机载雷达技术的发展现状及趋势
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机载雷达技术的发展现状及趋势
发布时间:2022-08-26T07:13:18.133Z 来源:《工程管理前沿》2022年第8卷第8期 作者: 蒋志强,户祥峰,胡建裕
[导读] 雷达作为探测系统,其本身也要具有隐蔽性能,必须在侦测敌方目标时保证自己的“安全”。
蒋志强,户祥峰,胡建裕
中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230031
摘要:雷达作为探测系统,其本身也要具有隐蔽性能,必须在侦测敌方目标时保证自己的“安全”。针对雷达系统的隐身雷达体制设想,探索将通信概念应用于雷达系统,以期实现其超宽谱、高时频特性的综合隐身性能,为形成新的具有隐身性能的武器装备提供参考。
关键词:机载雷达技术;发展现状;趋势
1机载预警雷达技术发展现状及趋势
1.1发展现状
预警机是空基预警探测体系的信息枢纽和指挥中心,它集预警探测、情报融合、情报分发和指挥控制等多种功能于一体,负责对空中、海上及地面目标进行大范围搜索、跟踪与识别,并指挥和引导己方飞机、舰船以及岸基火控系统进行作战。机载预警雷达因架设在高
空飞行的飞机上而克服地球曲率对观测视距的限制,扩大低空和超低空探测距离,发现更远的敌机和导弹,为防空系统提供更多的预警时
间。机载预警雷达在空中目标探测与跟踪、海面目标探测与识别、战场侦察与监视、武器精确制导与控制等方面正发挥着不可替代的作
用。机载预警机面临的挑战有:隐身目标已成现实威胁;电磁干扰环境日益严峻;复杂地形适应性;目标识别需求愈发迫切。针对现代战
争日益呈现立体化、一体化、网络化的特点,预警机需要将广泛分布于立体空间内的各种作战力量、各作战单元、各类作战要素联结成一
个有机整体,实现侦察情报、指挥控制、火力打击、信息对抗和综合保障协调一致。另一方面,隐身飞机已成现实威胁、电磁对抗环境愈
益复杂、巡航导弹的广泛使用,预警机雷达正面临着前所未有的挑战,必须不断扩展预警雷达的功能,大幅提升其反隐身、反干扰、反杂
波、和目标识别能力,提升预警机与体系协同作战的能力。
1.2发展趋势
(1)多源化、网络化、体系化。多基联合预警,提高体系对抗能力。受平台资源和雷达体制制约,在与强敌对抗时仅靠单架预警机很难完全担负起反隐身和反干扰作战任务,空中多平台协同作战是提升综合作战能力的有效手段。通过单平台多传感器信息融合、多平台多传
感器信息融合、多平台有源/无源探测相结合等手段扩展探测空域与探测对象,提高体系反隐身能力、抗干扰能力和战场生存能力,并最
终实现平台中心战向网络中心战转变,提升体系、对抗能力;(2)宽带化、综合化、一体化。高低频段优势互补,探测识别综合化、对空对
地一体化,提高全息感知能力。未来预警机除了必须具备较强的隐身目标探测能力外,还应具有较强的空海目标识别能力、地面运动目标
检测能力(GMTI)和侦查成像能力(SAR),以适应发现、定位、打击以及打击效果评估这一完整的打击链,真正做到“一机多能”。高分辨目标
识别和成像要求雷达瞬时带宽宽,因此,频段还要往高端扩展。另外,宽带的有源相控阵技术也为综合电子战、高数据率数据通信等功能
提供了硬件基础;(3)小型化、共形化、无人化。近年来,随着雷达轻型化、小型化和共形化技术的发展,对平台的要求也得以降低,以
Saab340B、EMB一145、湾流G550、运八为代表的中型平台也有了用武之地,先后研制出满足不同用户、不同任务使命的预警机。在现代战争中,无人机以其独有的快速、灵活和持久性渗透到各种作战任务中,在获取信息的优越性、高作战效费比等方面,愈加展现出不可或
缺性。可以预测,无人机必将成为未来预警、监视、侦察、通信的最佳平台,在未来的信息化战争中发挥重要作用。无人机作为预警探测
