强等离子鞘套下航天返回舱相控阵雷达探测问题研究

收稿日期：２０２１－０１－２０
基金项目：国家自然科学基金面上项目
（６２１７１３４９）引用格式：赵明旭，张景东，汪润生，等．强等离子鞘套下航天返回舱相控阵雷达探测问题研究［Ｊ］．测控技术，２０２３，４２（９）：６８－７４．ＺＨＡＯＭＸ，ＺＨＡＮＧＪＤ，ＷＡＮＧＲＳ，ｅｔａｌ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎＰｒｏｂｌｅｍｏｆＳｐａｃｅＲｅ ＥｎｔｒｙＣａｐｓｕｌｅｗｉｔｈＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙＲａｄａｒＵｎｄｅｒＩｎｔｅｎｓｅＰｌａｓｍａＳｈｅａｔｈ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２３，４２（９）：６８－７４．
强等离子鞘套下航天返回舱相控阵雷达探测
问题研究
赵明旭１
，张景东１
，汪润生１
，葛　页１
，王　坤１
，白
博文２
（１．酒泉卫星发射中心，甘肃酒泉　７３２７５０；２．西安电子科技大学，陕西西安　７１００００）
摘要：为了有效应对强等离子鞘套环境下相控阵雷达对再入航天器的探测跟踪任务，设计采用多种波形
的航天器目标多通道临空复制跟踪策略。

针对等离子鞘套的特性和对雷达探测跟踪的不利影响，分别从信号带宽
、检测门限和信号波形等方面进行了适应性改进。

采用大的跟踪带宽、慢门限凝聚检测送点方式提升常规线性调频信号检测能力；采用宽、窄带交替跟踪方式提升目标距离分辨与检测能力；采用相位编码波形屏蔽鞘套的影响
，稳定跟踪目标；采用正负ＬＦＭ信号检测产生相关强点迹，以保持目标跟踪；复制跟踪策略在实际任务中进行了应用验证，取得了较好的效果。

关键词：再入返回；等离子鞘套；相控阵雷达；复制跟踪
中图分类号
：Ｖ５２５；ＴＮ９５３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－８８２９（２０２３）０９－００６８－０７ｄｏｉ：
１０．１９７０８／ｊ．ｃｋｊｓ．２０２３．０１．２０６ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎＰｒｏｂｌｅｍｏｆＳｐａｃｅＲｅ ＥｎｔｒｙＣａｐｓｕｌｅｗｉｔｈＰｈａｓｅｄ
ＡｒｒａｙＲａｄａｒＵｎｄｅｒＩｎｔｅｎｓｅＰｌａｓｍａＳｈｅａｔｈ
ＺＨＡＯＭｉｎｇｘｕ１牞ＺＨＡＮＧＪｉｎｇｄｏｎｇ１ 牞ＷＡＮＧＲｕｎｓｈｅｎｇ１牞ＧＥＹｅ１牞ＷＡＮＧＫｕｎ１牞ＢＡＩＢｏｗｅｎ２
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｒｅ ｅｎｔｒｙｒｅｔｕｒｎ牷ｐｌａｓｍａｓｈｅａｔｈ牷ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｒａｄａｒ牷ｃｏｐｙｔｒａｃｋｉｎｇ
航天返回舱在再入大气层过程中，由于其本身的飞行速度快（可达２５Ｍａ）、空间内环境和粒子分布复杂，导致返回舱周围的温度迅速升高（可达上千摄氏度），使返回舱外部部分材料发生化学反应以及电离，
出现一层能够干扰飞行器通信的物质，即等离子鞘套。

当电磁波入射至等离子鞘套表面时，鞘套会对电磁波产生明显的吸收折射效应使得电磁波受到严重干扰，这会影响返回舱与地面的通信甚至导致通信中断，形成所谓的“黑障”，严重时甚至有可能发生飞行事故。

黑障现象在航天返回舱再入段普遍存在，其中美国早期阿波罗飞船再入过程的黑障时间为７～１１ｍｉｎ［１－３
］。

黑障导致航天返回舱在再入过程中与地面通信中断，地面统一Ｓ波段（ＵｎｉｆｉｅｄＳＢａｎｄ，ＵＳＢ）、遥测等合作式测控设备在此时段不能探测目标，无法实时获取目标位置。

