新体制雷达及其对抗技术综述
陈文奎,陶建义
(中国电子科技集团公司第51研究所,上海201802)
摘要:随着新技术的不断应用,研发出了多种先进的雷达系统:有源固态相控阵雷达,低截获概率雷达,……。介绍
了近年来产生的新体制雷达及其关键技术,并对各种新体制雷达对抗方法及对抗关键技术进行了概述。
关键词:新体制雷达;雷达对抗;关键技术中图分类号:TN97;TN958 文献标识码:A 文章编号:CN3221413(2010)0420009206
Summary of N e w System R adar and Their Countermeasure T echniques
CH EN Wen 2kui ,TAO Jian 2yi
(51st Research Institute of CETC ,Shanghai 201802,China )
Abstract :Wit h t he uninterrupted application of new techniques ,various advanced radar systems have been developed :active solid p hased 2array radar ,low interception p robability radar ,…….This paper int roduces t he new system radars and t heir key techniques in recent years ,and summarizes various countermeasure met hods and key techniques of new system radar.K ey w ords :new system radar ;radar co untermeasure ;key technique
0 引 言
近年来,雷达界不断应用新技术,如频率、波束、波形、功率、重复频率等雷达基本参数的捷变或自适应捷变技术,功率合成、匹配滤波、相参积累、恒虚警处理、大动态线性检测技术、多普勒滤波技术,低截获概率技术,极化信息处理技术,扩谱技术,超低旁瓣天线技术,多种发射波形设计技术,数字波束形成技术等;并在采用新技术的基础上,开发研究出了多种先进的雷达系统,如有源固态相控阵雷达、超宽带合成孔径及逆合成孔径雷达、低截获概率雷达、新型脉冲多普勒雷达、稀布阵综合孔径(米波)雷达、毫米波雷达、双/多基地雷达、组网雷达、数字阵列雷达、统计多输入多输出(MIMO )雷达等。
这些新体制雷达拓展了雷达应用领域。研究这些新体制雷达对于弄清其工作原理、找到其薄弱环节、采用有针对性的雷达对抗技术和方法尤为必要。本文将对这些雷达及其关键技术作简要介绍,并对雷达对抗界应对这些雷达的方法及关键技术作一概述。
1 新体制雷达及其关键技术
1.1 新体制雷达
1.1.1 有源固态相控阵雷达
有源固态相控阵雷达可以通过计算机控制数控移相器来实现波束扫描控制。目前,这种雷达在美军已获得了广泛应用,如“爱国者”导弹系统应用多功能相控阵雷达后,具有了高低空监视、敌我识别等功能,既可引导攻击敌机又可引导截击来袭导弹,且能同时跟踪和打击多个目标。
机载有源固态相控阵雷达的发展不仅装备了新一代战斗机,而且还用于改进提高已有战斗机,如美国F 222的AN/A P G 277、F 235的AN/A P G 281、F/A 218的AN/A P G 279、F 216E/F 的AN/A P G 280和E 22D 的AN/A P Y 29。其中,F 222的A P G77不仅具
备雷达的功能,其相控阵天线还可以用于通信和发射干扰信号。“阵风”、“鹰狮”均将应用有源固态相控阵雷达。
有源相控阵技术与数字处理技术、计算机控制
收稿日期:20080811
2010年8月舰船电子对抗
Aug.2010
第33卷第4期
SHIPBOARD EL ECTRONIC COUN TERM EASU RE
Vol.33No.4
技术等结合,使雷达具有十分灵活、复杂的扫描方式、信号波形等,这给电子侦察和电子干扰均带来了极大的挑战。
1.1.2 逆合成孔径雷达(ISAR)及超宽带合成孔径
雷达
合成孔径雷达(SAR)是近年来取得重大进步的一种新体制雷达,在星载、机载、无人机载等方面获得了广泛应用。目前,星载合成孔径雷达(由于高空无需侧视)的地面分辨率已达到0.3～1m,如美国的“长曲棍球”系统。它们可全天时、全天候、全方位地工作,能透过树木探测到隐蔽的机动导弹发射架,透过地表发现地下数米处的掩蔽部,透过海水探测一定深度的潜艇等。机载和无人机载SAR雷达(大多采用侧视)使用非常广,美国的AN/A PS2137海上逆合成孔径雷达(ISAR)与跟踪多模式雷达地面分辨率已达到1m。合成孔径雷达和逆合成孔径雷达采用了二维相参处理技术,具有很强的抗干扰能力。
同时,由于SA R和ISAR雷达不断提高分辨力的要求,使SAR雷达和ISAR雷达的信号瞬时带宽不断提高。据报道,美国导弹防御系统的地基超宽带雷达的信号带宽达到了1GHz,使传统的侦察截获系统和电子干扰系统均难以适应这样的信号。
SAR雷达除不断提高信号带宽外,还发展了能进行地面动目标指示(GM TI)的SAR雷达、能进行三维立体成像的干涉合成孔径雷达(InSA R)、双/多基地合成孔径雷达等。
1.1.3 低截获概率雷达
低截获概率(L PI)雷达可将辐射能量以类噪音的形式扩散在宽频率范围上,从而使反辐射武器定位系统精度下降,使雷达免遭反辐射导弹的攻击。
L PI雷达的主要实现途径有:一是雷达发射的脉冲随机变化,使电子侦察系统和反辐射导弹难以捕捉和跟踪一个“恒定”的信号;二是对雷达实施热屏蔽,以有效抑制或屏蔽寄生电磁辐射,降低雷达的红外特征;三是降低雷达旁瓣,减小波束宽度,使电子侦察系统和反辐射导弹难以截获雷达辐射信号,有效降低其攻击精度,减少损失;四是发射功率控制,如隐身飞机雷达,不仅不会轻易发射探测信号,而且在无源探测定位系统或其它预警飞机的支援下,只在最需要的时候开机工作,且同时严格控制其发射功率,发射满足目标探测所需的最低功率。低截获概率雷达的发展需要电子侦察系统既要提高侦
察接收灵敏度,又要适应复杂电磁信号环境的要求。许多新体制雷达都具备L PI雷达性能,典型的L PI 雷达,如F216C/D、F215E和F214机用地形跟随雷达L AN TIRN、F215E机用多模战术雷达AN/A P G2 70、B22多模雷达AN/A P G2181等。
1.1.4 新型脉冲多普勒雷达
脉冲多普勒(PD)雷达因同时具有脉冲雷达的测距和连续波雷达的测速能力,被广泛用于现代机载火控雷达。该雷达具有很强的抗欺骗干扰能力,能从强地物背景中发现目标,所以也是对付低空飞机和巡航导弹的有效兵器。其典型应用如意大利的“冥王星”低空警戒雷达,用于低空和海岸防御系统,可在恶劣环境条件下探测低空飞机和海面舰艇。由于这种雷达采用了相位编码脉冲压缩技术,在一定距离内有很高的分辨力和对强杂波及无源干扰的抗干扰能力。
新型脉冲多普勒雷达技术正用于新一代预警机雷达的改进升级,如美军的新一代预警机E22D雷达的改进升级,就主要采用了这一技术,以满足对低空小目标的探测需要。
1.1.5 稀布阵综合孔径雷达
稀布阵综合孔径雷达(SIA R)是一种新型米波分布阵体制雷达,主要用于远程警戒与跟踪。它保留了米波的传统优点并克服了角分辨率低、测量精度差和抗干扰能力弱等主要缺点。SIA R以超宽带方式工作,带宽可以做得很大。SIA R最主要的特点是天线采用了稀布阵,总体上是无方向性反射,其发射和接收方向图是在接收端通过数字信号处理得到的,因此,它可同时形成多个波束以同时观测多个方向。它通过计算形成波束能够长时间不间断地盯住目标而进行长时间的相干积累,这样就提高了雷达的探测能力。
1.1.6 毫米波雷达
毫米波雷达波束窄,角分辨力高,频带宽,隐蔽性好,抗干扰能力强,体积小,重量轻。与红外、激光设备相比较,它具有很好的穿透烟、尘、雨、雾的传播特性,所有这些特点使毫米波雷达在军事上得到了广泛的运用。特别是新型高效的大功率毫米波功率源、介质天线、集成天线、低噪声接收机芯片等相继问世,使毫米波雷达发生了更新换代的变革,且大大拓宽了其应用领域。毫米波雷达的应用范围包括目标捕获、近程火控、靶场测量、战地监视和导弹制导等。为了在严重干扰和杂波背景中对抗隐身目标、
01舰船电子对抗 第33卷
