無(wú)源雷達技術(shù)的發(fā)展

人們在一般情況下提到的雷達,指的是有源雷達。這是一種自身定向輻射出電磁脈沖照射目標,進(jìn)行探測,定位和跟蹤的傳統雷達。有源雷達發(fā)射的電磁信號會(huì )被敵方發(fā)現,定位,暴露自己。引來(lái)“殺身之禍”,子是人們開(kāi)始研究自身不輻射電磁波的新體制雷達。這種借助非協(xié)同外部輻射源進(jìn)行探測和定位的被動(dòng)式雷達,就是無(wú)源雷達。
　　
　　無(wú)源雷達的特性及沿革
　　
　　無(wú)源雷達本身并不發(fā)射能量,而是被動(dòng)地接收目標反射的非協(xié)同式輻射源的電磁信號,對目標進(jìn)行跟蹤和定位。所謂非協(xié)同式外部輻射源,是指輻射源和雷達“不搭界”,沒(méi)有直接的協(xié)同作戰關(guān)系。這樣就使得探測設備和反輻射導彈不能利用電磁信號對無(wú)源雷達進(jìn)行捕捉、跟蹤和攻擊。
　　無(wú)源雷達系統簡(jiǎn)單,尺寸小,可以安裝在機動(dòng)平臺上、易于部署,訂購與維護成本低。無(wú)源雷達不發(fā)射照射目標的信號,因此不易被對方感知,一般不存在被干擾的問(wèn)題。它可以晝夜、全天候工作：可連續檢測目標,一般為每秒一次,信號源是40—400兆赫的低頻電磁波,有利于探測隱身目標和低空目標：不需頻率分配,因此可部署在不能部署常規雷達的地區。
　　無(wú)源雷達自身不發(fā)射信號,既帶來(lái)優(yōu)點(diǎn)也帶來(lái)缺點(diǎn)。由于依賴(lài)于第三方發(fā)射機,操作員對照射器無(wú)法主動(dòng)控制,在被探測目標保持無(wú)線(xiàn)電靜默、照射器又不工作的情況下,無(wú)源雷達就成了無(wú)源之水,不能發(fā)揮作用。此外,一些發(fā)射機的有效輻射功率較低,易受干擾和空射誘餌的影響而且要求發(fā)射機與目標、目標與接收機以及接收機與發(fā)射機之間信號不受阻擋,限制了無(wú)源雷達的使用。
　　其實(shí)無(wú)源雷達并不是新概念,它的歷史幾乎與雷達技術(shù)本身一樣悠久。1935年,羅伯特·沃森·瓦特曾在單基地無(wú)源系統中利用英國廣播公司發(fā)射的短波射頻,照射10千米以外的“海福特”轟炸機。在第二次世界大戰中也試驗過(guò)預警無(wú)源雷達,如德國的“克萊思·海德堡”(Kleine Heidelberg)系統。但當時(shí)的系統缺乏足夠的處理能力,不能計算出目標的精確坐標。
　　當前,有很多國家熱衷于無(wú)源技術(shù)的應用研究。美國洛克希德·馬丁公司是最先涉足該領(lǐng)域的公司之一,據稱(chēng)依靠電視和無(wú)線(xiàn)發(fā)射機,其無(wú)源系統的探測距離達到220千米以上。美國國防部國防高級研究計劃局以及華盛頓大學(xué)、喬治亞技術(shù)大學(xué)等高校和雷聲等公司,都開(kāi)展了這一領(lǐng)域的研究。在歐洲,法國也進(jìn)行了相應的技術(shù)研究工作、意大利演示了樣機系統、英國正在研究無(wú)源相干雷達和“蜂窩’雷達(Celldar),俄羅斯和捷克也在進(jìn)行類(lèi)似研究。
　　
　　無(wú)源雷達的分類(lèi)
　　
　　無(wú)源雷達系統可以依據探測對象或配置方式來(lái)分類(lèi)。依據配置方式,無(wú)源雷達分為固定式(地基)和機動(dòng)式(安裝在潛艇、艦船、飛機、地面車(chē)輛等平臺上)兩大類(lèi)。無(wú)源雷達的探測對象可以是雷達、通信電臺或其他無(wú)線(xiàn)輻射源,也可以是僅僅反射無(wú)線(xiàn)電信號的目標。無(wú)源雷達可以依據探測對象的不同,分為利用被探測目標的自身輻射進(jìn)行探測和跟蹤,以及利用外照射源發(fā)射的電磁波進(jìn)行探測和跟蹤兩大類(lèi)。
　　
　　利用被探測目標的自身輻射
　　在被探測目標本身就是輻射源或攜帶了輻射源的情況下,無(wú)源雷達利用探測目標自身輻射的電磁波進(jìn)行探測和跟蹤?？赡艿妮椛湓窗ɡ走_、通信電臺、應答機、有源干擾機、導航儀等電子設備。捷克研制的“維拉”系列無(wú)源雷達就屬于這類(lèi)無(wú)源雷達。
　　
　　利用外照射源發(fā)射的電磁波
　　這類(lèi)無(wú)源雷達探測的目標本身不直接輻射電磁能量。無(wú)源雷達在工作時(shí),通過(guò)天線(xiàn)接收來(lái)自外部的非協(xié)同輻射源(第三方)的直射波,以及該外部輻射源照射目標后形成的反射波或散射波,利用其攜帶的多普勒頻移、多站接收信號的時(shí)間差和到達角等信息,經(jīng)處理后提取目標信息并消除無(wú)用信息和干擾,從而完成對目標的探測、定位和跟蹤。
　　可能的非協(xié)同方包括廣播電臺、電社臺、通信臺站、直接廣播系統(DBS)、全球定位系統(GPS)、各種平臺上的有原雷達等。美國研制的“沉默哨兵”(Silent Sentry)雷達就是這類(lèi)雷達。利用全球移動(dòng)通信系統(GSM)發(fā)射機的作用距離只有20千米,利用調頻無(wú)線(xiàn)基站的距離可達100-150千米,而大功率電視發(fā)射臺的作用距離更遠。利用其他雷達發(fā)射機的無(wú)源系統的作用距離與所用雷達相當。