机载雷达新技术及在作战中的运用

《机载雷达新技术及在作战中的运用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机载雷达新技术及在作战中的运用机载雷达经历了从机械扫描形式到相控阵电子扫描，再到最新的保形"智能蒙皮"天线的发展过程，电子扫描雷达在作战使用中的优势在哪里？未来的综合式射频（RF）传感器系统的总体特点和关键技术是哪些？您将从本文中得到启发　　近50多年来，机载雷达不断采用新的技术成果，性能不断提高，其中重要的有全向多脉冲射频（MPRF）模式和高分辨率多普勒波束锐化（DBS）技术在雷达中的实际应用。目前，由于在信号处理和砷化镓微波集成电路领域技术的进步，雷达作为战术飞机主传感器的地位仍然会继续保持下去。　　电子扫描技术的发展　　雷达波束天线电子扫描应用的第一步是无源电子扫描阵列（ESA）

2、，其主要优点是实现了波束的无惯性扫描，在作战中有助于对辐射能量的控制。现役的此种类型的雷达有美国空军的B1-B和俄罗斯的米格-31装备的雷达，在研的有法国装备其"阵风"战斗机的RBE-2雷达。　　有源ESA的出现是技术上的又一进步。它的每一个阵元中都有一个RF发射机和灵敏的RF接收机，在各个发射/接收（T/R）模块内都有一个功率放大器、一个低噪声放大器和用砷化镓技术制造的相位振幅控制装置。有源ESA雷达技术放弃了传统的中心式高功率发射机，除了具有无源相控阵雷达的优点外，还提高了能量的使用效率并具有自适应波束控制、强抗干扰能力和高可靠性等优点。　　西方国家第一代有源相控阵雷达系统接近定型

3、的有美国装备F-22和日本装备FS-X的雷达。英、法和德国共同研制的AMSAR项目也确定使用先进的有源相控阵雷达技术，为其后续的欧洲战斗机雷达的升级改装做准备。从今天的角度来看，雷达技术未来的下一个发展方向是保形"智能蒙皮"阵列，它把有源ESA技术和多功能共用RF孔径结合了起来，在天线阵元的安排上，与飞机机身的结构巧妙地配合，实现宽波段和多功能。保形天线阵列有高性能的处理器并使用空-时自适应处理技术有效地抑制了外部的噪声、干扰和杂波并能以最优化的方式来探测所感兴趣的目标。虽然有许多相关的技术问题需要解决，但保形"智能蒙皮"技术并非是个不切实际的解决方案，预计在20～25年的时间内就可以

4、达到实用阶段。　　在10～15年内，对战术飞机射频传感器（包括雷达）未来所执行的任务来说，最迫切的需要是增加功能、提高性能，并且还要注重经济性和可维护性。美国的"宝石路"计划已经证明，航空电子系统通过采用通用模块、资源共享和传感器的空间重构（重构的设备包括雷达、电子战及通信-导航-识别等射频传感器）可以做到系统的造价和重量减小一半，而可靠性提高三倍。它所确立的综合模块化航空电子的设计原则已用于JSF战斗机的综合传感器系统（ISS）和多重综合式射频传感器工程的设计中，欧洲类似的用于未来战术飞机的综合式射频传感器项目也正在实施。　　作战性能　　电子扫描技术，尤其是有源电子扫描阵列，与传统的

5、机械扫描天线相比有以下几个突出的优点：　　敏捷波束　　由于ESA消除了天线的机械惯性，因此其波束指向速度极为敏捷。例如，在60°的锥形角内，波束的重新定位时间小于1毫秒，因此这就为载机在作战使用的战术上带来了很大的优势：　　●高效的搜索模式（波束扫描时不会浪费时间）；　　●目标的驻留时间和修正时间可以分别达到最优化的状态，同时满足了探测和跟踪的需要；　　●连续探测（警告后确认）技术可极大地增大探测的距离；　　●快速跟踪形式（初探测距离上建立跟踪）；　　●对多目标跟踪的高度精确性（相当于对单目标的跟踪）；　　●独立的搜索和跟踪功能（对搜索区之外的目标进行跟踪）；　　●用主波瓣或近旁波瓣对

6、导弹进行远距离的数据传输；　　●可同时工作在空-空和空-面状态（地形跟踪功能已和空-空搜索状态结合在一起）；　　●高度随机性的搜索模式（减小了雷达信号被敌方截获和利用的机会）。　　多功能和高性能　　因为有源ESA阵列单元内组合了接收和发射模块，微波能量的损耗大为减少，与行波管相比高效率的砷化镓功率放大器使整个辐射阵元的累加功率很高，对于同一个安装空间（同样的功率和天线罩）来说，有源ESA所辐射的有效功率要比MSA大10dB（距离要远75%）。这样，有源ESA可以"先看到"目标，极大地提高了作战的能力，特别是在目标反射截面（RCS）日益减小的今天。　　ESA的另一个很有价值的特点是能够自

7、适应控制发射和接收波束的形状，因此，可以实现一些特殊的功能和模式。　　●模式可选择的波束形状，例如空-空状态使用笔状波束，空-面状态使用余割波束；　　●用方位扇面波束发射，若干个笔状波束接收（见图1），可最大程度地发现高速目标、旋转翼目标产生的桨叶闪烁和隐身目标产生的RCS闪烁；　　●宽的发射波束结合若干个笔状接收波束可有效地产生一种射频"凝视阵列"（见图２），这使得作战搜索模式具有了一种使目标"无法逃脱"的性能。　　视场（FOV）　　对于ES