相控阵雷达具备探测通道多、搜索空域广等特点，可以很好地应对返回舱再入段可能出现的航迹偏离和解体等异常情况，是黑障下返回舱实时探测的最佳解决方案。

当前我国相控阵雷达多为线性调频（ＬｉｎｅａｒＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＬＦＭ）体制单脉冲雷达，在航天返回舱再入段探测试验中，多次出现因等离子鞘套包覆目标导致雷达无法检测目标、探测不连续的情况，因此需要深入分析等离子鞘套对雷达探测产生的影响，制定针对性的探测策略。

２０世纪６０年代美国开展了无线电衰减（Ｒａｄｉｏ
ＡｔｔｅｎｕａｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，
ＲＡＭ）工程，对电磁波在再入等离子鞘套过程中的传播机理和衰减测量进行了研究［４
］，之后历经半个多世纪，国内外学者对等离子鞘套对电磁波传播、反射和透射产生的影响进行了深入研究。

近年来随着我国航天事业的发展，利用测量雷达和气象雷达进行了大量航天返回舱再入段探测试验，为等离子鞘套包覆下目标的电磁散射特性研究提供了支持，并形成了研究成果［５－７
］，但这些成果尚未在国内大型雷达针对黑障场景的探测任务中进行成功转化应用。

本文分析了等离子鞘套包覆下目标电磁散射特性对ＬＦＭ体制单脉冲相控阵雷达探测的影响，提出了相控阵雷达对航天返回舱再入段连续稳定探测的策略。

１　
返回舱等离子鞘套对雷达探测的影响
１．１　
返回舱等离子鞘套特性
航天返回舱在再入返回过程中的速度一般大于２０Ｍａ，返回舱周围的温度可达６０００～８０００Ｋ，形成的等离子鞘套电子密度峰值可达（１０１０
～１０１４
）／ｃｍ３
，尾流区的长度为飞行器底部尺寸的１０～２０倍［８
］。

相对于类高超声速飞行器（ＨｙｐｅｒｓｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｅｈｉｃｌｅ，ＨＴＶ）模型，航天返回舱类似于大钝头结构，再入时产生的等离子鞘套特性与锥形类目标产生的等离子鞘套特性存在很大差异。

对美国Ａｐｏｌｌｏ返回舱在再入高度３０ｋｍ，速度１２Ｍａ条件下的等离子鞘套分布进行仿真，并与美国先进高超声速武器（ＡｄｖａｎｃｅｄＨｙｐｅｒｓｏｎｉｃ
Ｗｅａｐｏｎ，
ＡＨＷ）同等条件下的仿真结果进行比对，如图１
所示（左为Ａｐｐｌｌｏ，右为ＡＨＷ）。

图１　
Ａｐｏｌｌｏ
和ＡＨＷ在３０ｋｍ、１２Ｍａ下的自由电子密度分布
在相同的高度－速度条件下，大钝头类飞行器产
生的等离子鞘套要远强于锥形类飞行器，提取激波区、
中部区和尾流区的电子密度，可以获得如图
２所示的电子密度与流场ｘ方向速度（运动方向）的关系图，红色为激波区，蓝色为中间区，绿色为尾流区。

图２　电子密度与Ｖｘ
关系
由图２可知，在同等高度和速度条件下，大钝头类
飞行器的最大自由电子密度比锥形类飞行器小，但其自由电子密度分布区远大于锥形目标；锥形类飞行器的高自由电子密度区很薄且和目标速度一致，大钝头类飞行器的高自由电子密度区速度分布较广，且最大自由电子密度的位置并不在目标速度的位置，大约是
·
９６·强等离子鞘套下航天返回舱相控阵雷达探测问题研究
最大速度的９０％；大钝头类飞行器尾流区的电子密度远高于锥形类飞行器。

１．２　等离子鞘套对雷达探测的影响机理
１．２．１　雷达散射截面积航天返回舱一般在高度为８０ｋｍ时开始产生等离子鞘套，其雷达散射截面积（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ，ＲＣＳ）随着高度降低和减速过程呈现增加和衰减段，这两个阶段均产生鞘套拖尾使目标散射质心产生偏移，有研究表明钝锥体再入飞行器雷达回波主要来自于尾迹湍流散射［９
］，仿真及实验室测试数据表明，由于鞘套效应，目标ＲＣＳ起伏超过３０ｄＢ。

