現代戰爭的電子攻防對抗長期以來一直以電子戰為主。 雷達要想在日益先進複雜的電子攻防對抗中發揮作用,就必須突破其基本原理和體系,必須具備有效的電子抗干擾和電子防禦措施。 因此,稀疏陣列整合孔徑雷達、無源反隱身雷達等新型雷達層出不窮,並得到了顯著發展。 雷達的新原理使飛行器難以探測、無法定位、無法干擾、被剛性鎖定。
稀疏陣列雷達。
1:稀疏陣列整合脈衝孔徑公尺波雷達(SIAR)。
許多研究結果表明,長波長雷達,如公尺波雷達,是對付隱身技術和反輻射飛彈的直接有效方法,但公尺波雷達的致命弱點是角解像度差。 稀疏陣列整合脈衝孔徑雷達(SIAR)是一種新型的公尺波分布式陣列雷達,主要用於遠距離預警和跟蹤。 它保留了公尺波雷達的傳統優點,克服了角解像度低、測量精度差、抗干擾能力弱等主要缺點。 SIAR雷達的主要特點是天線採用稀疏陣列,一般為非定向反射,其發射和接收方向圖在接收端通過數字訊號處理獲得,因此可以同時形成多波束,同時觀測多個方向。 由於它不使用傳統的機械天線掃瞄空間波束,它可以通過計算形成長時間不間斷地盯著目標並進行長期相干積累來形成波束,提高了雷達的探測能力和雷達的四大反抗能力(即反隱身技術、抗反射飛彈、整合電子抗干擾和反低空突防技術)。
B2戰略轟炸機。
1.1. 稀薄天線
公尺波雷達要想獲得高角解像度,雷達的天線孔徑必須很大,一般100公尺就算固定也很大,所以經常使用稀疏陣列天線,稀疏陣列用幾個單元就可以得到窄波束,這是有代價的,它的旁瓣會提高,能量利用率會降低。 以陣列元件為n的線性陣列為例,如果1 2的波長為等間距稀疏陣列天線,增益不變,波束寬度為(n-1)2,若間隔增加k倍,等距稀疏陣列天線增益不變,波束功率壓縮到k, 並且會有乙個與主瓣一樣高的瓣,這是不允許的。在主波束折射率變化不大的前提下,對幾種難以被陣列元件干擾的新型雷達進行不規則排列,可以減小光柵瓣,使光柵瓣輻射分散到旁瓣中,增加旁瓣電平。 高旁瓣的問題可以通過結合系統的多種特性來解決。
公尺波相控陣雷達
1.2 工作原理:
SIAR雷達的天線系統由M(25)個發射天線元件和M(25)個接收天線元件均勻分布在兩個圓圈中組成,其中激勵訊號是具有一定寬度的一定值的脈衝,它採用一組具有交叉散射變化的正交基作為多頻傳輸的調製訊號, 然後成為不同載波頻率的訊號,並在使用後分配給每個發射元件。當各陣列元件發射的訊號相互正交時,形成雷達天線的非定向發射。 每個接收器將雷達回波訊號轉換為數碼訊號,並將其傳送到中央處理站。 中央處理站形成來自每個接收器的訊號的相應接收波束。 然後,MTI濾波器由接收光束的輸出連線形成,其目的是抑制雜波的大部分雜波。 MTI輸出面板發射波束的匹配處理器進行N發射訊號分離、相位調整和求和處理。 匹配過程結束後,利用相干累積都卜勒濾波器進一步提高訊雜比,確定目標徑向速度。
YLC-8B雷達
1.3 SIAR雷達效能特點:稀疏陣列整合脈衝孔徑雷達是一種具有良好低截距概率效能的雷達。 其主要效能有以下四個特點。 (1)SIAR雷達採用全向發射方式,發射雷達波的主瓣和旁瓣沒有區別因此,對方的偵察接收裝置無法從主波束獲取雷達資訊,無法大致定位雷達。 (2)SIAR雷達可以做長期相干累加,這是相同工作距離所要求的雷達的發射功率小,如果使用大的時域積訊號,其平均輻射功率可以更小,因此其隱蔽性較好,不易被偵察
SLC-7多功能雷達
3)SIAR雷達是一種有源陣列雷達,每個陣列元件發出的訊號的相位編碼和頻率編碼不同,可以隨機變化,是乙個複雜的波形因此,敵方無法利用訊號處理手段獲取發射波束,雷達難以定位很難獲得更詳細的雷達波形引數,因此不可能對其實現有效的幹電抗。