低空目标和反辐射导弹,毫米波雷达已成为作战系统的主要发展方向之一。
1.1.7 双/多基地雷达
这是一种收发异址、多发多收、以离散形式布站命名的雷达系统。根据不同的需要,可以采用多种配置方式,如地发/地收、空发/空收等。按照发射系统和接收系统的多少,还可编组成一发一收、两发一收、三发两收等不同形式。
这些突出的特性,使其可充分利用隐身飞行器散射雷达波信号的空间特征,接收隐身飞行器的侧向或前向散射雷达波信号,达到探测和定位的目的。此外,由于双(多)基地雷达系统的发射与接收分系统分开配置,且发射分系统多点配置,因而还可有效地防止反辐射导弹的攻击。
1.1.8 组网雷达
雷达组网,是按照作战需求和确定的指挥情报报知关系,在一定的区域内有计划地对雷达站分散配置,通过所建立的计算机网络和指挥情报传递控制链路,构成动态、一体化、智能、高效的雷达情报关系。
因此,雷达组网是将多部不同体制、不同平台、不同频段、不同极化方式的雷达适当布站,对网内各部雷达的信息完成“网状”收集和传递,并由中心站平滑、滤波、外推、内插、加权等综合处理和控制管理,从而形成一个统一的有机整体。
将网内各雷达的信息(原始视频、点迹、航迹)汇集至中心站综合处理得出雷达网覆盖范围内的目标情报信息、战术与战略态势,使系统的效能不仅是网内多部雷达效能的叠加,而且有质的飞跃,派生出许多单台雷达所不具备的新功能。它避免了单基地雷达的弱点和局限,除具有频率分集、空间分集与能量分集的特点外,主要是提高了反导、抗干扰、反隐身能力和防空部队的快速反应能力。
1.1.9 数字阵列雷达
数字阵列雷达是一种接收和发射都采用数字波束形成技术的全数字阵列扫描雷达,它是数字雷达的主要类型。
由于数字雷达的收发波束均以数字方式形成,并且可通过改变程序来执行完全不同的工作模式,所以它拥有模拟雷达所不具备的许多优良性能。
数字雷达的数字数据可以编程且精确处理,能很精确地增强弱目标信号并滤掉杂波信号,从而提高雷达的检测和跟踪能力。采用可编程的数字控制系统给雷达的发射特性和装备带来灵活性,可使单个系统在完全不同的模式之间或雷达工作方式之间瞬时转换。
此外,数字雷达还具有改善时间2能量资源管理、提供可靠性、延长寿命和降低成本的潜力。
数字阵列雷达发展的一个重要内容是将“认知无线电”思想引入雷达系统的设计和研制,从而使未来先进雷达具备更高的“智能”。当电子信息系统采用“认知无线电”策略后,将具备对环境的即时感知能力,并通过对环境的即时感知,实现对环境的智能化适应,实现资源调度、利用等的自适应和自治管理。
1.1.10 M IMO雷达、统计M IMO雷达和网雷达
MIMO雷达和SIAR雷达一样发射正交波形,在空间形成宽的低增益发射波束,接收端则使用DB F技术综合形成多个发射波束和接收波束。M I2 MO技术给雷达系统的性能带来了全新的突破,包括信号被截获距离降低,目标分辨率以及空间搜索能力提高、发射信号分集和空间分集技术,能有效探测隐形目标,采用特殊的发射布阵方式和大大降低雷达被反辐射导弹攻击的概率等。
统计M IMO雷达利用目标散射分集来提高检测性能,其优势为RCS平均近似恒定、测角精度高、目标识别能力强、反隐身效果好和抗摧毁能力强。
综合M IMO雷达技术发展的趋势以及防空系统的现实需求将雷达组网概念进一步拓展和推广,提出了一个全新的基于M IMO技术的多基地雷达,即网雷达。
与常规雷达组网不同,网雷达将雷达组网目标参数的获取由信号检测、信息融合的层面进一步推广至信号处理的层面,保留雷达组网和多基地雷达原有的特点,更利用M IMO特有的空间分集和信息获取优势,从而将雷达系统的整体性能提升到全新的高度。
网雷达的概念与常规雷达乃至多基地等新概念雷达均有很大的不同,容易凭借单个雷达系统构成非常大的战役纵深,大幅度提高防空系统的生存能力和作战效能。
1.2 新体制雷达关键技术
在发射和接收方面,由于集成和封装技术的发展使高品质的多通道发射和接收系统的设计和工业化生产成为可能,并可在发射/接收时在不同方向上采用准同时波束。宽带收发和高质量模数变换技术
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第4期陈文奎等:新体制雷达及其对抗技术综述
的迅速发展将推动雷达技术的不断发展。
在天线阵方面,目前广泛采用有源相控阵天线阵,未来可能采用甚宽带过采样阵列实现与电子战和通信系统的共用孔径,此共用孔径可置于平台的不同位置而成为“灵巧蒙皮”。在宽带分布和瞄准上则采用真实时间延迟而不用相位加权来实现。
在自适应处理上,时2空自适应处理发展很快。对于运动平台,由于杂波回波的多普勒扩展,其最小可探测目标的径向速度受到限制,所以时2空自适应处理是对机载监视系统的一个主要需求:利用二维多普勒2角度处理,若已知在运动平台上杂波回波的多普勒频率与它们的到达角直接相关,那么便可探测慢速运动的目标。
概括地讲,未来雷达将采用的一些关键技术包括:时2空自适应处理,如DB F、伪装发射/接收、交替扫描、探测前跟踪、长积累时间等;频率最佳化,如频率自适应、合成带宽、低频率工作等;位置/地点最佳化,如采用共用孔径、双多基地工作等;甚宽带工作。此外,由于雷达技术是一门综合性很强的学科,所以它还将涉及到许多高新技术,如光纤技术、高温超导技术、各种先进的信号处理技术、基于神经网络的自适应波束形成技术和并行处理技术等,从而使它能实现更高的反应能力和态势评估性能要求。
2 新体制雷达对抗及关键对抗技术
2.1 新体制雷达对抗技术
2.1.1 对相控阵雷达干扰技术
对有源固态相控阵雷达可采用阻塞式和瞄准式遮盖性干扰,也可采用欺骗性干扰。阻塞式干扰对于具有频率捷变能力的相控阵雷达来说是最有效的,瞄准式干扰效果的干扰功率密度与雷达热噪声之比K值比阻塞式高出6～20dB。对相控阵雷达进行距离欺骗干扰,是在相应的距离单元上产生假目标,使得距离跟踪系统产生距离跟踪误差。实现欺骗性干扰必须准确掌握雷达获取目标距离、角度和速度信息的原理和雷达发射信号调制中的关键参数。对于搜索状态的相控阵雷达,欺骗性干扰不影响其对真实目标的检测,只会增加虚警,而且会被操作员识破。
由于相控阵雷达在抗干扰方面具有时空二维滤波处理的功能,因此,如果仅用单一的干扰机对其进行干扰,很难达到预期的效果。可用2部或2部以上在不同位置的干扰机对其进行干扰,短时间分时轮流工作,就可导致空间相关矩阵与实际接收机信号不匹配,从而达到有效干扰的目的。
2.1.2 对SA R和ISA R动目标干扰及对超宽带
SAR的子带宽相干干扰技术
欺骗式动目标干扰方法研究了被干扰SA R平台的运行速度测量误差和信号载频测量误差对于干扰效果的影响。欺骗式动目标干扰方法使地面干扰机转发虚假动目标信号进行干扰,从而影响被干扰雷达的M TI性能,达到保护地面真实军事运动目标的目的。从一系列截获到的ISAR线性调频脉冲中产生假目标图像的流水线式的全数字化图像合成器可以提供一种新型的RF成像诱饵。
文献[3]提出了采用子带宽相干干扰技术对超宽带线性调频雷达进行干扰的方法。其基本思想是:截获大时宽的雷达信号,高保真采样其中的一小段信号后马上进行处理转发,然后再采样、处理转发下一段,采样转发分时交替工作直到大时宽信号结束。该方法以相对较小的干扰带宽达到欺骗雷达相参处理的目的,实现对超宽带雷达的有效干扰。
2.1.3 对低截获概率雷达的侦察和分类技术
由于新的L PI雷达的性质,现代截获接收机变得日益无效。L PI雷达信号的检测和截获需要复杂的数字接收机,后者不仅必须具备对微弱信号检测、保留信号的相位信息,保证对信号的积累、构造最佳的滤波器进行信号处理,同时,高精度的参数测量算法也为完成对信号的分析和分类提供了有力的手段。
去斜坡方法的数字L PI雷达检测器可以将L PI 雷达信号从背景信号中提取出来。该系统可以检测在有效作用距离内失配的线性FMCW信号,可以通过对脉冲信号短暂屏蔽,消除脉冲信号来实现在脉冲雷达环境的L PI雷达检测,并可以引用数据库了解L PI雷达的工作模式,还可以通过对更宽频带的载频进行频率扫描来扩展该系统的能力。同时,可利用各种维纳分布(WD)分析L PI雷达信号,利用并联滤波器阵和高阶统计(HOS)对L PI雷达信号进行检测和分类。
2.1.4 利用直接数字合成实现对PD雷达的欺骗
干扰技术
PD雷达工作中的匹配滤波器对目标信号提供相干积累效应,从而使抗噪声干扰时的目标信号/干扰比最佳。雷达接收机中的微分系统能够检测距离和速度的相关性来判断目标真伪,因此PD雷达也
