机载雷达工作模式识别

中图分类号:TN971.1 文献标志码:A 文章编号:1674-2230(2011)01-0014-03

收稿日期:2010-07-30;修回日期:2010-10-12

作者简介:贾朝文,男,硕士研究生;周水楼,男,高级工程师。

机载雷达工作模式识别

贾朝文1,周水楼2

(1.电子信息控制重点实验室,成都610036;2.海军装备研究院系统所,北京100073)

摘要:实现雷达工作模式识别对机载电子对抗的控制管理及对抗资源分配具有重要意义。针对各型雷达尤其是机载有源相控阵雷达多种工作模式的特点,分析了机载雷达工作模式识别机理,提出了识别方法。

关键词:机载雷达;工作模式;识别

Work Mode Identification of Airborne Radar

JIA Chao -wen 1,ZHOU Shu-i lou 2

(1.Science and Technology on Electronic Information Control Laboratory,Chen gdu 610036,China;

2.System Divi sion of Naval Equip ment Insti tue,Beijing 100073,Chi na)

Abstract:Work mode identification of radar is very important for airborne EC M s control management

and resource allocation.As to radar,especially airborne radar s multiple work modes,identification principle is analyzed and identification method is presented for airborne radar.Key words:airborne radar;work mode;identification

1 引言

载机必须在最危急时刻正确进行控制管理(如攻击或防御)以提高作战能力和生存力。机载自卫电子对抗措施(ECM)采取多种有源无源对抗措施实现对敌机载火控雷达及导弹武器系统的对抗以保护载机安全。受干扰功率影响和收发隔离限制,机载自卫EC M 主要对敌机载雷达主瓣,根据多目标干扰能力对最具威胁的几个目标进行干扰。当敌机载雷达对载机进行跟踪(导弹发射前)或敌已发射空空导弹并中制导时,对载机构成非常大的威胁,载机必须快速正确对抗响应,破坏敌机载雷达跟踪状态迫使其进入搜索状态而不能发射空空导弹,或使其在一定时间内不能为已发射空空导弹提供制导指令而使其攻击能力大大下降,挫败敌 先敌发现 和 先敌发射 。载机能够快速恰当地对抗响应的前提是正确识别敌机载雷达工作模式和工作状态。

美第四代战斗机F-35机载雷达告警器能够分析、鉴别和跟踪敌方雷达信号,区分敌方雷达的工作模式,并能够对敌雷达进行精确无源定位。通过识别敌方雷达信号特征(例如不同的频率、脉冲宽度和脉冲重复频率等)上的差异,F-35的综合电子战系统可以区分敌方不同的雷达型号;而区分敌方雷达的工作模式相对比较困难,这要根据美军已经掌握的敌方各种雷达的不同工作模式下的信号特征来鉴别,这就需要强大的数据库系统的支持。

通过对敌机载雷达工作模式分析可以实现威胁等级判别和干扰样式选择。对于机载多功能雷达,RWS(边测距边跟踪搜索)、VS(速度搜索)模式的威胁等级比TWS(Track -while -scan)、STT(单目标跟踪)、DTT(双目标跟踪)、MTT(多目标跟踪)模式低。威胁等级直接影响电子战系统对目标的干扰决策和干扰资源分配管理。对雷达的不同工作模

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式,可以采用不同的最佳干扰样式,如压制或欺骗干扰。压制干扰包括噪声干扰,复合干扰等;欺骗干扰包括拖距干扰、拖速干扰,距离和速度相关拖引干扰。

对机载雷达工作模式判断在机载自卫EC M 中具有非常重要的作用。本文分析了机载雷达几种典型工作模式,提出了机扫雷达和相扫雷达识别方法,分析了机载脉冲多普勒(PD)雷达特点,提出了雷达工作模式识别机理和方法。

