新原理雷達讓隱形飛機不易覺察、無法定位,無法幹擾,被死死鎖定

2021-01-15 裝備技術動態

現代戰爭的電子攻防對抗早以電子戰為主體。雷達隨時面對著反輻射飛彈、目標隱身技術、低空超低空突防和全面電子幹擾的懟戰,雷達若要在越來越先進複雜的電子攻防對抗中發揮效能,必須從基本原理和體制上找到突破口,要有有效的電子抗幹擾和電子防禦措施。因此陸續出現了稀布陣綜合孔徑雷達、無源反隱身雷達等新體制雷達,並得到了顯著發展。新原理雷達讓隱形飛機不易覺察、無法定位,無法幹擾,被死死鎖定。

稀布陣雷達

1:稀布陣綜合脈衝孔徑米波雷達(SIAR)。

許多硏究結果表明:波長長的雷達,例如米波雷達是對付隱身技術和反輻射飛彈的直接有效的方法,但米波雷達的致命弱點是角解析度差。稀布陣綜合脈衝孔徑雷達(簡稱SIAR)是一種新型米波分布陣體制雷達,主要用於遠程警戒與跟蹤。它保留了米波雷達的傳統優點並克服了角解析度低、測量精度差和抗幹擾能力弱等主要缺點。SIAR雷達的最主要的特點是天線採用了稀布陣、總體上的無方向性反射,其發射和接收方向圖是在接收端通過數位訊號處理而得到的、因此它可同時形成多個波束以同時觀測多個方向。由於它不使用傳統的機械天線來進行空間波束掃描,它通過計算形成波束能夠長時間不間斷地盯住目標而進行長時間的相干積累,這樣就提高了雷達的探測能力和雷達的四抗(即反隱身技術、抗反射飛彈、綜合電子抗幹擾和反低空突防技術)能力。

B2戰略轟炸機

1.1稀布天線

米波雷達要獲得高的角解析度,雷達的天線孔徑必須很大,一般以百米計即使採用固定放置也是十分龐大的,因而常採用稀布陣天線,稀布陣用少數單元就能得到窄的波束,這是有代價的,它的旁瓣會提高和能量利用率會下降。

以陣元為N的線陣為例,若以1/2的波長等間距稀布陣天線,增益不變而波束寬度為(N-1)/2,如果將間隔加大K倍則成為等距稀布陣天線增益不變,而波束度壓縮到K,同時會出現個與主瓣同樣高的棚瓣,這是不容許的。將陣元難以幹擾的幾種新體制雷達作不規則排列,可在主波束指標變化不大的前提下減小了柵瓣,將柵瓣輻射散布到旁瓣裡面去而使旁瓣電平升高。旁瓣高的問題可利用系統的多種性能綜合地加以解決。

米波相控陣雷達

1.2工作原理:

SIAR雷達的天線系統是由均勻分布在兩個圓周的M(=25)個發射天線陣元和M(=25)個接收天線陣元組成,其中激勵信號是寬度為一定值的脈中,它採用跨散傳氏變化的一組正交基作為多頻發射的調製信號後,成為不同載頻的信號並分配給各個發射陣元。各陣元所發射的信號彼此都正交時形成雷達天線的無方向性發射。各接收機將雷達回波信號變換成數位訊號送到中心處理站。中心處理站將來自各接收機的信號,分別形成相應的接收波束。再由接收波束形成的輸出連接的MTI濾波,其目的是將地物雜波的大部分抑制掉。MTI的輸出接綜臺發射波束的匹配處理器進行N個發射信號分離、相位調整以及求和處理。匹配處理後再作相干積累的都卜勒濾波以進一卻提高信噪比並確定目標的徑向速度 。

YLC-8B雷達

1.3 SIAR雷達性能特點:

稀布陣綜合脈衝孔徑雷達是一種具有較好的低截獲概率性能的雷達。其主要的性能有以下4個特點。

(1)SIAR雷達採取全向發射方式,發射雷達波沒有主瓣和旁瓣之分,因此對方偵察接收設備不能從主波束那裡獲取雷達信息並對雷達概略定位。

(2)SIAR雷達能做長時間相干積累,這對於同樣作用距離要求下,雷達的發射功率較小若採用大時間帶寬積信號其平均輻射功率可以更小,故其隱蔽性較好,不易被偵察。

 SLC-7多功能雷達

(3)SIAR雷達為有源陣列雷達,各陣元發射的信號相位編碼和頻率編碼都不同且能隨機變化,屬於複雜波形,因此敵方無法利用信號處理的手段來獲取發射波束,難以對雷達進行定位;難以獲得較詳細的雷達波形參數,從而無法對其實施有效的幹抗。

(4)SIAR雷達工作在超寬帯方式,帶寬可以做得很大,在不同重複周期,可以實現1~2倍頻程跳頻工作,如中心頻率從100MHZ可跳到300MHZ工作從而使敵方雷達偵察設備難以偵察到雷達使用的頻率。

F35隱形戰鬥機

2:無源反隱身雷達。

2.1普通雷達發現飛機等目標,都是通過雷達接收機接收發射信號遇到目標反射形成的回波信號來確認目標。而隱形飛機等就是通過採取各種措施減小目標雷達截面積,降低需達所接收的信號以達到目標隱身的目的。新型無源反隱身雷達採用了盲信號處理理論。利用盲信號處理技術,無須有源發射而直接搜集隱形飛機在飛行中引起的空氣噪聲作為觀測量,再通過計算機算法處理來鎖定目標,既可不暴露自身位置,又能清晰穩定跟蹤隱形飛機。

我國YLC-29無源反隱身雷達

2.2現狀。美國洛馬公司花了近20年時間研發成功「無聲哨兵"無源監視雷達系統。該系統是在要監視的區域,建立起U/V波段電視信號和民用調頻電臺的基礎資料庫,目標反射的3個以上電視或廣播信號只要被系統接收到,跟據電波的相干原理,就能準確探測和跟蹤飛行中的飛行物等目標。電視廣播電波在宇宙空間中無處不在,因此在世界任何地方都可利用。」無聲哨兵」系統的典型配置包括高靈敏度接收機、處理器、可視化軟體和分析軟體,每套300-500萬美元。

YLC-29無源反隱身雷達是雙基雷達

2.3性能特點

新型無源反隱身雷達本身不像雷達那樣發射無線電波,它是利用民用電臺和電視信號的連續波載波頻率(50~800MH),以及這些穩定載波信號上的包絡提供了用來測量直射信號與反射信號之間到達時間差的鑑別特徵。因而具有很好的抗反輻射飛彈(ARM)攻擊能力和自我保護能力。美國「無聲哨兵」新型監視系統技術的關鍵是有大動態範圍數字接收機、相控陣天線、」矽圖」(SGI)公司的強功能商用計算機(每秒數幹兆浮點運算次數的並行處理速度)、自動尖端產品(AEP)公司的創新軟體和算法(含一個三維地形資料庫,操縱員可在感興趣的地區內選擇能夠給出最佳地理覆蓋、具有清晰視線的發射臺站)。在處理算法中利用信號的到達角、時間延遲和都卜勒頻移信息對目標定位。

稀布陣雷達

我國從世紀之初開始研究無源反隱身雷達,經過10多年努力,在盲信號處理理論與應用方面開展了深入研究取得了一系列創新成果,已有可堪使用的產品。並已研製出稀布陣綜合脈衝孔徑雷達,進行了一系列創新,目前我國在新體制雷達方面已達到或接近世界先進水平。

來源: 伽利略視野

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