21舰船电子对抗 第33卷
具有很强的抗欺骗干扰能力。所以,在对PD雷达进行欺骗干扰时,必须在进行距离门拖引的同时进行速度门拖引,欺骗才能有效。
文献[5]对利用直接数字合成(DDS)技术实现对PD雷达的欺骗干扰进行了研究。利用现场可编程门阵列(FP GA)设计DDS电路,改变FP GA芯片所构成系统中的只读存储器(ROM)表数据,DDS 就可以输出任意波形。
该芯片还可以支持系统现场升级,虽然精度和速度略有不足,但基本满足绝大多数系统的使用要求。FP GA主要由接口模块、累加器模块、正弦ROM表模块以及分频控制模块组成。干扰机射频存储外部雷达信号,利用上述方法产生DDS信号作为多普勒频率加入射频储存装置中,对雷达实施速度欺骗干扰,使频谱具有多普勒特征,更逼真地模拟真实信号,实现了对PD雷达的干扰。
2.1.5 对毫米波雷达的干扰技术
由于毫米波雷达应用于防御系统跟踪雷达和导弹末制导跟踪雷达较多,从机理上看,跟踪雷达抗干扰能力较强,且因波束窄、大气衰减大,反侦察能力强,目前毫米波大功率微波器件缺乏,故毫米波有源干扰系统较少。
无源干扰方式是对付毫米波雷达的主要方式,如:毫米波箔条和箔片产生干扰回波以遮盖目标或破坏雷达对目标的跟踪,用毫米波角反射器形成强假目标回波,用毫米波等离子气悬体形成吸收电磁波的空域以掩护目标,用毫米波烟幕对电磁波的吸收或反射,阻碍毫米波雷达对目标的侦察、探测等。
文献[6]提出了一种采用窄带瞄准式遮盖性干扰对付毫米波雷达的有源干扰方法,使雷达接收机被噪声阻塞,使雷达完全丧失发现目标的能力,仿真证明了对毫米波雷达进行有源干扰的可行性。
2.1.6 对组网雷达的综合干扰技术
组网雷达是未来雷达应用的重要方向之一,组网雷达对我空军实施空间突防构成了巨大威胁。研究组网雷达工作体制、信号流程,对组网雷达的综合特征信号的侦察及对组网雷达的综合干扰方法很有必要。综合对抗即多种行动和措施的综合运用,例如压制干扰与欺骗干扰相结合,有源干扰与无源干扰相结合,集中式干扰与分布式干扰相结合,掩护干扰和自卫相结合,软杀伤与硬摧毁相结合以及雷达电子干扰与目标隐身技术相结合等等。
分布式干扰是将众多的体积小、质量轻、价格便宜的小型电子干扰机散布在接近被干扰雷达的空域和地域间形成干扰扇面,干扰信号极易进入雷达的主瓣,可在频率域、极化域和空间域上形成大区域的干扰。分布式干扰机可根据雷达网的分布情况,采用各种干扰方式,应用单个干扰机的能力采取多种布站方式,来达到对组网雷达干扰的目的。
采取具有航迹特征的雷达假目标产生技术,在多部雷达形成想定的空间相关航线的假目标干扰只要其特征与真目标相似,也可以达到干扰的目的。这种航迹欺骗的产生取决于雷达本身波束扫描特性和干扰机的位置,需要载机、被掩护的飞机和产生的假航迹之间的精确协同和配合。
组网干扰利用多个干扰设备构成干扰网对付雷达网,以网制网。干扰机组网可按照一定规则构成有形状和无形状的干扰网,可空地结合、多种干扰技术结合,形成对某一特定组网雷达最有效的干扰。
2.1.7 宽带数字阵列自适应干扰技术
随着数字技术的高速发展,数字系统代替模拟系统应用于电子工程的各个领域已经成为一种必然趋势。从提高截获概率上来说,采用宽带数字多波束形成接收技术,可以解决大空域覆盖范围和高灵敏度侦收的矛盾,不需要机械旋转,不需要复杂的多波束网络、没有能量的损失、方便进行通道校正,并且波束的形状和个数可以根据工作方式的不同而加以灵活变化,从而具备多信号处理能力,实现对多目标的连续侦察跟踪。
采用宽带数字阵列干扰技术可以大大提高现有雷达干扰技术。在采用相同发射机功率的情况下,宽带数字阵列干扰技术可以利用整个发射阵面的孔径增益,比部分孔径发射波束得到更高的干扰功率;由于采用数字射频存储器(DRFM)和直接数字合成(DDS)的方式来产生相参信号和噪声干扰信号,干扰信号质量更高;采用数字阵列的方式,可以灵活地在某些方向上产生抑制零深,从空域的角度改善了收发通道间的隔离度;由于每个干扰源都是根据侦收信号独立产生的,利用数字阵列的方式进行灵活组合和控制,因而具有多目标同时干扰能力。最为重要的是,采用宽带数字阵列干扰技术在发射阵列中辐射相参信号或不同频率的信号,通过改变电磁波传播波前来实现方位角度的自适应欺骗干扰,从而有效地破坏雷达角度跟踪系统。
2.1.8 对统计M IMO雷达的干扰
对MIMO雷达可采用分布式干扰、假目标欺骗
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第4期陈文奎等:新体制雷达及其对抗技术综述
干扰,也可采用通过分时干扰、逐个脉冲瞄准干扰和宽带阻塞干扰方式的多波束雷达干扰站。此外,网络雷达干扰站也不失为一种有效的方式。网络雷达干扰站是由多部干扰发射机、多部侦察接收机、网络中心站及网络设备组成的一种新型雷达干扰系统。其发射机和接收机异地部署,其工作方式和工作参数可预先编程或受控于网络中心站的控制指令,各宽带接收机侦察/探测由空中辐射源发射的雷达信号或空中目标反射的目标回波信号,并将侦察/探测数据传递给网络中心站。
网络中心站根据接收机侦察/探测信息,对目标进行识别、定位和跟踪与干扰。各干扰机根据网络中心站的指令设置干扰参数,选定干扰方式,对M I2 MO雷达实施干扰。网络雷达干扰融无源和有源一体、主动与被动一体、侦察与对抗一体、对抗与雷达一体。因此,网络雷达干扰大大增强了对雷达的对抗能力和探测性能。
2.2 新体制雷达对抗关键技术
面对随作战需求不断产生的新体制雷达,雷达对抗新技术也得到长足的发展。
DDS技术非常适用于产生脉压波形,可利用这一特点对脉冲压缩雷达进行干扰。
DRFM技术使电子战系统的功能、作用产生了一个飞跃,它不仅可用于距离门拖引,也可用于速度欺骗干扰,作为假目标产生器和瞄准式噪声干扰机的频率源,特别适用于对多普勒雷达的干扰,也广泛用于对各种新体制雷达的干扰。
灵巧噪声干扰既具有噪声干扰的特性又有欺骗干扰的特性,它比噪声干扰更好地利用了干扰能量,并且大大降低了雷达采用旁瓣匿影或旁瓣对消抗干扰技术的影响。
宽带数字T/R组件技术、超宽带干扰源技术、基于光纤技术的灵巧干扰技术、多目标干扰技术、组网干扰和分布式干扰技术等从干扰机器件技术、处理转发技术到以体系对抗为目的的干扰机分布和组网应用技术都是应对新体制雷达的关键。
电子计算机是新体制雷达的控制中枢,它可以根据变化多端的复杂环境实时地确定雷达的最佳工作方案,所以,对敌计算机进行病毒对抗以及采用高功率微波显然也是一种十分有效的手段。
3 结束语
雷达面临的威胁对雷达性能提出了更高的要求,科学技术的不断进步为雷达技术的发展创造了条件。
目前雷达正在向强抗干扰、高分辨率、多维实时处理等方面迅速发展,新体制雷达的出现为其提高自身生存能力并充分发挥作用创造了条件。
而同时,雷达对抗界也不断创新,积极应对,采用各种先进对抗技术和方法,在系统对系统、体系对体系的对抗中将发挥更引人注目的作用。
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41舰船电子对抗 第33卷
合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)
探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初。1904年，德国人Hülsmeyer首次将电磁波信号应用于地下金属体的探测。1910年，Leimback和L鰓y以专利形式提出将雷达原理用于探地，他们用埋设在一组钻孔中的偶极天线探测地下相对高导电性质的区域，正式提出了探地雷达的概念。1926年Hülsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，他指出介电常数不同的介质交界面会产生电磁波反射。由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，之后二三十年尽管在美国出现过一些相关的专利，这项技术很少被运用到其它领域,直到50年代后期，探地雷达技术才慢慢重新被人们所重视。探地雷达在矿井(1960,J.C.Cook)、冰层厚度(1963,S.Evans)、地下粘土属性(1965,Barringer)、地下水位(1966,Lundien)的探测方面得到了应用。1967年，一个与stern最初用于冰川探测的仪器类似的系统被设计研制出来，1972年Procello将其于探测月球表面结构。