低截获概率_LPI_雷达的发展_张锡熊

低截获概率(LPI)雷达的发展*

张锡熊

(第20研究所西安710068)

=摘要>论述了发展LPI雷达的几个基本问题。首先分析了雷达截获性能与目标特性、雷达特性和侦察接收机的关系,对现有几种有代表性的雷达分析了截获距离,并讨论了LPI措施及其得益,提出了LPI措施的反侦察/效益门限0的概念,并分析了扩谱的LPI得益,最后阐明了LPI雷达是雷达体制的重大变革,提出了分二步走的发展战略。

=关键词>LPI雷达,截获距离,LPI效益门限

Development of LPI Radar

ZHANG X-i xiong

(The20th Research Institute Xi c an710068)

=Abstract>This paper describes several fundamental problems of the development of LPI radar.The LPI performances related to the characteriztics of target,radar and Elint receiver are analyzed.Then the interception range of radar radiation by Elint receiver for sev-eral representative radars is calculated.The LPI measures and its gain are commented.The concept of0LPI Effect Threshold0is pro-posed.The gain of spread spectrum technique is analyzed.In the end,It is pointed ou t that LPI Radar is an i mportant radar structural re-form and the strategy of two develop ment steps i s suggested.

=Key words>LPI radar,interception range,LPI effect threshold

1引言

近年来我国雷达界一直在倡导我国应发展LPI雷达。关于如何发展LPI雷达,走什么技术途径。国内外虽发表不少有关LPI雷达论文,但存在着一些模糊观点和误解。

本文的目的是从理论上阐明有关LPI雷达的几个基本问题,从而得出发展LPI雷达正确的技术途径。

雷达是现代和未来战争中军用探测器的主体,是敌方攻击的首选目标。单基地的脉冲雷达,在现代高技术战争中,很容易被敌方干扰或精确制导武器所摧毁。这是一个严重的潜在危机,所以,发展LPI雷达是当务之急,特别是发展中的国家,面对军事强国,就更为迫切。

2LPI雷达的定义

(1)截获概率因子的定义

施里海尔为衡量雷达的被截获性能提出了截获概率因子(A)的定义

A=侦察接收机截获雷达辐射的距离(R i)雷达对带侦察接收机的平台的作用距离(R r)

(2)LPI雷达的定义

对LPI雷达有各种不同的说法,我们选择一个比较通用的定义是A<1R r>R i

即雷达对平台的作用距离大于平台侦察接收机的截获距离。

(3)超低截获概率(ULPI)雷达的定义

A<1

2

R r>2R i

这时,带侦察接收机的平台已进入我方的拦击区,即使侦察到雷达信号,也来不及采取有效对策了。

国内外报导的LPI雷达都应该用这个定义去加以验证,真伪自明。

3雷达被截获性能有关因素的分析

3.1A的公式

A=1

2PR

K2G t P t S r L r

G r B2t L x

G i B i

S i L i

21/4

(1)式中:R为目标的雷达截面积;K雷达的波长;G t 雷达发射天线增益;G r雷达接收天线增益;S r雷达接收机灵敏度;P t雷达发射脉冲功率;B t雷达发射信号瞬时谱宽;L t雷达发射支路损耗;L r雷达接收支路损耗;

2003年12月现代雷达第12期*收稿日期:2002-10-28修订日期:2003-06-05

G i侦察接收机天线增益;B i侦察接收机带宽;S i侦察接收机灵敏度;L i侦察接收机损耗。为简化分析,设L r=L t=L i=1,则

A=1

4P R K2G t P t S r

G r B2t

G i B i

S i

21/4

(2)

如B t[B i,B t/B i=1,则

A=1

4PR K2G t P t S r

G r

G i

3S i

21/4

(3)

如R为定值,则

A=R4P R#S r L r

G r #G i

S i L i

1/2

(4)

由上式可知,A值与三项因素有关,第一项表示与目标特性关系;第二项与雷达特性关系;第三项与侦察接收机关系。

3.2A值与目标特性的关系

如R为定值

A]1

R1/2(5)几种目标对A值的影响如表1所示。

表1不同类型目标对A值的影响

目标类别舰船飞机隐身飞机

R(m2)100~100001~100.001~0.1

(dB)+80~+400~+10-30~-10对A值影响+10~+20dB0~+5dB-15~-5dB

上述分析说明对舰船的LPI雷达对飞机就不一定是LPI雷达。

3.3A值与雷达特性的关系

(a)与雷达发射天线的增益G t的关系

由式(1)看出

A]G1/4t(6)

G t值的减少,雷达作用距离R r相应减少,为了保持R r值不变,要采用多波束接收天线,增加雷达波束对目标的驻留时间,即增加回波信号的积累时间,如为相参积累,等效于提高雷达接收机的灵敏度S r。

式(1)中

A]S1/4t(7)所以,减少G t,保持R r值不变,等效于

A]G1/2t(8)

(b)与P t关系

为保持R r不变,雷达的发射能量E t应为常数。

E t=P t/B s,P t减少,S相应增加,B s相应减少,相当于提高S r值,所以

A]P1/2t(9)

(c)与B t关系

由式(1)

A]

B i

B t

1/2

(10)当B t>B i,即雷达发射的瞬时谱宽大于侦察接收机的带宽

A]1

B t

1/2

(11)如B t[B i,则B i/B t=1,不论B t如何变化对A值都没有影响。

(d)与S r关系

从式(4)看出

A](S r)1/2(15)雷达接收灵敏度愈高,低截获性能愈好。

3.4A值与侦察接收机特性的关系

(a)与G i关系

A](G i)1/2

侦察接收机天线增益愈高,A值愈大。

(b)与S i关系

A]1

S i

1/2

(13)

侦察接收机灵敏度愈高,A值愈大。

4现代雷达被截获距离和LPI措施及其得益设定条件:侦察接收机的参数:高放检波式;天线增益G i=10dB;接收灵敏度S i=-70dB m;支路损耗L i =3dB;高放带宽B ir f=500MHz;视放带宽B i v=20MHz;目标的截面积R=2m2。

对现装备的几种有代表性的雷达的作用距离(R r)、被截获距离(R i)和A值计算结果如表2所示。

表2几种雷达的R r、R i、A值

雷达型号R r(km)R i(km)A(dB)法近程监视雷达(CAS TORÒ)30267019.5法中程监视雷达(TIGER)110770518.5美三座标雷达(AN/TPS-59)5602774717

美远程监视雷达(AN/TPS-43)4407957722.6美多功能雷达(AN/MPQ53)150~160994718

中火控雷达(A型)35188817.5从上述分析,可得出对空中目标现代雷达的自由空间被截获距离为几千公里到几万公里,约100倍于雷达的作用距离,A值为20dB左右。

2现代雷达25卷