等离子鞘套中的等离子体的电子密度和碰撞概率会随着温度和压强的变化而改变，从而改变等离子体对入射电磁波的吸收和反射作用。

当等离子鞘套特性随着返回舱高度、速度变化发生改变时，探测的返回舱ＲＣＳ会出现３种情况：①雷达电磁波可以入射鞘套，部分回波被鞘套吸收，目标ＲＣＳ呈现下降趋势，当吸收作用较强时，会导致雷达丢失目标；②雷达电磁波仍可以入射鞘套，鞘套对电磁波产生较强反射，雷达回波信号由鞘套与返回舱反射信号共同构成，雷达ＲＣＳ呈增大趋势；③雷达电磁波不能入射鞘套，完全被鞘套吸收和反射，此时雷达探测的目标ＲＣＳ实际为鞘套的ＲＣＳ，呈现剧烈的起伏特性。

探测雷达常用波段有Ｌ、Ｓ、Ｃ、Ｘ波段，等离子鞘套对不同波段的电磁波的吸收和反射作用是不同的，雷达的布站为返回舱航迹的迎向、后向和侧向时，等离子鞘套激波区、中间区和尾流区对雷达的探测影响也是不同的。

根据数据分析，返回舱的等离子鞘套不能全程对某一波段的入射电磁波完全吸收，雷达丢失目标的主要原因是ＲＣＳ减小导致威力不足和自身恒虚警检测模式不适应。

１．２．２　群多普勒效应等离子鞘套是复杂的介质，对电磁波信号的幅度和相位产生严重的调制现象。

等离子鞘套会对信号形成电磁调制，影响雷达探测的精度［１０
］。

当雷达对等离子鞘套下返回舱进行探测时，等离子鞘套使流体目标在不同的位置处具有不同的多普勒信息，导致等离子鞘套下返回舱的回波信号幅度和相位均出现相应的调制的同时，其多普勒频率分量也增多，即群多普勒效应，如图３所示。

ＬＦＭ体制雷达回波中耦合过多的多普勒频率会严重干扰回波信号的匹配滤波结果，形成多散射中心，使雷达所接收到的回波中既包含再入物体即真实目标的多普勒信息，也包含受等离子鞘套影响所产生虚假目标的多个多普勒信息，在雷达一维距离像上会形成多个假目标，即“多干扰目标”现象。

图３　等离子鞘套下目标电磁波传播示意图
虽然ＬＦＭ体制雷达的信号多普勒容限大，回波滤
波后仍可以达到匹配脉冲压缩的效果［１１
］，但是由于等
离子鞘套上的强散射点与返回舱存在不同的多普勒频移，雷达回波脉压信号的包络中会出现多个脉压尖峰，表征真实目标与等离子鞘套的相对多普勒频移差带来的距离偏差，同时由于鞘套多普勒频移的不稳定性，回波脉压后的峰值位置会发生变化，峰值最大的位置可能不是目标的真实位置，还会出现多个峰值距离紧邻或大小一致的情况。

这对于雷达的跟踪和目标识别都是极为不利的，若错误地选择等离子鞘套强散射点为主跟踪目标，等离子鞘套特性的改变会引起强散射点的变化，雷达获取的探测数据会出现抖动，影响对返回舱的稳定跟踪，甚至出现丢失的情况。

１．２．３　恒
虚警检测雷达对目标的检测过程可以用门限来描述
［１２－１５
］，实际雷达中通常采用控制一定虚警概率又能保证较高检测概率的方法，即恒虚警率（ＣｏｎｓｔａｎｔＦａｌｓｅＡｌａｒｍＲａｔｅ，ＣＦＡＲ）检测。

ＣＦＡＲ处理分为快门限和慢门限
算法，由于快门限
ＣＦＡＲ可以很好地适应杂波环境下的雷达自动检测，在
ＬＦＭ体制脉冲雷达中应用广泛。

当前使用最多的快门限算法是单元平均（ＣｅｌｌＡｖｅｒａ ｇｉｎｇ，ＣＡ） ＣＦＡＲ、最大（ＧｒｅａｔｅｓｔＯｆ，ＧＯ） ＣＦＡＲ、最小（ＳｍａｌｌｅｓｔＯｆ，ＳＯ） ＣＦＡＲ、有序统计量（ＯｒｄｅｒＳｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ＯＳ） ＣＦＡＲ和变化指数（ＶａｒｉａｂｉｌｉｔｙＩｎｄｅｘ，ＶＩ） ＣＦＡＲ算法，以及在这４种算法基础上改进的算法。