同样在1972年，Rex Morcy和Art Drake开创了GSSI(Geophysical Survey Systems Inc.)公司，主要从事商业探地雷达的销售。随着电子技术的发展，数字磁带记录问世，加之现代数据处理技术的应用，特别是拟反射地震处理的应用，探地雷达的实际应用范围在70年代以后迅速扩大，其中有：石灰岩地区采石场的探测(1971,Takazi;1973,kithara;)、淡水和沙漠地区的探测(1974,R.M.Morey;1976,P.K.Kadaba)、工程地质探测(1976,A.P.Annan 和J.L.Davis;1978,G.R.Olhoeft,L.T.Dolphin)、煤矿井探测(1975,J.C.Cook)、泥炭调查(1982,C.P.F.Ulriken)、放射性废弃物处理调查(1982,D.L.Wright;1985,O.Olsson)、以及地面和井中雷达用于地质构造填图(1997,M.Serzu )、水文地质调查(1996,A.Chanzy ;1997,Chieh-Hou Yang )、地基和道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测、水坝的缺陷检测、隧道及堤岸探测等。自70年代以来、许多商业化的通用数字探地雷达系统先后问世，其中有代表性的有：美国Geophysical Survey System Inc公司的SIR系统、Microwave Associates 的MK系列，加拿大Sensor & Software的Pulse Ekko系列，瑞典地质公司(SGAB)的RAMAC/GPR系列，日本应用地质株式会社OYO公司的GEORADAR系列及一些国内产品(电子工业部LTD系列，北京爱迪尔公司CR-20、CBS-900等)。这些雷达仪器的基本原理大同小异，主要功能有多通道采集、多维显示、实时处理、变频天线、多次叠加、多波形处理等，另外还有井中雷达系统，多态雷达系统，层析成像雷达系统等。 国内探地雷达的研究始于70年代初。当时，地矿部物探所、煤炭部煤科院，以及一些高校和其他研究部门均做过探地雷达设备研制和野外试验工作，但由于种种原因，这些研究未能正式用于实际。90年代以来，由于大量国外仪器的引进，探地雷达得到了广泛的应用与研究。1990-1993年，中国地质大学(武汉)在国家自然科学基金资助下，开展了大量的理论研究和工程实践，取得了不少成果。探地雷达主要应用领域有隧道(1998，隋景峰；2001，刘敦文等)、水利工程设施(1997，赵竹占等)、混凝土基桩(2000，李梁等)、煤矿(1998，刘传孝等)、公路(1996牛一雄等；1997，沈飚等)；岩溶(1994，王传雷，祁明松；1995，李玮，梁晓园)；工程地质(1994，胡晓光；1999，刘红军，贾永刚)；钻孔雷达(1999，宋雷，黄家会)等。
雷达的目标识别技术 摘要： 对雷达自动目标识别技术和雷达目标识别过程进行了简要回顾，研究了相控阵雷达系统中多目标跟踪识别的重复检测问题提出了角度相关区算法，分析了实现中的若干问题，通过在相控阵雷达地址系统中进行的地址实验和结果分析表明:采用角度相关区算法对重复检测的回波数据进行处理时将使识别的目标信息更精确从而能更早地形成稳定的航迹达到对目标的准确识别。 一．引言 随着科学技术的发展，雷达目标识别技术越来越引起人们的广泛关注，在国防及未来战争中扮演着重要角色。地面雷达目标识别技术目前主要有-Se方式，分别是一维距离成象技术、极化成象技术和目标振动声音频谱识别技术。 1．一维距离成象技术 一维距离成象技术是将合成孔径雷达中的距离成象技术应用于地面雷达。信号带宽与时间分辨率成反比。例如一尖脉冲信号经过一窄带滤波器后宽度变宽、时间模糊变大。其基本原理如图1所示。 2．极化成象技术 电磁波是由电场和磁场组成的。若电场方向是固定的，例如为水
平方向或垂直方向，则叫做线性极化电磁波。线性极化电磁波的反射与目标的形状密切相关。当目标长尺寸的方向与电场的方向一致时，反射系数增大，反之减小。根据这一特征，向目标发射不同极化方向的线性极化电磁波，分别接收它们反射(散射)的回波。通过计算目标散射矩阵便可以识别目标的形状。该方法对复杂形状的目标识别很困难。 3．目标振动声音频谱识别技术 根据多普勒原理，目标的振动、旋转翼旋转将引起发射电磁波的频率移动。通过解调反射电磁波的频率调制，复现目标振动频谱。根据目标振动频谱进行目标识别。 传统上我国地面雷达主要通过两个方面进行目标识别：回波宽度和波色图。点状目标的回波宽度等于入射波宽度。一定尺寸的目标将展宽回波宽度，其回波宽度变化量正比于目标尺寸。通过目标回波宽度的变化可估计目标的大小。目标往往有不同的强反射点，如飞机的机尾、机头、机翼以及机群内各飞机等，往往会在回波上形成不同形状的子峰，如图2所示。 这类波型图叫作波色图。根据波色图内子峰的形状，可获得一些目标信息。熟练的操作员根据回波宽度变化和波色图内子峰形状，进行目标识别。
雷达技术的发展历程及其在现代战争下的发展趋势研究 摘要：文章简要介绍了雷达系统和技术的发展历程，分析了雷达系统与技术发展的特点，提出了现代战争下雷达技术发展展望。 关键词：雷达技术相控阵合成孔径发展历程发展趋势 引言 自从雷达诞生至今，在70 多年的发展历程中，随着科技的不断发展、需求的不断变化，出现了多种体制的新功能雷达，雷达的技术性能、体积和重量、可靠性、维修性、抗恶劣环境的生存能力等也发生了天翻地覆的变化。特别是其在现代战争中的广泛应用，使得对雷达技术的研究具有了重要的意义。 一、雷达系统与技术的发展历程 1．20 世纪30 年代及以前 19 世纪后期，物理学家麦克斯韦、法拉第和安培等人，预言并用数学公式描述了移动电流产生的电磁波的存在情况。1935 年英国和美国科学家第一次研制出能够探测空中飞机的实用米波雷达，至此宣告了雷达的诞生。1936 年美国海军研究实验室研制了T / R （收发）开关，可使雷达系统的接收和发射分系统共用一副天线，大大简化了雷达系统结构。1939 年英国科学家发明了大功率磁控管，克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点，使实用雷达步入了微波频段。 2．20 世纪40 年代 20 世纪40 年代美国辐射研究室把微波新技术应用于军用机载、陆基和舰载雷达取得成功，其代表产品是SCR -270 机载雷达、SCR -584 炮瞄雷达和AN / APQ-机载轰炸瞄准相控阵雷达。20 世纪40 年代主要的雷达技术有动目标显示技术、中继技术以及单脉冲跟踪技术理论的提出。动目标显示技术应用于各型对空警戒雷达，后来应用于着陆引导、岸防等型雷达，其优势是能有效抑制地海杂波，抑制大山、建筑物、风雨雪等静止和慢动目标的干扰能将机载情报传送到地面观测站，能有效加强地空之间的信息联系。 3.20 世纪50 年代 20 世纪50 年代是雷达理论发展的鼎盛时期，雷达设计从基于工程经验阶段，进人了以理论为基础，结合实践经验的高级阶段。50 年代产生的主要理论有匹配滤波器概念、统计检测理论、模糊图理论和动目标显示理论等。各种新技术的应用，出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等新休制雷达。 4.20世纪60年代 20 世纪60 年代雷达系统发展的主要标志是数字处理技术革命和相控阵雷达的应运而生。为了探测洲际弹道导弹，为防空系统提供预测情报，产生了相控阵雷达体制。新一代雷达发展方向是全固态电扫相控阵多功能雷达。雷达信号和数据处理的数字化革命、半导体元件、大规模和超大规模集成电路的应用，使雷达技术的发展日臻完善并达到比较高的水平。
国外卫星导航应用标准综述 一、引言 全球卫星导航系统已深入到各国安全、经济领域的方方面面，已成为现代高新技术民用的成功典范。以产业化程度最高的GPS为例，已逐步演变为一种世界性的高新技术产业，它使航空、航海、测绘、时间及机械控制等传统产业的工作方式发生了根本的转变，它开拓了个人移动位置服务等全新的信息服务领域。随着卫星导航应用的逐步深入及应用领域的逐渐拓展，国外发布了大量卫星导航应用标准，本文将主要针对目前检索到的国外卫星导航应用标准进行梳理和分析。 二、国际及国外卫星导航相关标准化组织 卫星导航应用范围非常广，涉及卫星导航相关的国际和国外标准化组织也非常多，它们共同研究制定各国在航空、航海等领域赖以遵循、统一通用的导航条约法规、规范等标准。与卫星导航相关的国际级标准化组织主要有国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）。此外，还有其他比较权威的区域标准化组织和国际组织也参与制定和发布卫星导航技术标准。经过调研与分析，共整理出了24个与卫星导航相关的标准化组织，这些标准化组织并不能涵盖卫星导航应用的所有领域，但已反映了卫星导航应用主流领域的标准化组织情况，如表1所示。其中美国的标准化组织有8个，欧洲的标准化组织有4个，核心的标准化组织除ISO、IEC和ITU外，还有ARINC、ETSI、FAA、NMEA、RTCM 和RTCA。
