新体制雷达及其对抗技术综述

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