目录
一、雷达的主要指标
(一)雷达的主要战术指标
(二)雷达的主要技术指标
二、雷达的应用与分类
(一)军用雷达
(二)民用雷达
(三)雷达分类
三、雷达抗干扰技术
(一)雷达反侦察技术
(二)电子干扰
(四)雷达反辐射导弹技术
(五)雷达反低空入侵技术
(六)雷达反隐身技术
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一、雷达的主要指标
(一)雷达的主要战术指标
1、观察空域
雷达方位观察空域、仰角观察空域、最大探测高度、最大作用距离和最小作用距离。观察空域的大小取决于雷达辐射能量的大小
2、观察时间和数据率
观察时间是指雷达用于搜索整个空域的时间,它的倒数称为搜索数据率。
对同一目标相邻两次跟踪之间的间隔时间称为跟踪间隔时间,其倒数为跟踪数据率。
3、测量精度
测量精度是指雷达所测量的目标坐标与其真实值的偏离程度,即二者的误差。
4、分辨力
分辨力是指雷达对空间位置接近的点目标的区分能力。
5、抗干扰能力
抗干扰能力是指雷达在干扰环境中能够有效地检测目标和获取目标参数的能力。
(二)雷达的主要技术指标
1、天馈线性能
天线孔径,天线增益、天线波瓣宽度、天线波束的副瓣电平、极化形式、馈线损耗和天馈线系统的带宽等。
2、雷达信号形式
雷达信号的形式主要包括工作频率、脉冲重复频率PRF、脉冲宽度、脉冲串的长度、信号带宽、信号调制形式等。
3、发射机性能
发射机性能主要包括峰值功率、平均功率、功率放大链总增益、发射机末级效率和发射机总功率。
4、接收机性能
接收机性能主要包括接收机灵敏度、系统噪声温度、接收机工作宽带、动态范围、中频特性等。
5、测角方式
测试方式主要分为振幅法和相位法两类测角方式,还有天线波束的扫描法。
6、雷达信号处理
动目标显示和动目标检测的系统改善因子、脉冲多普勒滤波器的实现方式与运算速度要求、恒虚警率处理和视频积累方式等。
7、雷达数据处理能力
对目标的跟踪能力、二次解算能力、数据的变换及输入/输出能力。
二、雷达的应用与分类
(一)军用雷达
军用雷达按战术来分有以下主要类型:
1、预警雷达(超远程雷达)
预警雷达主要任务是发现洲际导弹/轰炸机,以便及早发出警报。特点是作用距离远达数千公里,至于测定坐标的精确度和分辨力是次要的。
2、搜索和警戒雷达
其任务是发现飞机,一般作用距离在400KM以上,有的可达600KM。对于测定坐标的精确度、分辨力要求不高。对于担当保卫重点城市或建筑物任务的中程警戒雷达要求有方位360°的搜索空城。
3、引导指挥雷达(监视雷达)
这种雷达用于对歼击机的引导和指挥作战,民用的机场调度雷达亦属这一类。其特殊要求是:对多批次目标能同时检测;测定目标的三个坐标。要求测量目标的精确度和分辨力较高,特别是目标间的相对位置要求较高。
4、火控雷达
控制火炮(或地空导弹)对空中目标进行瞄准攻击,因此要求:能够连续而准确地测定目标的坐标;迅速地将射击数据传递给火炮(或地空导弹)。这类雷达的作用距离较小,一般只有几十公里,但测量的精度要求很高。
5、制导雷达
制导雷达对付的是飞机和导弹:测定它们的运动轨迹;同时再控制导弹去攻击目标。要求能同时跟踪多个目标,并对分辨力要求较高。这类雷达天线的扫描方式往往有其特点,并随制导体制而异。
6、战场监视雷达
这类雷达用于发现坦克、军用车辆、人和其他在战场上的运动目标。
7、机载雷达
对于机载雷达共同的要求是体积小、重量轻、工作可靠性高。这类雷达除机载预警雷达外,主要有下列数种类型:
1)机载截击雷达
歼击机利用装在机上的截击雷达,准确地测量敌机的位置,以便进行攻击。它要求测量目标的精确度和分辨率高。
2)机载护尾雷达
用来发现和指示机尾后面一定距离内有无敌机。这种雷达结构比较简单,不要求测定目标的准备位置,作用距离也不远。
3)机载导航雷达