三、国外卫星导航应用标准分析 通过对表1中24个组织和机构的调研，共检索到卫星导航应用相关标准191项。经过整理和分析， 表1 与卫星导航相关的国际、国外标准化组织和国际组织（双线分割）
可将其归纳为卫星导航系统标准、卫星导航应用基础标准、电子地图标准、接收设备数据格式标准、差分技术标准、接收设备性能要求与检测方法六类。其中，卫星导航系统标准主要是各卫星导航系统的接口标准、系统性能标准；卫星导航应用基础标准主要为术语类和时空系统类标准；接收设备数据格式主要为应用领域的接收设备通用数据格式要求标准，差分技术标准为增强导航定位精度采用的差分技术和格式标准；接收设备性能要求与检测方法主要是各类接收机的标准。 1.卫星导航系统标准 1.1系统接口标准 系统接口标准主要是各卫星导航系统研制国公布的接口控制文件。目前GPS系统、GLONASS系统和Galileo系统都已经公布了各自的接口控制文件。 以GPS系统为例，自20世纪90年代末美国政府提出GPS现代化计划以来，美国军方先后发布了IS-GPS-200、IS-GPS-705、IS-GPS-800和IS-GPS-870四类接口性能规范：IS-GPS-200对GPS空间段与GPS无线电频率链路1（L1）和2（L2）的用户接收机之间的接口要求进行了定义，最新版本为IS-GPS-200G； IS-GPS-705规定了GPS无线电频率链路5（L5）上全球定位系统空间段和导航用户段之间的接口要求，其最新版本为IS-GPS-705C； IS-GPS-800定义了无线电频率链路1（L1）上GPS卫星与导航接收机之间的信号传输特征。虽然广播频段L1内有多个信号，这个接口规范只定义了L1内的民用信号（L1C），其最新版本为IS-GPS-800C；
雷达技术综述 Overview of Radar Technology 摘要： 雷达被广泛用于军事预警、导弹制导、民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。本文首先概述了雷达发展历程并总结了雷达技术发展的成因，然后对雷达的基本工作原理和基本雷达方程作了简要的介绍。最后介绍了几种实际雷达并指出了雷达的未来发展方向。 关键词： 雷达技术；工作原理；雷达应用；发展趋势 Abstract: Radar is widely used in many fields of military early warning, missile guidance, aviation control, topographic surveying, meteorology, navigation and so on.This paper outlines the development process of radar and summarizes the causes of the development of radar technology,then briefly introduces the basic principle of radar and basic radar equation.Finally, introduces several kinds of practical radar and points out the future development direction of radar. Key words: radar technology; working principles; radar applications; trend in development 引言 雷达是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达最先是作为一种军事装备服务于人类，主要用来实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器。随着雷达技术的不断改进，如今雷达被广泛用于民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。随着高科技的不断发展，雷达技术将在21世纪得到更广泛的应用。 1 雷达的发展历程 雷达诞生于20世纪30年代，从美、欧等发达国家的雷达装备技术发展来看，雷达的发展历程大致经历了4个阶段：第1个阶段是从20世纪30年代到50年代，为实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器(高炮、高射机枪、探照灯等)，西方大量研制部署米波段雷达和以磁控管为发射机的微波雷达。当时雷达探测目标的种类简单，主要是飞机，此外还有少量的飞艇和气球，雷达的典型技术特征是电子管、非相参，这种雷达被称为第1代。 第2个阶段是从20世纪50年代到80年代，防空作战对雷达提出了由粗略
利用电磁波探测目标的电子设备。它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至雷达的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达是英文RADAR(Radio Detection And Ranging)的译音，意为“无线电检测和测距”。雷达的优点是白天黑夜均能检测到远距离的较小目标，不为雾、云和雨所阻挡。雷达是现代战争必不可少的电子装备。它不仅应用于军事，而且也应用于国民经济（如交通运输、气象预报和资源探测等）和科学研究（如航天、大气物理、电离层结构和天体研究等）以及其他一些领域。 发展简史雷达的基本概念形成于20世纪初。但是直到第二次世界大战前后，雷达才得到迅速发展。早在20世纪初，欧洲和美国的一些科学家已知道电磁波被物体反射的现象。1922年，意大利G.马可尼发表了无线电波可能检测物体的论文。美国海军实验室发现用双基地连续波雷达能发觉在其间通过的船只。1925年，美国开始研制能测距的脉冲调制雷达，并首先用它来测量电离层的高度。30年代初，欧美一些国家开始研制探测飞机的脉冲调制雷达。1936年，美国研制出作用距离达40公里、分辨力为457米的探测飞机的脉冲雷达。1938年,英国已在邻近法国的本土海岸线上布设了一条观测敌方飞机的早期报警雷达链。 第二次世界大战期间，由于作战需要，雷达技术发展极为迅速。就使用的频段而言，战前的器件和技术只能达到几十兆赫。大战初期，德国首先研制成大功率三、四极电子管,把频率提高到500兆赫以上。这不仅提高了雷达搜索和引导飞机的精度，而且也提高了高射炮控制雷达的性能，使高炮有更高的命中率。1939年，英国发明工作在3000兆赫的功率磁控管，地面和飞机上装备了采用这种磁控管的微波雷达,使盟军在空中作战和空-海作战方面获得优势。大战后期，美国进一步把磁控管的频率提高到10吉赫，实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。在高炮火控方面，美国研制的精密自动跟踪雷达SCR-584,使高炮命中率从战争初期的数千发炮弹击落一架飞机，提高到数十发击中一架飞机。