在ＬＦＭ体制脉冲雷达对等离子鞘套下返回舱的探测过程中，雷达回波信号会表现为距离拓展，强等离子鞘套情况下回波信号拓展可达数公里，表现为一个包络，如图４所示。

在距离拓展的情况下，采用快门限算法会因参考单元和保护单元数量的限制无法覆盖整
个包络，使用
ＧＯ ＣＦＡＲ计算时背景噪声门限抬高，无法输出过门限的点，采用
ＳＯ ＣＦＡＲ则存在背景噪声门限过低，检测到过门限的点过多，目标距离解算错误。

·
０７·《测控技术》２０２３年第４２卷第９期
ＯＳ ＣＦＡＲ和ＶＩ ＣＦＡＲ在
均匀高斯环境下的性能较好，但是强等离子鞘套下的距离拓展包络表现为非高斯分布，亦无法正确检测到目标。

因此，强等离子鞘套会导
致脉冲雷达
ＣＦＡＲ失效，无法检测到目标或无法正确计算目标位置。

图４　等离子鞘套下目标脉冲雷达回波距离拓展
２　
相控阵雷达探测策略
２．１　
增加信号带宽雷达采用的线性调频基带信号为
ｓｔ()ｔ＝ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔｐ）ｅｘｐ［ｊ２π（
ｆＲＦｔ＋
１２
γｔ２
）］（１）
式中：ｒｅｃｔｔ／Ｔ()ｐ
＝１，ｔ＜Ｔｐ／２
０，ｔ＞Ｔｐ
／{２；Ｔｐ
为发射信号脉宽；ｆＲＦ
为发射信号中心频率；γ为
调频斜率。

常规线性调频信号脉冲压缩处理时存在距离
－多普勒耦合特性，导致其在跟踪等离子鞘套目标时性能
变差。

距离－多普勒耦合是指如果目标具有一定径向速度，则雷达回波经过脉冲压缩处理后，得到的目标位置与目标真实位置会有一定距离偏差，偏差的大小与其速度大小成正比。

等离子鞘套中处于同一位置的不同速度的散射点经过脉冲压缩处理后，在距离维上被拉开，回波脉压结果表现为一个很宽的包络，其拓展范
围可以用式（
２）表示。

Ｒ耦合
＝ｆｄ目鞘
ｃ２Ｋ
（２）
式中：ｆｄ
目鞘
为目标与最低速等离子鞘套的多普勒差；ｃ为光速；Ｋ为线性调频信号的调频斜率。

由式（２）可知，在雷达脉宽和波长相同的情况下，等离子鞘套多普勒耦合距离单元散布范围与线性调频信号的调频斜率成反比，带宽大的线性调频信号散布的包络较小。

因
此增加信号带宽可以对雷达
ＬＦＭ信号脉压产生的包络进行压缩，一般将雷达窄带跟踪带宽成倍提高，可以有效改善雷达对等离子鞘套下返回舱的跟踪效果。

２．２　慢门限ＣＦＡＲ检测在提升雷达ＬＦＭ信号窄带跟踪带宽的前提下，当
等离子鞘套引起的距离
－多普勒耦合回波脉压拓展超过一定距离范围后，使用快门限
ＣＦＡＲ检测会出现无法检测到超过检测门限的点的情况，导致雷达跟踪丢
失。

快门限ＣＦＡＲ检测是根据回波采样数据率滑窗式计算检测基准，分别加上雷达搜索门限值和跟踪门限
值，作为搜索和跟踪检测门限。

当快门限ＣＦＡＲ无
法检测到目标时，需要调整为慢门限ＣＦＡＲ检测。

慢门限
ＣＦＡＲ检测是以热噪声统计均值幅度为基准，分别加上雷达搜索检测门限值和跟踪检测门限值，
作为搜索和跟踪检测门限。

慢门限
ＣＦＡＲ检测的优点在于热噪声均值相对固定的情况下，检测门限值是固定的，等离子鞘套下返回舱雷达回波脉压包络都可以在检测门限值之上，不会出现无法检测到目标的情况。