系统平台的优势有综合成本低、升限高、续航时间长、易舰载、战损不含人员伤亡等,加上采用与机身共形的大口径雷达天线,同样可获
得较远的探测距离。(4)相控阵、软件化、智能化。有源相控阵与先进信号处理结合,提高反杂波和干扰能力,提高环境适应性。相控阵体
制与数字化技术相结合将提供更多的系统自由度,为采用更先进、更复杂的算法提供了可能,软件化技术可以提高信号处理的灵活性和精
细化程度,智能化处理技术则将进一步增强雷达在强杂波和电磁干扰环境下的探测性能。虽然STAP相对于PD有了很大进步,但其处理仍然
是基于理想杂波模型的最佳滤波,发射波形、处理方法和处理方式基本固定不变,而雷达实际的工作环境是时变、非平稳和非均匀的,比
如地形起伏和陆海交界产生的非均匀杂波,密集地面车辆形成的移动“杂波”,铁塔、大型建筑物、山峰等离散目标,杂波谱随距离非平稳
变化等均影响STAP理想性能的发挥。未来预警雷达应在STAP基础上采用认知雷达理论和智能化处理与控制技术,增强环境自感知能力、智
能化处理能力和发射自适应能力。
2机载SAR发展现状及趋势
2.1发展现状
我国首个机载SAR测绘系统也已经实现了首飞,并且开始对“无人机SAR海洋探测系统”的研制,对于提高我国的雷达探测能力具有非常重要的帮助。机载SAR都是正侧视模式下进行探测,或者有一些能够进行较小斜视角的探测。通过对雷达波束的斜视研究发现,不仅其
能够有效的增加雷达自身的灵活性,还能够将原先无法达到的探测区域进行探测,从而使得应用的范围更广。但是目前现有的斜视算法对
斜视角的处理能力有一定的局限性,所以仍然在这些方面能够进行改进。
2.2发展趋势
未来SAR技术发展趋势必然会向着超高分辨率成像、能够进行三维成像、动目标成像、SAR实时成像方向发展。并且机载SAR也将会向不断向着轻量级方向发展。并且通过不断的增加自身的功能,从而使SAR的功能更加完善,达到一种多星组网的模式。并且还会加强对
自身的抗干扰能力的研究,通过加强对载体进行抗干扰,然后是对数据传输进行抗干扰,保证SAR雷达在电磁干扰环境下不受到任何影
响。
3隐身雷达技术
3.1发展现状
进入21世纪以来,隐身飞机的出现使得一些国家的防空出现了重大的安全漏洞。每一个国家都在进行隐身与反隐身技术的研究,因此要想在复杂多变的形势下将隐身武器系统进行有效的提升非常重要。雷达技术作为一种前期主要的探测设备,加强其自身的隐身性能非常
重要,因为传统的脉冲雷达自身信号能力较大,所以很容易被敌方针对遭到打击。但是隐身雷达自身能够有效的降低一些探测准确率,从而使干扰机不能够捕捉雷达信号,极大地减小对方侦察距离等。针对国外已经成熟的隐身雷达设备,目前我国还没有形成一种有效的隐身
雷达装备。
3.2发展趋势
随着科学技术的发展,正交频分复用(OFDM)技术也被应用在隐身雷达技术研究中,这是一种可以进行多载波的数字通信技术,其频谱利用率非常高,并且投入的成本也比较低。通过将这种技术应用到目前的通信系统与雷达技术中,能够使雷达自身的系统进行有效创
新,从而实现雷达与通信的一体化发展,是符合现代雷达技术发展的。并且,通过根据OFDM信号的特点进行分析,其不仅能够使OFDM
技术的雷达体制得到提升,除了常规雷达的全部功能外,还能够兼具ODFM技术的信号抗衰弱、抗多径效应、抗干扰等诸多优势,而其最
主要的就是拥有较强的隐秘性。
结束语
综上所述,随着现代雷达技术的不断发展,机载雷达的功能也会变得越来越强。而雷达也面临着隐身目标、非均匀杂波、复杂电磁环境、多种作战任务的严峻挑战。所以,我们必须要不断的进行创新,保证雷达技术的先进性,从而保证国家雷达研究的综合实力提升。
参考文献:
[1]谢文冲,段克清,王永良.机载雷达空时自适应处理技术研究综述[J].雷达学报,2017,6(06):575-586.
[2]史洪扬.某型机载雷达支座振动特性研究[D].合肥工业大学,2017.