中国雷达现状与未来〖特别报道〗 作者航空报国追求第一 ２００６新年倾情奉献 【本人郑重申明】雷达技术和装备是国防建设的关键环节；本文有关中国雷达的图片和数据都是官方网站和专业期刊中已公开解密的资料。 ◇引子 几天前，我写了篇关于我国航空机载雷达的文章，发表后被空军版竹置顶。我感觉因为时间仓促写的不好，雷达型号不全；太多的专业性数据，铁血里面专业雷达工作者毕竟不多。这样的文章也置顶我感觉有些糊弄观众。所以本人在这篇文章中尽量减少繁琐的理论数据，让广大军迷通过本文对我国雷达技术和装备有一个“感性”上的认识，增加民族自信心和自豪感。如果军迷朋友有疑问和兴趣，欢迎大家与我联系，我将热忱的尽我所能为大家答疑。 ◇雷达起源 雷达这个名称是“无线电探测和测距”(Radio Detection and Ranging)英文的缩写。而雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相控阵、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。目前，雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了雷达、红外、紫外、激光以及其他光学探测手段融合协作。当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描，并对干扰误差进行自动修正，而且大多数的控制功能是在系统内部完成的。自动目标识别则可使武器系统最
船用导航产品技术发展趋势 1概述 船用导航技术很多，主要由磁导航、卫星导航、无线电导航、雷达导航、惯性导航和天体导航。我公司主要涉及磁导航和惯性导航，磁导航发展较早，主要产品为磁罗经，惯性导航产品同样有着辉煌的历史，是国内最早一批开始惯性导航产品的企业。 磁罗经因其连续工作时间长、自主性强、可靠性强和经济性好等显著地优点，始终是为各类舰艇与传播提供航向和观测物标方位等数据所必备的导航仪器。尽管近年来陀螺罗经、GPS定位设备、船用雷达的技术与精度有了飞跃式发展，但依然不可以取代磁罗经在舰艇上的使用地位。惯性导航设备可以为载体提供航向、位置、姿态、速度等基本物理信息，是信息化装备中最核心的传感设备之一。惯性导航设备仅需要敏感地球自转而不需要借助外界任何的光、电、磁信息的机理决定了它的完全自主的特点，是复杂战场环境中保底的导航手段。惯性导航技术是最重要的军用技术之一，可以毫不夸张的说，惯性导航的发展水平直接影响了一个国家的武器装备的先进性。惯性导航产业起步于军用，目前仍主要应用于军用领域。不过随着随着成本的降低和需求的增长，其范围已由原来的舰艇、飞机、航天宇航、制导武器、战车等军用或军民两用领域，扩展到大地测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等民用领域，甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被广泛应用。 2国外发展现状 2.1磁罗经 磁罗经是利用地磁场对磁针具有吸引力的现象而制成的一种航海指向仪器，地磁场是一种天然的矢量场，由地球自身的物理特性所产生，其方向和强度几乎不随时间、天气等的影响。因此，与其它导航方式相比，地磁导航是一种极为稳定，误差不累加（陀螺），不依赖于外界数据交互（GPS）的自主导航方式。虽然历史悠久，直到今日仍然被广泛的用于各类导航领域。并且是IMO（国际海事组织）强制装船的设备。过去，由于弱磁测量技术的限制，一直采用机械式磁罗经，与其他导航技术相比，地磁导航技术并未有真正的突破和发展。Sperry Marine 作为国外老牌导航产品厂商，生产的磁罗经目前依然在销售，其航向精度标称值优于0.5°。
国外雷达技术新进展概述 朱峥嵘 (南京电子技术研究所,江苏省南京市210039) 摘 要:雷达技术的研发与应用重点仍然集中在有源相控阵雷达、合成孔径雷达方面。有源相控阵雷达技术在机载雷达系统、舰载雷达系统及陆基雷达系统中获得到了广泛的应用。文中指出Ga N (氮化镓)单片微波集成电路功率放大器的可靠性有所提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件,并使有源相控阵雷达的探测距离进一步增加。为满足在无人机上的应用要求,合成孔径雷达的小型化在2009年取得了新的进展。 关键词:有源相控阵雷达;合成孔径雷达;单片微波集成电路中图分类号:T N958 收稿日期:2010205221。 0 引 言 有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技 术,它将成为提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。有源相控阵雷达是集现代相控阵理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电子技术为一体的高新技术产物[122] 。合成孔径雷达是一种高分辨率的二维成像雷达,由于其具有全天候、全天时的优点,特别适于大面积的地表 成像[324] 。 2009年,国外有源相控阵雷达技术与合成孔径雷达技术取得了新进展。 1 有源相控阵雷达技术 有源相控阵雷达具有机械扫描雷达不可比拟的优越性,是雷达技术的主要发展方向。2009年,欧美各国竞相发展和装备有源相控阵雷达。陆基、舰载、机载有源相控阵雷达的研制取得了重大进展,欧洲雷达集团公司研制出可旋转的有源相控阵雷达天线,使该雷达具备了对飞机身后区域的探测能力。美国诺斯罗普?格鲁曼公司开发出敏捷波束机载有源相控阵雷达,不仅能对多个空中目标进行探测,还能进行地面动目标探测,使作战飞机能完成多种作战任务。随着技术的进步,尤其是Ga N (氮化镓)单片微波集成电路在T/R 组件中的应用,有源相控阵雷达的性能将进一步提高。1.1 GaN 单片微波集成电路可靠性提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件 与Ga A s (砷化镓)器件相比,Ga N 器件的功率密度更高(可达40W /mm ),并具有更高的耐高温特性 (工作温度可达600℃以上)。Ga N 高电子迁移率晶 体管可以提供较好的线性功率和效率以及较高的带宽 (高频参数达230GHz )。 美国雷声公司Ga N 芯片进行了长达1000h 的可靠性测试。在长达1000h 的Ga N 单片微波集成电路功率放大器可靠性测试中,器件性能没有降低,这表明此器件向实用化方向迈出了重要的一步。该公司称此Ga N 芯片将广泛用于防空/反导系统的雷达中,它将使有源相控阵雷达的探测距离大大增加,并将使其具有更强的电子攻击能力。1.2 有源相控阵雷达技术首次应用于防空系统的火控雷达 欧洲航空防务航天公司为美、意、德联合开发的ME ADS (中程扩展防空系统)的X 波段MFCR (多功能火控雷达)提供了第一批次5000个T/R 组件及其相关电子设备。这些组件是有源相控阵雷达的关键部件,它揭开了有源相控阵雷达技术应用于防空系统火控雷达的序幕。 X 波段多功能火控雷达是一种固态有源相控阵雷达,在它的主雷达天线上集成了一个敌我识别天线,并可选择性地集成电子支援分系统、GPS 天线和数字处理器。该雷达的天线安装在一台5t 的卡车上,用液体进行冷却,冷却剂从热交换器流向T/R 组件,然后回流至热交换器。该雷达能以“点对点模式”来监视有限方位角范围,也能以“选择模式”进行360°全向扫描。它的最远探测距离达400k m ,具有引导中远程精确制导武器拦截目标的能力,能同时捕捉多个低雷达截面积目标。该雷达的运用将为导弹防御系统提供一种功能更强的火控雷达。 ? 8?第36卷第6期2010年6月 信息化研究 I nf or matizati on Research Vol .36No .6Jun .2010
船用雷达的发展历史、现状及未来展望
船用雷达的发展历史、现状及未来展望 摘要：船用雷达用于测定船位、引航和避让，是船长的眼睛。船用雷达的出现是航海技术发展的重大里程碑。本文主要介绍船用雷达的发展历史、现状以及未来发展趋势。 关键词：船用雷达、发展历史、现状、趋势 The devel opment of marine radar, history, current status and future trends Abstract: Marine radar is used to determine the ship's position, the pilot and avoidance, it is the captain's eyes. The emergence of marine radar is a major milestone in the development of maritime technology. This paper describes the development of marine radar, history, current status and future trends. Key Word: marine radar, history, current status, future trends 船用雷达又称航海雷达，是装于船上用于航海活动，进行航行避让、船舶定位、狭水道引航。 船用雷达由天线、发射机、接收机、显示器和电源5部分组成。天线是用来发射、接收电磁波，现代雷达发射和接收一般合用一个天线，由收发开关转换。天线由马达驱动,作360°连续环扫。发射机，采用脉冲体制。近距离档用较短脉冲，以提高距离分辨力；远距离档用较长脉冲，以增大作用距离。工作波段以X波段和S波段为主，前者有较高的方位分辨力，有利于近距离探测；后者受雨雪杂波和海浪杂波的干扰较小，电磁波经过