慢门限ＣＦＡＲ检测也存在过门限点过多的缺点，可以通过凝聚送点的方式进行优化。

凝聚送点指将超过门限的连续检测点视为一个整体（信号岛），从岛中凝聚送点输出。

２．３　宽窄带交替跟踪脉冲雷达在窄带情况下目标的回波信号是目标上不同散射中心回波信号叠加的矢量和，对测量精度带来很大影响，而宽带情况下，目标各散射中心分布在不同的距离单元，对目标的测量更加精确［１６
］。

宽带信号具有多普勒－距离耦合小的特性，可以有效降低等离子鞘套下返回舱雷达回波脉压包络覆盖的距离单元。

部分
ＬＦＭ体制脉冲相控阵雷达具备宽带跟踪功能，在探测中可以完成对目标的成像测量。

针对航天返回舱等离子鞘套会有多个强散射点甚至形成雷达回波脉压包络的情况，采用宽带信号进行返回舱位置测量，可以压缩回波脉压包络，减小点与航迹关联错误导致跟踪不稳定的概率。

由于宽带测角存在角度闪烁问题，难以满足返回舱测量需求，因此，可以采取“宽窄带交替跟踪”方式，即宽带测距、窄带测角，具体流程
如图
５所示。

图５　雷达宽窄带交替跟踪流程图
宽窄带交替跟踪模式下，雷达先采用窄带跟踪目
标，再切换为宽窄带交替跟踪模式，宽带和窄带测量交替进行，一帧窄带一帧宽带，当宽带检测到目标信号并提取出目标距离信息后，根据目标速度外推出下一帧窄带对应时刻的目标位置信息，窄带波束以宽带外推的位置为波门中心获得测角信息，结合宽带测得的距离信息形成点迹，最后进行航迹关联形成稳定的航迹信息。

宽窄带交替跟踪模式的限制在于需要雷达先用窄
·
１７·强等离子鞘套下航天返回舱相控阵雷达探测问题研究
带完成对目标的跟踪，宽窄带交替跟踪检测到的目标数要多于窄带跟踪，需要在大量的距离邻近的目标中识别返回舱目标。

当雷达宽带带宽较小时，离子鞘套下返回舱雷达回波脉压包络的压缩效果也受到限制。

２．４　复杂波形设计
２．４．１　正负斜率线性调频信号
线性调频信号的距离多普勒耦合方向与信号的正负斜率以及目标运动方向相关，正斜率信号耦合距离相比负斜率正好相反。

利用这一特性，可以根据等离子鞘套快时变相关性差、返回舱性态稳定相关性强的特点，通过互相关处理，解算出返回舱的实际位置，而等离子鞘套反射回波因相关性差，有效点迹提取困难。

雷达波形设计可以采用正负斜率线性调频信号跟踪，雷达将原来１个脉冲重复间隔（ＰｌｕｓＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＩｎ ｔｅｒｖａｌ，ＰＲＩ）内发射的脉宽为τ、调制斜率为ｋ的１个脉冲信号进行拆分，变为发射２个调制斜率分别为ｋ１和－ｋ１的脉冲信号，即正负斜率双脉冲，同时接收后作慢门限处理，如图６所示。

２．４．２　相位编码
在雷达信号设计中，雷达信号模糊函数占有非常重要的地位。

当输入为多普勒频移响应ｘ（ｔ）ｅｘｐ（ｊ２πＦＤｔ）时波形ｘ（ｔ）的匹配滤波器输出为
ｙ（ｔ，ＦＤ）＝∫∞－∞ｘ（ｓ）ｅｘｐ（ｊ２πＦＤｓ）ｘ （ｓ－ｔ）ｄｓ≡Ａ　＾（ｔ，ＦＤ）（３）Ａ　＾（ｔ，ＦＤ）的幅度函数Ａ（ｔ，ＦＤ）＝Ａ　＾（ｔ，ＦＤ）就是ｘ（ｔ）的模糊函数。