装在飞机或舰船上,用以显示地面或港湾图像,以便在黑夜和大雨、浓雾情况下,飞机和舰船能正确航行。这种雷达要求分辨力较高。
4)机载火控雷达
20世纪70年代后的战斗机上火控系统的雷达往往是多功能的。它能空对空搜索和截获目标,空对空制导导弹,空对空精密测距和控制机炮射击,空对地观察地形和引导轰炸,进行敌我识别和导航信标的识别,有的还兼有地形跟随和回避的作用,一部雷达往往具有七八部雷达的功能。
8、无线电测高仪
装置在飞机上,是一种连续波调频雷达,用来测量飞机离开地面或海面的高度。
9、雷达引信
这是装置在炮弹或导弹头上的一种小型雷达,用来测量弹头附件有无目标,当距离缩小到弹片足以击伤目标的瞬间,使炮弹(或导弹头)爆炸,提高了击中目标的命中率。
(二)民用雷达
在民用雷达方面,列举出以下一些类型和应用:
1、气象雷达
即观察气象的雷达,用来测量暴风雨和云层的位置及其移动路线。
2、航行管制(空中交通)雷达
航行管制雷达兼有警戒雷达和引导雷达的作用,故有时也称为机场监视雷达,它和二次雷达配合起来应用。这一雷达系统可以鉴定空中目标的高度、速度和属性,用以识别目标。
3、宇宙航行中用雷达
这种雷达用来控制飞船的交会和对接,以及在月球上的着陆。某些地面上的雷达用来探测和跟踪人造卫星。
4、遥感设备
安放在卫星或飞机上的某种雷达,可以作为微波遥感设备。主要感受地球物理方面的信息,由于具有二维高分辨力而可对地形、水资源、冰覆盖层、农业森林、地质结构及环境污染等进行测量和地图描绘。也曾利用此类雷达来探测月亮和行星(雷达天文学)。
此外,在飞机导航,航道探测(用以保证航行安全),公路上车速测量等方面,雷达也在发挥其积极作用。
(三)雷达分类
1、按照功能分类
按照雷达的功能,把主要的军用雷达分为搜索雷达和跟踪雷达两大类。
1)搜索雷达
任务是在尽可能大的空域范围内,尽可能早地发现远距离军事目标,主要用于警戒等目的。搜索雷达必须满足两个要求:很远的探测距离和很大的覆盖空域。
2)跟踪雷达
主要用于武器控制,为武器系统连续地提供对目标的指示数据,也用于导弹靶场测量等方面。如炮瞄雷达、导弹制导雷达、航天飞行器轨道测量雷达等。
2、按照雷达信号形式分类
1)脉冲雷达: 矩形脉冲,按一定的或交错的重复周期工作,使用最广的。
2)连续波雷达: 连续的正弦波,主要用来测量目标的速度。测量目标的距离需对发射信号进行调制,例如,对连续的正弦信号进行周期性的频率调制。
3)脉冲压缩雷达:发射宽的脉冲波,在接收机中对收到的回波信号加以压缩处理,以便得到窄脉冲。目前实现脉冲压缩主要有两种。线性调频脉冲压缩处理和相位编码脉冲压缩处理。脉冲压缩能解决距离分辨力和作用距离之间的矛盾。20世纪70年代研制的新型雷达绝大部分采用脉冲压缩的体制。
此外还有脉冲多普勒雷达、噪声雷达、频率捷变雷达等。
三、雷达抗干扰技术
(一)雷达反侦察技术
电子战对雷达的电子侦察包括:雷达情报侦察、雷达对抗支援侦察、雷达寻的和警告、引导干扰、辐射源定位。
雷达主要的反侦察措施:设计成低截获概率雷达、控制雷达开机时间、控制雷达工作频率、隐蔽雷达和新式雷达的启用必须经过批准、适时更换可能被敌方获悉的雷达阵地、设置假雷达,并发射假雷达信号
(二)电子干扰
雷达干扰是指利用雷达干扰设备发射干扰电子波或利用发射、散射、衰减以及吸波的材料反射或衰减雷达波,从而扰乱敌方雷达的正常或降低雷达的效能。
雷达干扰能造成敌方雷达迷盲,使其不能发现目标、引起判读错误,不能正确实施告警、雷达跟踪出错,使武器系统失控,威力不能正常发挥。
(三)雷达抗干扰技术
1、天线方面
A、当有一部远距离的干扰机干扰雷达时,如果设法保持极低的天线旁瓣,则可防止干扰能力通过旁瓣进入雷达接收机。
B、采用窄的天线波束带宽,采用高增益天线去集中照射目标,并“穿透”干扰。
C、采用随机性的电子扫描防止欺骗干扰机与天线扫描同步。
D、旁瓣相消技术用来抑制通过天线旁瓣进入的高占空比和类噪声干扰。
2、发射机方面