新体制雷达及其对抗技术综述 陈文奎,陶建义 (中国电子科技集团公司第51研究所,上海201802) 摘要:随着新技术的不断应用,研发出了多种先进的雷达系统:有源固态相控阵雷达,低截获概率雷达,……。介绍 了近年来产生的新体制雷达及其关键技术,并对各种新体制雷达对抗方法及对抗关键技术进行了概述。 关键词:新体制雷达;雷达对抗;关键技术中图分类号:TN97;TN958 文献标识码:A 文章编号:CN3221413(2010)0420009206 Summary of N e w System R adar and Their Countermeasure T echniques CH EN Wen 2kui ,TAO Jian 2yi (51st Research Institute of CETC ,Shanghai 201802,China ) Abstract :Wit h t he uninterrupted application of new techniques ,various advanced radar systems have been developed :active solid p hased 2array radar ,low interception p robability radar ,…….This paper int roduces t he new system radars and t heir key techniques in recent years ,and summarizes various countermeasure met hods and key techniques of new system radar.K ey w ords :new system radar ;radar co untermeasure ;key technique 0 引 言 近年来,雷达界不断应用新技术,如频率、波束、波形、功率、重复频率等雷达基本参数的捷变或自适应捷变技术,功率合成、匹配滤波、相参积累、恒虚警处理、大动态线性检测技术、多普勒滤波技术,低截获概率技术,极化信息处理技术,扩谱技术,超低旁瓣天线技术,多种发射波形设计技术,数字波束形成技术等;并在采用新技术的基础上,开发研究出了多种先进的雷达系统,如有源固态相控阵雷达、超宽带合成孔径及逆合成孔径雷达、低截获概率雷达、新型脉冲多普勒雷达、稀布阵综合孔径(米波)雷达、毫米波雷达、双/多基地雷达、组网雷达、数字阵列雷达、统计多输入多输出(MIMO )雷达等。 这些新体制雷达拓展了雷达应用领域。研究这些新体制雷达对于弄清其工作原理、找到其薄弱环节、采用有针对性的雷达对抗技术和方法尤为必要。本文将对这些雷达及其关键技术作简要介绍,并对雷达对抗界应对这些雷达的方法及关键技术作一概述。 1 新体制雷达及其关键技术 1.1 新体制雷达 1.1.1 有源固态相控阵雷达 有源固态相控阵雷达可以通过计算机控制数控移相器来实现波束扫描控制。目前,这种雷达在美军已获得了广泛应用,如“爱国者”导弹系统应用多功能相控阵雷达后,具有了高低空监视、敌我识别等功能,既可引导攻击敌机又可引导截击来袭导弹,且能同时跟踪和打击多个目标。 机载有源固态相控阵雷达的发展不仅装备了新一代战斗机,而且还用于改进提高已有战斗机,如美国F 222的AN/A P G 277、F 235的AN/A P G 281、F/A 218的AN/A P G 279、F 216E/F 的AN/A P G 280和E 22D 的AN/A P Y 29。其中,F 222的A P G77不仅具 备雷达的功能,其相控阵天线还可以用于通信和发射干扰信号。“阵风”、“鹰狮”均将应用有源固态相控阵雷达。 有源相控阵技术与数字处理技术、计算机控制 收稿日期:20080811 2010年8月舰船电子对抗 Aug.2010 第33卷第4期 SHIPBOARD EL ECTRONIC COUN TERM EASU RE Vol.33No.4
惯性导航系统发展综述报告 学号：姓名： 摘要：本文介绍了惯性导航系统的主要组成、基本原理、分类以及优缺点。列举了惯性导航系统在当前的主要应用领域及发展趋势。 关键词：惯性导航系统、陀螺仪、加速度计、GPS、组合导航 一.引言 美国《防务新闻》网站报道称，美军正在研制新型导航定位设备，以替代现在广泛使用的GPS卫星定位导航系统。GPS之所以被美军诟病，主要是由于该系统过于依赖脆弱的天基卫星系统。卫星在战时极易被干扰、破坏，或受到网络攻击，自身安全性难以得到有效保证。为有效解决GPS安全性问题和美军对精确定位、导航、授时服务的需求之间难以调和的矛盾，美军开始积极寻求GPS 的替代品。据称，基于现代原子物理学最新成就的微型惯性导航技术是未来代替GPS的一个重要的技术解决方案。 惯性导航系统是人类最早研发明的导航系统之一。早在1942年德国在V-2火箭上就率先应用了惯性导航技术。从2009年，美国国防部先进研究项目局就深入进行新一代微型惯性导航技术的研发与测试工作。据悉，这种新一代导航系统主要通过集成在微型芯片上的三个原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动计算出载体平台的瞬时速度、位置信息并为载体提供精确的授时服务。 美军也对该系统的未来发展充满信心。安德瑞·席克尔认为，就像30年前人们没有预想到GPS会发展到目前如此程度一样，在未来20年新一代微型惯性导航系统的发展程度也是无可限量的。 从此报道中可以看出研究惯性导航技术的重要作用。 二．惯性导航系统的概念 惯性导航（inertial navigation）是依据牛顿惯性原理，利用惯性元件（加速度计）来测量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度和位置，从而达到
2006年10月第34卷 第5期 现代防御技术 MODERN DEFENCE TECHNOLOGY O ct.2006 V o.l34 N o.5雷达空间目标识别技术综述* 马君国,付 强,肖怀铁,朱 江 (国防科技大学ATR实验室,湖南 长沙 410073) 摘 要:随着人类航天活动的增加,对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。为了实现空间监视任务,对空间目标进行识别是非常必要的。对空间目标的轨道特性与动力学特性进行了介绍,对雷达空间目标识别技术的研究现状和发展趋势进行了详细的综述。 关键词:空间目标识别;低分辨雷达;高分辨雷达成像 中图分类号:TN957 52 文献标识码:A 文章编号:1009 086X(2006) 05 0090 05 Survey of radar space target recognition technology MA Jun guo,F U Q iang,X I AO Huai tie,Z HU Jiang (ATR L ab.,N ationa lU n i versity o f De fense T echno l ogy,Hunan Changsha410073,Ch i na) Abst ract:W ith t h e deve l o pm ent of spacefli g ht acti v ity of hum an,surveillance of space tar get such as sate llite and debris beco m es very i m portan.t In or der to i m p le m ent surveillance task,space target recogni ti o n is ver y necessary.Orb it property and dyna m ics property of space targe t are i n troduced,a deta iled sur vey is set forth about current research state and developi n g trend of radar space target recogn iti o n techno l ogy. K ey w ords:space tar get recogniti o n;lo w reso lution radar;h i g h reso lution radar i m aging 1 引 言 自从前苏联发射了第1颗人造地球卫星以来,卫星在预警、通信、侦察、导航定位、监视和气象等方面具有不可替代的优势。