4)SIAR雷達工作在超寬頻模式下,頻寬可以非常大,在不同的重複週期下,可以實現1 2倍頻程的跳頻工作例如,中心頻率可以從100MHz跳到300MHz工作,使敵方雷達偵察裝置難以探測到雷達使用的頻率。
F35**戰鬥機。
2:無源反隱身雷達。
2.1、普通雷達發現飛機等目標時,由雷達接收機接收發射訊號和目標反射形成的回波訊號確認目標。 第一架飛機是通過採取各種措施來減少雷達接收到的訊號,從而減小目標雷達的橫截面積,以達到目標隱身的目的。 新型無源反隱身雷達採用盲訊號處理理論。 採用盲訊號處理技術,將飛行器在飛行中產生的空氣雜訊直接採集為觀測測量,無需主動傳輸,再通過計算機演算法處理鎖定目標,不僅能不暴露自身位置,還能清晰穩定地跟蹤飛行器。
我們的YLC-29無源反隱身雷達
2.2 現狀。 美國Loma公司花了近20年時間才成功研製出“無聲哨兵無源監視雷達系統”。 該系統是建立被監測區域內U-V波段電視訊號和民用調頻電台的基礎資料庫,只要系統接收到目標反射的三個以上的電視或無線電訊號,根據無線電波的相干原理,就可以準確探測和跟蹤飛行中的飛行物等目標。 電視廣播在太空中無處不在,因此它們可以在世界任何地方使用。 “Silent Sentinel”系統的典型配置包括高靈敏度接收器、處理器、視覺化軟體和分析軟體,每套價格從 300 萬美元到 500 萬美元不等。
YLC-29無源反隱身雷達是一種雙基地雷達
2.3.效能特點。
新型無源反隱身雷達本身不像雷達那樣發射無線電波,而是利用民用無線電電視訊號的連續波載波頻率(50 800 mh)和這些穩定載波訊號的包絡,為測量直接訊號和反射訊號的到達時間差提供區別特徵。 因此,它具有良好的反輻射飛彈(ARM)攻擊能力和自我保護能力。 美國新的Silent Sentinel技術的關鍵是大動態範圍數字接收機、相控陣天線、Silicon Graph(SGI)的強大商用計算機(每秒幾個乾式巨型浮點運算的並行處理速度)以及來自Automated Advanced Products(AEP)的創新軟體和演算法)(包括乙個三維地形資料庫,允許操作員選擇具有最佳地理覆蓋範圍的發射站和在感興趣區域內清晰的視線)。在處理演算法中,利用訊號的到達角、延時和都卜勒頻移資訊來定位目標。
稀疏陣列雷達。
我國從本世紀初就開始研究無源反隱身雷達,經過10多年的努力,對盲訊號處理的理論和應用進行了深入研究,取得了一系列創新成果,並有產品可以使用。 此外,稀疏陣列整合脈衝孔徑雷達的研製也取得了一系列創新成果,目前我國雷達新系統已達到或接近世界先進水平。
當然,稀疏陣列雷達也有其自身的缺點,首先,雷達天線較多,裝置較分散,整個系統覆蓋面積大,因此容易被對方發現和攻擊,戰場生存能力低於常規雷達,此外,系統對訊號資料處理系統的要求更高, 雷達原理和技術仍在發展中,需要進一步的技術研究,因此稀疏陣列雷達一般與常規雷達混合,形成全面的雷達探測系統,以提高整個雷達網路的探測能力。稀疏陣列雷達研製成功後,我國防空雷達網路打擊隱身目標的能力得到有效增強,尤其是F-22等隱身戰鬥機
眾所周知,F-22具有超音速巡航能力,減少了在雷達網路中的曝光時間,進一步降低了對手雷達的探測效率,同時還可以提供F-22準確的目標資訊,從而可以為我們的戰鬥機提供更好的指揮和制導,並且可以在更遠的距離上攔截它們。 展望未來,相信在我國雷達技術人員的不懈努力下,我國將在反隱身雷達領域取得更加輝煌的成績,發射更先進的反隱身雷達,更好地保衛國空安全。