機(jī)載預(yù)警雷達(dá)的發(fā)展與技術(shù)分析

石嘉暉

（空軍預(yù)警學(xué)院四大隊(duì)，武漢 430014）

在雷達(dá)升空后，地雜波頻拓展問(wèn)題始終沒(méi)有得到有效處理，雷達(dá)安設(shè)在飛機(jī)上對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的體積、總量以及功率消耗等參數(shù)也提出一定標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)難度相應(yīng)提升，不斷改良機(jī)載預(yù)警雷達(dá)的性能，是軍事領(lǐng)域中的重大課題之一。

1 國(guó)外預(yù)警機(jī)雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀

預(yù)警雷達(dá)的運(yùn)行任務(wù)，是在較強(qiáng)雜波情景中觀察與探測(cè)目標(biāo)。探測(cè)能力、抗雜波能力、抗抗擾能力以及目標(biāo)追蹤能力是評(píng)估預(yù)警機(jī)技術(shù)水平的主要標(biāo)識(shí)。預(yù)警機(jī)雷達(dá)性能的改進(jìn)過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是對(duì)如上幾種關(guān)鍵能力的獲取。當(dāng)下，關(guān)于預(yù)警機(jī)雷達(dá)并沒(méi)有做出統(tǒng)一的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，通常從天線形式和反雜波機(jī)制兩個(gè)角度出發(fā)，評(píng)價(jià)其先進(jìn)程度。

（1）天線形式的發(fā)展。伴隨著科技的發(fā)展進(jìn)程，有源T/R組件朝著有效、輕質(zhì)與多功能的方向發(fā)展，在機(jī)載平臺(tái)上應(yīng)用范疇不斷拓展。天線類型的選擇，是以軍事任務(wù)需求與平臺(tái)特征為基點(diǎn)的。在后續(xù)幾年中，無(wú)源陣列、有源相控與和CLBAS等幾類天線將會(huì)構(gòu)建互存、互動(dòng)關(guān)系。

（2）反雜波體制的發(fā)展。反雜波體制的演變，歷經(jīng)了三個(gè)時(shí)段，即了動(dòng)目標(biāo)顯示（MTI）/動(dòng)目標(biāo)探測(cè)（MTD）、脈沖多普勒（PD）與空時(shí)自適應(yīng)處理（STAP），當(dāng)下其正朝著多維聯(lián)合自適應(yīng)處理趨向前進(jìn)。MTI/MTD應(yīng)用LPRF（低脈沖重復(fù)頻率）的波形，雜波實(shí)現(xiàn)對(duì)多普勒域無(wú)死角的遍布，多被應(yīng)用在雜波相對(duì)較弱的海上均是作業(yè)領(lǐng)域中，常見(jiàn)的有E-2C APS一145雷達(dá)[1]。PD體制則存在于多普勒域的清晰區(qū)域，在該區(qū)段其檢測(cè)能力相對(duì)較強(qiáng)，在強(qiáng)雜波環(huán)境中具有良好的應(yīng)用，雜波相對(duì)較強(qiáng)的場(chǎng)景中，以E-3A APYl/2雷達(dá)為代表。但PD體制存在的不足是在空間上缺乏自由度，只能采用和波束進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)作業(yè)，副瓣雜波對(duì)其檢測(cè)能力造成一定干擾。

在上個(gè)世紀(jì)末期，雷達(dá)領(lǐng)域?qū)TAP技術(shù)的研究深度不斷加強(qiáng)，導(dǎo)入了數(shù)個(gè)自由度，在雜波空時(shí)耦合屬性的支撐下，能夠順沿“雜波脊”與干擾帶構(gòu)建凹口，抗雜波與抗干擾能力超強(qiáng)。

2 面對(duì)的技術(shù)問(wèn)題

2.1 隱身技術(shù)