雷达模糊函数表示匹配滤波器的输出，标称目标的反射回波位于模糊函数的原点，在非原点的值代表了不同于标称目标的某个距离和多普勒目标的回波。

理想的模糊函数应该是完美的“图钉形”，其仅在原点处有１尖峰，其他处全部为０。

相位编码信号通过信号的时域非线性调相达到扩
展等效频宽的目的，从而提高距离分辨力。

在相位编码中，一个长的点频信号被分为等宽的子脉冲，每一段子脉冲被额外增加一个相位调制。

相位编码的模糊函数为近图钉形。

相比于线性调频信号，其不存在距离－多普勒耦合，相位编码的多普勒容限低，对一个点目标进行脉压时，使用的多普勒速度滤波器与目标真实多普勒不一致则脉压就无法得到目标。

采用相位编码信号，可以在高信噪比的条件下，基于速度信息清晰区分出返回舱本体、等离子鞘套和尾流。

２．５　复制跟踪
由于返回舱再入过程中等离子鞘套在三维空间分布是一个非平稳时变的随机过程，涉及高度、速度、姿态、湍流、压力脉动、大气和烧蚀在内的多种因素，在测控、通信和探测等领域中常常能观测到随机现象。

等
图６　正负线性调频信号仿真结果
离子鞘套对不同波段雷达电磁波影响是不一致的，雷达布站因素导致电磁波入射的等离子鞘套区域也会随着返回舱的飞行过程改变。

因此，雷达采用单一跟踪方式不能完美地应对返回舱再入过程中因等离子鞘套变化导致的探测精度变差、目标丢失等问题。

基于此特点设计了针对等离子鞘套下返回舱的复制跟踪策略，即多个跟踪通道采用不同方式同时跟踪返回舱。

ＬＦＭ体制脉冲相控阵雷达的复制跟踪流程如图７所示。

雷达复制跟踪策略的具体思路是：①雷达采用窄带ＬＦＭ信号（快门限ＣＦＡＲ）在返回舱出现等离子鞘套前或等离子鞘套很弱的情况下（高度＞１００ｋｍ）跟
·
２７
·《测控技术》２０２３年第４２卷第９期
图７　ＬＦＭ体制脉冲相控阵雷达的复制跟踪流程图踪返回舱目标；②等离子鞘套变强后可更改快门限ＣＦＡＲ为慢门限ＣＦＡＲ；③对窄带ＬＦＭ跟踪通道进行复制跟踪，复制通道分别采用宽窄带交替、正负斜率ＬＦＭ、相位编码信号跟踪，形成多个通道对返回舱的同时跟踪；④当有２种或２种以上方式正常保持跟踪时，跟踪数据融合输出；⑤如某种方式出现丢失时，可再次进行相应复制跟踪，当出现４种方式均丢失目标跟踪的极端情况时，采用ＬＦＭ和相位编码信号搜索目标。

３　跟踪效果分析
在实际跟踪测量任务中，起始段采用常规ＬＦＭ信号进行跟踪，跟踪稳定后，对主目标进行临空复制操作，复制３个目标分别采用±ＬＦＭ波形跟踪、ＰＥ波形跟踪和宽窄带跟踪。

任务中若某种波形跟踪丢失，可利用其他波形跟踪的目标进行复制跟踪操作，继续该波形跟踪。

图８为几种典型的信号波形跟踪航天器再入返回段任务时实测数据与理论弹道高度差曲线。

不同时段各个波形跟踪效果各不相同，综合应用各种波形相互替补可保持对航天器目标全程连续跟踪。

４　结束语
本文针对ＬＦＭ体制脉冲相控阵雷达在航天返回舱再入段探测过程中存在的黑障探测问题，基于等离子鞘套特性分析了其对雷达探测的影响机理，提出了增加信号带宽、使用慢门限ＣＦＡＲ检测、宽窄带交替跟踪、正负斜率ＬＦＭ跟踪、相位编码信号跟踪和复制跟踪策略，为雷达连续稳定探测提供了思路。

探测策略不仅适用于雷达对等离子鞘套下航天返回舱的探测，也适用于探测临近空间高超声速飞行器，但是实际探测数据的检验还比较缺乏。

雷达探测等离子鞘套包覆
图８　各种波形复制跟踪效果
下目标技术难点多、专业跨度大，后续还需要各专业联合技术攻关开展研究工作。

参考文献：
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ｅｇｙｏｆＣ ｂａｎｄｒａｄａｒｆｏｒｎｅｗｔｙｐｅｏｆｒｅｅｎｔｒｙｃａｐｓｕｌｅｉｎ
ｂｌａｃｋ ｏｕｔ ａｒｅａ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
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·４７·《测控技术》２０２３年第４２卷第９期。