主要是适当地利用和控制发射信号的功率、频率和波形。
A、 增加有效辐射功率
这是一种对抗有源干扰的强有力的手段,此方法可增加信号/干扰功率比。如果再配合天线对目标的“聚光”照射,便能明显增大此时雷达的探测距离。雷达的发射要采用功率管理,以减小平时雷达被侦察的概率。
B、发射概率
在发射概率上可采用频率捷变或频率分集的办法,前者是指雷达在脉冲与脉冲间或脉冲串与脉冲串之间改变发射频率,后者是指几部雷达发射机工作于不同的频率而将其接收信号综合利用。这些技术代表一种扩展频谱的电子抗干扰方法,发射信号将在频域内尽可能展宽,以降低被敌方侦察时的可检测度,并且加重敌方电子干扰的负荷而使干扰更困难。
C、 发射波形编码
波形编码包括脉冲重复频率跳变、参差及编码和脉间编码等。所有这些技术使得欺骗干扰更加困难,因为敌方将无法获悉或无法预测发射波形的精确结构。
脉内编码的可压缩复杂信号,可有效地改善目标检测能力。它具有大的平均功率而峰值功率较小;其较宽的带宽可改善距离分辨力并能减小箔条类无源干扰的反射;由于它的峰值功率低,使辐射信号不易被敌方电子支援措施侦察到。因此,采用此类复杂信号的脉冲压缩雷达具有较好的电子反对抗性能。
3、与接收机、信号处理机有关的电子抗干扰
A、 接收机抗饱和
经天线反干扰后残存的干扰如果足够大,则将引起接收处理系统的饱和。接收机饱和将导致目标信息的丢失。因此,要根据雷达的用途研制主要用于抗干扰的增益控制和抗饱和电路。而已采用的宽-限-窄电路是一种主要用来抗扫频干扰,以防接收机饱和的专门电路。
B、信号鉴别
对抗脉冲干扰的有效措施是采样脉宽和脉冲重复频率鉴别电路。这类电路测量接收到脉冲的宽度和重复频率后,如果发现和发射信号的参数不同,则不让它们到达信号处理设备或终端显示去。
C、 信号处理技术
现代雷达信号处理技术已经比较完善,例如用来消除地面和云雨杂波的动目标显示和动目标检测,对于消除箔条等干扰是同样有效的。除了上述相参处理外,非相参处理的恒虚警率电路可以用提高检测门限的办法来减小干扰的作用。在信号处理机中获得的信号积累增益是一种有效的电子抗干扰手段。
除以上提到的之外,今年还出现其他几种有效的雷达抗干扰技术:
低截获概率雷达技术
稀布阵综合脉冲孔径雷达技术
无源探测技术
(四)雷达反辐射导弹技术
由于发反辐射导弹的出现,使得雷达面临着严重威胁,雷达面对这些威胁,采取的对抗措施有:
1、提高雷达空间、结构、频率、时间及极化的隐蔽性
2、瞬间改变雷达辐射脉冲参数
3、将发射机和接收机分开装置
4、尽量降低雷达带外辐射与热辐射
5、将雷达设计成低截获概率雷达
6、雷达采用超高频和甚高频波段
使用有源或无源诱饵,使ARM不能击中目标,或施放干扰,破坏和扰乱ARM的导引头工作。
1、用附加辐射源和诱饵发射机
2、雷达组网反ARM
3、施放各种调制有源干扰
(五)雷达反低空入侵技术
低空或超低空突防对雷达性能造成的影响有:地形遮挡、多径效应、强表面杂波
雷达反低空突防措施有:
1、设计反杂波性能优良的低空监视雷达
2、研制利用电离层折射特性的超视距雷达
3、提高雷达平台高度来增加雷达水平视距,延长预警时间
4、发挥雷达群体优势来对付低空突防飞行目标
(六)雷达反隐身技术
飞行器的反隐身技术主要包括外形设计、涂覆电波吸收材料和选用新的结构材料等方法。隐身飞机的隐身效果不是全方位的,它主要是减小从正前方附近,水平±45°,垂直±3°,范围照射时的后向散射截面,而目标其他方向,特别是前向散射RCS明显增大,因此可以采用在空间不同方向接收隐身目标散射波进行空间分集来发现它。
另一方面,涂覆的吸波材料有一定的频带范围,通常是2~18GHz,也就是说,涂覆的吸波材料对长的波长是无效的。当飞行器尺寸和工作波长可以相比时,其RCS进入谐振区,外形设计对隐身的作用会明显下降。这就是说,米波或更长波长的雷达具有良好的反隐身能力。以上表明,可从频率域进行反隐身。