機(jī)載預(yù)警雷達(dá)務(wù)必具有充足的預(yù)警時(shí)間與探測(cè)距離，大概是300km。例如，機(jī)載預(yù)警雷達(dá)AN/APY-2，在載機(jī)高度為9600km時(shí)，對(duì)高空轟炸機(jī)與戰(zhàn)斗機(jī)的探測(cè)距離分別為667km與445km。由此可見(jiàn)，AN/APY-2對(duì)以上兩類目標(biāo)的探究距離大體上滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但伴隨著現(xiàn)代隱身技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，戰(zhàn)斗機(jī)的前視RCS不斷減縮，以致機(jī)載預(yù)警雷達(dá)的探測(cè)距離面對(duì)較嚴(yán)峻考驗(yàn)，很多機(jī)載預(yù)警雷達(dá)已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)敵機(jī)的警戒距離要求。故此提升機(jī)載預(yù)警雷達(dá)的反隱身能力，將是雷達(dá)技術(shù)完善的重點(diǎn)內(nèi)容。

2.2 干擾

伴隨著電子干擾技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)載預(yù)警雷達(dá)面對(duì)的干擾條件復(fù)雜性不斷升級(jí)，控制難度相應(yīng)增加。干擾以壓制性干擾與欺騙干擾為主。此外，機(jī)載預(yù)警雷達(dá)在運(yùn)行過(guò)程中，也會(huì)接受來(lái)自作業(yè)環(huán)境的無(wú)意干擾，各類同頻通信設(shè)備和同頻雷達(dá)的輻射信號(hào)，對(duì)雷達(dá)運(yùn)行效率產(chǎn)生的影響是極為顯著的。

3 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1 反隱身

與常規(guī)目標(biāo)相比較，隱身目標(biāo)的RCS通常相對(duì)較小，為解除由目標(biāo)RCS降低引發(fā)的雷達(dá)探測(cè)距離減縮的問(wèn)題，最直接的方法是增強(qiáng)雷達(dá)的威懾能力，即提升功率孔直徑，可采用提升發(fā)射機(jī)的功率，或者是增加天線孔直接的方式去達(dá)成。對(duì)于機(jī)載雷達(dá)而言，受空間因素的限制，提升功率以及孔徑的目標(biāo)難以達(dá)成。

在功率與孔徑明確的情況下，可借用先進(jìn)化的信號(hào)處理算法，例如檢測(cè)前跟蹤（TBD），去提升機(jī)載預(yù)警雷達(dá)檢測(cè)隱身能力。此外，TBD技術(shù)還能夠在信噪比相對(duì)較低的環(huán)境下，對(duì)被檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行全過(guò)程追蹤，從資源利用的角度出發(fā)，該檢測(cè)技術(shù)能夠累積掃描間的能量，進(jìn)而提升雷達(dá)的探測(cè)能力。采用該技術(shù)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，有很大可能延展機(jī)載預(yù)警雷達(dá)對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)距離。

3.2 抗干擾

當(dāng)下，軍事領(lǐng)域中采用的機(jī)載預(yù)警雷達(dá)，通常輔以脈沖壓縮加PD體制，其具備一定的抗干擾能力，若一部典型PD雷達(dá)的相干處理間隔為5～20ms，脈沖重復(fù)頻率是10～100 kHz，那么通過(guò)計(jì)算得到該雷達(dá)對(duì)于噪聲干擾有17～43 dB的處理效益[2]。為提升雷達(dá)系統(tǒng)的抗干擾能力，可采用增設(shè)寬帶接收通道的方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾信號(hào)的頻譜分布解析作業(yè)，最后選擇干擾程度最小的頻段進(jìn)行作業(yè)（見(jiàn)圖1）。

圖1 境敏感雷達(dá)原理框圖

4 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)載預(yù)警雷達(dá)被安置在高空飛行的飛機(jī)上，故此其優(yōu)越性是地基雷達(dá)無(wú)法毗鄰的。通過(guò)本文論述的內(nèi)容，對(duì)機(jī)載預(yù)警雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀有所認(rèn)知，同時(shí)對(duì)其后續(xù)幾年的發(fā)展方向有粗略了解。相關(guān)人員在對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需積極采用源相整合、環(huán)境實(shí)時(shí)感知智能系統(tǒng)、先進(jìn)理念與經(jīng)驗(yàn)，以不斷完善其性能，最大限度的提升軍事戰(zhàn)斗水平。