随着人类航天活动的增加,空间碎片日益增多,对于卫星等航天器的安全造成极大的威胁,因此对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。其中空间目标识别是空间监视任务中不可或缺的基本条件,空间目标识别主要是利用雷达等传感器获取空间目标的回波信号,从中提取目标的位置、速度、结构等特征信息,进而实现对空间目标的类型或属性进行识别。 2 空间目标的轨道特性与动力学特性 (1)轨道特性[1,2] 空间目标在轨道上的运动是无动力惯性飞行,本质上空间目标与自然天体的运动是一致的,故研究空间目标的运动可以用天体力学的方法。空间目标在运动时受到地球引力、月球引力、太阳及其他星体引力、大气阻力和太阳光辐射压力等的作用,轨道存在摄动。但是对轨道的实际分析表明,空间目标受到的主要力是地球引力。假设空间目标只是受到地球引力的作用,同时假设地球是一个质量均匀分布的球体,则空间目标与地球构成二体运动系统,开 *收稿日期:2005-12-15;修回日期:2006-01-23 作者简介:马君国(1970-),男,吉林长春人,博士生,主要从事目标识别与信号处理研究。 通信地址:410073 湖南长沙国防科技大学ATR实验室 电话:(0731)4576401
1、MTI：动目标显示 z基本原理： 动目标显示雷达是在普通脉冲雷达基础上发展起来的。这种体制的雷达能在杂波或噪声干扰背景中抑制固定干扰、探测运动目标信息。其基本原理在于利用运动目标回波多普勒频移效应，借助固定目标回波同动目标回波经相检波输出的视频脉冲串在幅度上的差异，通过延迟对消实现动目标检测。 z功能：可在空对地、空对海、地对地场合发挥空中预警、目标指示或武器控制的功能。 z MIT信号的主要特征： （1）低重频，一般低于4KHZ（可保证无测距模糊）； （2）采用参差重频、脉组间变重频及重频分集技术（获得目标速度信息，克服盲速）； （3）载频主要分布于L、S波段； （4）有较高的雷达工作频率稳定度（为了提取动目标频移信息）； （5）脉冲重频稳定度高（为实现延迟对消）； 2、PD雷达：脉冲多普勒雷达 z基本原理：PD雷达是在MTI雷达的基础上建立起来的，比MTI有更强的杂波抑制能力，改善因子高达50-60dB，且具有普通脉冲雷达的距离分辨力及连续波雷达的速度分辨力。PD雷达的PRF可分为高，中，低三种，其特点及用途也是根据PRF划分的。一般而言，低重频PD雷达也就是MTI 雷达，所谓PD雷达主要指高，中重频的情形。 z功能： 表 PD雷达的分类与功能 分类 PRF范围 特点 功能 高PRF 几十KHZ—几 百KHZ 不存在速度模糊，但有距 离模糊 机载预警（高空） 中PRF 10KHZ-20KHZ 存在速度模糊、距离模糊目标跟踪（近程低空） 低PRF 不超过几KHZ 存在速度模糊，但没有距 离模糊 MTI z信号特征： (1) 信号为一组相干脉冲串,有高度的短期稳定性,无论工作频率,脉宽,脉位,脉幅要求苛刻. (2)PRI一般较高,大于5KHZ. (3)重频调变是其最大特点:重频参差、分段调频 脉冲多普勒雷达在机载火控、机载预警、空中交通管制、导航、气象探测等 领域都己得到了广泛的应用，下面一一介绍其作为不同用途的信号特征差别: 1）机载火控 目前世界上先进的战斗机火力控制雷达几乎毫无例外的都采用了PD体制。PD 体制在战斗机火力控制雷达领域得到了最充分、最有效的运用。 机 载 火 控雷达的主要参数特点: (1) 工作频率一般在X波段，多存在脉组频率捷变。 (2) 重复频率多以高、中重频为主。 (3) 脉冲宽度多在0.5- 0 .8微秒范围内。 2）机载预警
综合文献调研及综述 课题：基于单片机的超声波倒车雷达综述 学院 专业 年级班别 学号 学生姓名 指导教师 2015年1 月13日
一、文献调研部分 1. 中文切题期刊论文8篇 [1]刘海峰.汽车倒车雷达系统全接触[J].汽车电器,2007,12:5-8. 摘要：简要介绍倒车雷达的组成和工作原理,回顾倒车雷达的发展历程,就时下主流新车的倒车雷达安装状况以及非原车倒车雷达的性能检测结果进行报道,对倒车雷达的选购安装和使用过程中的注意事项进行总结,最后展望倒车雷达系统的未来发展。 [2]陈烁华,冯桑.倒车辅助系统的技术发展[J].城市车辆,2009,10:36-38. 摘要：倒车辅助系统,又称泊车辅助系统或可视倒车雷达,能够给驾驶员倒车、泊车操作带来极大的方便,现已越来越多配置于汽车当中。本文详细地介绍倒车辅助系统的产生背景、发展历程以及现有主流产品的种种特点;并对其缺陷做出了初步探讨,提出了新的解决思路。 [3]段现星.超声波传感器在倒车雷达上的发展[J].家电检修技术,2009,12:1. 摘要：<正>倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,能以声音或者更为直观的视频显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。 [4]刘鑫,朱靖玉.基于单片机的倒车雷达的设计[J].电子设计工程,2012,01:94-97. 摘要：为降低汽车倒车时的碰撞事故,提出了一种基于单片机的超声波测距倒车雷达的设计方案。该设计根据超声波测距原理,采用AT89S52单片机为控制核心,设计了超声波测距倒车雷达,并对测量距离误差进行了分析。测量距离为0.1～5.0 m,其精度经过校正后可达1 cm。该设计结构简单、工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。 [5]吴琼,封维忠,马文杰.汽车倒车雷达系统的设计与实现[J].现代电子技术,2009,09:191-194. 摘要：为避免汽车倒车过程中发生碰撞,设计一种基于单片机AT89C51的倒车雷达系统,介绍了超声波测距的基本原理,阐述了倒车雷达系统的结构组成、硬件电路设计以及软件设计,并在数据处理部分采用温度补偿消除温度对声速的影响,提高了测距精度。倒车距离采用LCD进行实时显示,并通过语音报警电路对不同距离段做出不同的语音提示。实验表明该倒车雷达系统在30~500 cm范围内可实现准确测距,具有可靠性较高、外围电路简单、实用性强等优点。 [6]高旭,朱军.基于AT89S52单片机的超声波倒车雷达系统的设计[J].电子技术,2010,01:60-61+56. 摘要：利用超声波测距原理,出于低成本、高精度的目的,提出了一种基于AT89S52的超声波倒车雷达系统的设计方案。硬件部分采用AT89S52单片机作为控制器,主要有超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、LCD显示电路和报警电路。本文在分析超声波测距原理的基础上,给出了实现超声波倒车雷达系统的软件设计流程图和硬件设计电路图。该系统测量精度为1cm,完全能够满足汽车倒车系统的设计要求。 [7]林勇.汽车倒车防撞雷达系统原理及优化的探讨[J].电脑知识与技术,2008,33:1498-1499. 摘要：文章概述了利用单片机控制的超声波测距应用于汽车倒车防撞雷达系统的基本原理,例如当汽车倒车时,启动单片机及外部传感器实现距离测量,单片机对超声波的发射与接收通过计时进行控制,当所测得的距离小于预设的安全距离时,启动声光报警,有效避开可能对倒车造成危害的障碍物和行人。同时文章对该系统存在的弊端及其优化思路进行详细阐述。