2 机载雷达主要工作模式

机载雷达对空、对地、对海有多种工作模式。机载雷达对空工作时的主要工作模式包括RWS (Rangle While Search,边测距边跟踪搜索)、VS(Ve-locity Search,速度搜索)、VSR(Velocity Search Range,边测距边速度搜索方式)、TWS(Track-while-scan)、TAS(Track and Search跟踪加搜索)、STT (Single Target Track,单目标跟踪)、SAM(Situation Awareness Mode,态势探查模式)等。上述各种工作模式的特点如下所述。

RWS:提供上视/下视,全方位和在严重杂波环境中的空战目标的探测。使用高峰值功率和中重复频率波形时,可提供精确的目标数据,并具有良好的全方位探测特性和最小的盲区。该方式虚警率很低。

VS:侦测和显示目标相对于飞机的逼近速度和方位的第二种雷达搜索模式。如果目标与飞机有一个高的逼近率,那么它即使在侦测远距离上的小目标时也有很好的性能。VS子模式使用和RWS子模式相同的雷达设置(方位扫描范围和高低扫描线数设置)。

VSR:提供对于前半球进入的,无论是上视的,还是下视目标的最大探测距离。完成了探测和确认后,在多功能显示器上将以方位/距离方式显示被探测的目标,对于高、中两种重复频率波形所探测的数据进行融合处理,将有效地消除虚警,便于早期截获和跟踪目标。

TWS:在搜索过程中,当天线波束扫描通过跟踪目标方向时,对其进行跟踪,因而跟踪数据率与搜索数据率相同。这种方式在机械扫描的雷达中被普遍应用,如在机械扫描的机载火控雷达中,要对已发现目标进行跟踪时即采用这种 边搜索边跟踪 方式,因天线波束不能进行高速相控扫描,故雷达的搜索数据率与跟踪数据率只能是一样的。

TAS:此模式是相控阵特有的工作方式,主要利用时间分配原理以不同数据率同时完成搜索与跟踪的功能。相控阵雷达在搜索过程中发现目标之后,一方面对该目标进行跟踪,另一方面还要继续对搜索空域进行搜索,两者是按不同数据率,即不同的搜索数据率与跟踪数据率进行的。一般情况下跟踪数据率高于搜索数据率。

STT:使用驾驶杆和油门把手,可以从任何一种空对空状态进入这种状态。这种状态提供了可靠的精确跟踪、目标参数和交战几何关系。STT 分状态提供跟踪数据,以便支持近距和超视距空对空导弹的发射,也能提供近距射击状态的机炮瞄准具的射击包线。

SAM:该方式向飞行员同时提供搜索和跟踪的功能。该方式在提供对一到两个目标进行高质量跟踪的同时,还可以在飞行员指定的一个独立的空域内,进行其他目标的扫描搜索。跟踪精度可以充分满足导弹对各种超视距目标的攻击。当有重要威胁目标出现在一定距离之内,以及当需要以全部雷达资源去跟踪一个特定的目标时,雷达可以自动转入单目标跟踪方式。

对各种工作模式,雷达的特征是不同的,需要分析其波形特征、脉内特征、个体特征等。不同的特征对载机构成不同的威胁。例如,当一部雷达处于搜索状态,它对载机的威胁程度就比它处于跟踪状态低。机载雷达的不同工作方式,对不同距离目标测距、测速要求,作用距离要求,波形应不同;如VS模式,基本上采用高重复频率,机载PD工作于下视时,采用高重复频率来抗地杂波,否则作用距离将大大下降。

对TWS和TAS模式的识别,需要首先识别雷达是机扫雷达还是相扫雷达,机扫雷达的信号电平通常是呈连续起伏的,相控阵雷达信号电平不像机扫雷达,呈离散跳跃式起伏。相控阵雷达采用数字波束合成技术,空间上实行离散化扫描的搜索跟踪方式,主要以脉冲方式工作,波束指向是离散的,位于法线方向附近相邻波束之间的间距(波束跃度)较小,随着扫描角度 的增大,波束跃度按

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c os

增大。故接收机接收到的是一串幅度

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