5.2.1 地杂波的分类
以机载下视PD雷达而言，它的地杂波可分为主瓣杂波、旁瓣杂波和高度线杂波3类［139］，如图5.1所示。
图5.1 机载PD雷达地杂波功率谱
（1）主瓣杂波
机载下视PD雷达天线的主波束，在特定时刻照射地面的某一个区域，在此区域内各同心圆环带地面有着不同仰角。因此，相对雷达载机的运动而言，那些不同的环带地面具有不同的径向速度并分别相应产生杂波，这些地杂波的总和就构成了主瓣杂波［140］。
如图5.2所示为机载下视PD雷达的典型情况。
图5.2 机载PD雷达下视情况示意图
图5.2中，VR为载机运动方向上的速度，φ为地速矢量与地面一小块地杂波A之间的夹角，φ0为地速矢量与主波束方向之间的夹角。假设天线主波束的宽度为θA，则PD雷达天线主波束中心位置的多普勒频率为
其边沿位置与中心位置之间的最大多普勒频率差值为
机载PD雷达的主瓣杂波的强度与发射功率、天线主波束的增益、地物对电磁波的反射能力等因素有关，其强度可以比雷达接收机的噪声强70～90dB。由于天线扫描地面时夹角φ通常处在不断变化的状态并且受｜cosφ｜≤1的限制，因此，主瓣杂波在频域中的多普勒频率fd也处在不断变化的状态，并且变化范围在±2VR/λ之内［141－148］。当PD雷达使用均匀脉冲串信号时，其谱幅度受到sinx/x函数调制。
（2）旁瓣杂波
PD雷达天线若干个旁瓣波束照射到地面上时产生的回波，就构成了旁瓣杂波。雷达天线的旁瓣波束增益通常要比主波束增益低很多。由于旁瓣杂波的强度也与载机的高度、地物的反射特性、载机的速度、天线的参数等因素有关，因此，旁瓣杂波频谱也可用±2VR/λ来描述。当PD雷达不运动时，旁瓣杂波与主瓣杂波在频域上相重合；而当PD雷达运动时，旁瓣杂波与主瓣杂波就分布在不同的频域。用多普勒频移fd＝±2VR/λ来描述机载PD雷达的地面杂波时，因为主波束的俯仰角与旁瓣波束的俯仰角是不等值的，所以在频域上的主瓣杂波与旁瓣杂波有所区别［149－150］。此外，在同一时刻主波束与旁瓣波束的俯仰角不相等，会导致接收到的回波存在差异。
（3）高度线杂波
高度线杂波是飞机在水平飞行时，天线旁瓣沿垂直方向照射地面的能量的回波。由于距离近，又是镜面反射，因此，回波强度比旁瓣杂波大，在功率谱图上表现为一个零多普勒频率处的尖峰［151－156］。在风切变探测技术中，关心的是飞机前方的回波情况。
当选择雷达发射信号的脉冲重复频率PRF＞4VR/λ时，其地杂波既不重叠也不连接，从而出现了无杂波区。还与载机速度和发射信号的波长有关。通常，地面固定PD雷达选用低脉冲重复频率（Low Pulse Repetition Frequency，LPRF）工作，而机载下视PD雷达雷达则可选用包括高脉冲重复频率（High Pulse Repetition Frequency，HPRF）在内的多种工作模式工作，以便在无杂波区检测运动目标。