来一系列威胁。无人机本身作为超低空飞行的小型飞行器，具有速度慢、高度低、RCS小等典型的“低小慢”特征[1]，目前仍无很好的探测方法。虽然国内外提出了用红外、声学和激光等传感器对无人机进行探测[2-4]，但使用条件多受气象和距离等条件限制。

目前主流的无人机探测雷达主要采用调频连续波体制，其中以线性调频连续波(LFMCW)最为常见。这种体制的典型优点是：近似全天候工作能力、近距离高分辨率多目标探测、峰值功率低、距离分辨率高、收发分离不存在近距盲区、具有较宽的多普勒频带、信号处理简单从而使得整个系统非常简洁、体积小和重量轻[5-8]，非常便于关键区域布防。例如英国的AUDS系统[9]集成了布莱特A400系列Ku波段电子扫描防空雷达，采用LFMCW波形和多普勒处理技术，能够对8 km范围内RCS为0.01的无人机进行探测和跟踪。

但无人机作为典型的“低小慢”目标，加之无人机使用一般处于复杂的城郊结合地带，具有较强的地物杂波背景(建筑、车辆等)，因此使用雷达检测无人机还面临一系列问题：

① 无人机RCS非常小，而FMCW雷达通过FFT处理从差频信号获取距离信息[10]，在强地物杂波背景下对距离维检测的影响机理有待分析；

② 无人机的飞行速度不快(尤其是旋翼无人机的飞行速度更慢，一般在30 m/s范围内)，探测雷达由于关注空域过低，地物强杂波不可避免地对速度检测产生影响，一方面需要滤除静态地物杂波，另一方面需要分辨和鉴别车辆等类似慢速移动目标。……