雷達(dá)對(duì)空探測(cè)威力表征計(jì)算方法研究

余華+吳文全+劉嵐

摘要：針對(duì)雷達(dá)研制廠所給出的雷達(dá)探測(cè)垂直威力圖的局限性，提出了雷達(dá)對(duì)空探測(cè)威力的一種新的表征形式，為雷達(dá)對(duì)不同RCS目標(biāo)在各高度突防時(shí)的最遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)在地球曲面上的投影距離，該投影距離能體現(xiàn)防空作戰(zhàn)中雷達(dá)對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)攻擊行動(dòng)的快速反應(yīng)能力。隨后給出該威力表征形式的計(jì)算方法，最后計(jì)算了某典型中低空搜索雷達(dá)的探測(cè)威力，結(jié)果表明，該雷達(dá)對(duì)高空和300m以下高度突防戰(zhàn)斗機(jī)的探測(cè)能力較弱，尤其是針對(duì)高空突防的隱身戰(zhàn)斗機(jī)。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)探測(cè)威力；中低；表征方法

中圖分類號(hào)：TN959文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.029

1引言

雷達(dá)研制廠所在交付裝備時(shí)會(huì)給出雷達(dá)探測(cè)垂直威力圖，從該圖中能直接讀取雷達(dá)對(duì)不同高度（仰角）空中目標(biāo)的最大探測(cè)距離值，這些指標(biāo)值根據(jù)雷達(dá)技術(shù)參數(shù)和目標(biāo)RCS大小經(jīng)雷達(dá)方程計(jì)算得出，并通過(guò)檢飛試驗(yàn)驗(yàn)證[1]。然而該雷達(dá)威力圖并不能全面反映對(duì)空警戒雷達(dá)在目前典型防空戰(zhàn)術(shù)背景條件下的探測(cè)能力，主要局限性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是垂直威力圖給出的指標(biāo)值僅是針對(duì)指定RCS目標(biāo)的計(jì)算結(jié)果，不同目標(biāo)的RCS不同，垂直威力圖不能直接給出雷達(dá)對(duì)其他RCS目標(biāo)的探測(cè)能力；二是垂直威力圖不能詳細(xì)描述雷達(dá)對(duì)低空突防目標(biāo)的探測(cè)能力。圖1是某典型中低空搜索雷達(dá)對(duì)RCS為2m2目標(biāo)探測(cè)的垂直威力圖[2]，該圖給出了雷達(dá)對(duì)2000m以上高度飛行目標(biāo)的探測(cè)能力，而未能給出雷達(dá)對(duì)2000 m以下高度目標(biāo)的探測(cè)能力?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)表明，戰(zhàn)斗機(jī)在攻擊行動(dòng)中，通常會(huì)選擇在較低的高度進(jìn)行突防，雷達(dá)對(duì)低空目標(biāo)的探測(cè)是雷達(dá)探測(cè)能力評(píng)估的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)。論文針對(duì)雷達(dá)探測(cè)垂直威力圖的上述局限性，提出了雷達(dá)探測(cè)威力的新的表現(xiàn)形式及其計(jì)算方法，利用該方法計(jì)算雷達(dá)對(duì)典型空中目標(biāo)的探測(cè)威力，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2雷達(dá)探測(cè)威力表現(xiàn)形式及計(jì)算方法

戰(zhàn)斗機(jī)在進(jìn)行反艦和對(duì)地攻擊行動(dòng)時(shí)，通常會(huì)選擇在某個(gè)高度層進(jìn)行突防，當(dāng)逼近至導(dǎo)彈的射程之內(nèi)時(shí)開(kāi)始發(fā)射導(dǎo)彈。如果在戰(zhàn)斗機(jī)突防階段能及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并在導(dǎo)彈發(fā)射之前進(jìn)行有效攔截，能大大提高防空作戰(zhàn)的效能[3]?；谝陨显?，提出雷達(dá)對(duì)空探測(cè)威力的表現(xiàn)形式，為雷達(dá)對(duì)不同RCS目標(biāo)在不同高度條件下最遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)在地球曲面上的投影距離（簡(jiǎn)稱為水平距離）。與反艦導(dǎo)彈或?qū)Φ毓魧?dǎo)彈的射程相比較，水平距離能直觀反映防空作戰(zhàn)中雷達(dá)對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)攻擊行動(dòng)的快速反應(yīng)能力，

首先根據(jù)目標(biāo)RCS、雷達(dá)威力圖和雷達(dá)方程計(jì)算雷達(dá)對(duì)各仰角目標(biāo)的最大探測(cè)距離，然后根據(jù)雷達(dá)與目標(biāo)之間的幾何關(guān)系計(jì)算雷達(dá)對(duì)各高度層目標(biāo)探測(cè)的水平距離。

可以看出，當(dāng)目標(biāo)飛在300 m以下高度飛行時(shí)，雷達(dá)探測(cè)水平小于100 km，而當(dāng)前服役的機(jī)載反艦導(dǎo)彈或者對(duì)地導(dǎo)彈的射程大都超過(guò)100 km[6]，因此，當(dāng)中小型戰(zhàn)斗機(jī)選擇在300 m以下高度進(jìn)行突防和攻擊時(shí)，雷達(dá)無(wú)法在導(dǎo)彈發(fā)射之前發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。因此該區(qū)域是中小型戰(zhàn)斗機(jī)突防的最佳區(qū)域，也是防空預(yù)警探測(cè)的薄弱區(qū)域。

同理，計(jì)算雷達(dá)對(duì)隱身戰(zhàn)斗機(jī)在各飛行高度層的水平探測(cè)距離如圖5所示。

可以看出，無(wú)論隱身飛機(jī)從哪個(gè)高度突防，雷達(dá)探測(cè)的水平距離都不超過(guò)90 km，小于機(jī)載反艦導(dǎo)彈或?qū)Φ貙?dǎo)彈的射程，其中，當(dāng)隱身飛機(jī)在4 500 m以上高度突防時(shí)，雷達(dá)探測(cè)水平距離不超過(guò)40 km，并且小于在100 m高度突防時(shí)的探測(cè)水平距離，所以隱身飛機(jī)選擇從高空突防被探測(cè)到的概率更低，這是由于對(duì)空警戒雷達(dá)為有效利用探測(cè)能量對(duì)天線方向圖進(jìn)行了低空賦形所致?？梢钥闯觯壳俺Ｒ?guī)對(duì)空警戒雷達(dá)難以對(duì)抗高空突防的隱身目標(biāo)，必須采取有效手段[7-17]。

3結(jié)束語(yǔ)

文章提出了在一定戰(zhàn)術(shù)背景條件下雷達(dá)對(duì)空探測(cè)威力的表征計(jì)算方法，即先根據(jù)雷達(dá)指標(biāo)威力圖、目標(biāo)RCS和雷達(dá)方程計(jì)算雷達(dá)對(duì)各仰角目標(biāo)的最大探測(cè)距離，然后利用雷達(dá)與目標(biāo)之間的幾何關(guān)系求解出雷達(dá)對(duì)目標(biāo)在各高度上最遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)在地球曲面上的投影距離。該投影距離能體現(xiàn)防空作戰(zhàn)中信息系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)攻擊行動(dòng)的快速反應(yīng)能力。可以得到該方法可為艦載和岸基雷達(dá)對(duì)空探測(cè)能力的評(píng)估提供定量分析手段。

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