無(wú)源雷達技術(shù)的發(fā)展
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幾款典型的無(wú)源雷達
美國的“沉默哨兵”霄達
美國洛克希德·馬丁公司從1983年開(kāi)始研究非協(xié)同式雙基地無(wú)源雷達,于1998年研制出新型的“沉默哨兵”被動(dòng)探測系統。這種無(wú)源雷達利用商業(yè)調頻無(wú)線(xiàn)電臺和電視臺發(fā)射的50～80兆赫連續波信號,檢測、跟蹤、監視區內的運動(dòng)目標。該系統由大動(dòng)態(tài)范圍數字接收機、相控陣接收天線(xiàn)、每秒千兆次浮點(diǎn)運算的高性能并行處理器及其軟件組成。試驗證明,它對雷達反射面積10米2目標的跟蹤距離可達180千米,改進(jìn)后可達220千米,能同時(shí)跟蹤200個(gè)以上目標,分辨間隔為15米。
“沉默哨兵”可安裝在建筑物和固定結構上,也可安裝在飛機、卡車(chē)及方艙上以便快速部署。洛·馬公司還試驗過(guò)安裝在水面艦艇和潛水艇上的兩種系統,這它們一般利用沿海地區的廣播系統作為照射源。在潛艇上的系統安裝在潛望鏡上,采用全向天線(xiàn),提供直升機或海岸偵察機告警。
固定式“沉默哨兵”系統可實(shí)現全空域覆蓋,對目標進(jìn)行實(shí)時(shí)三維跟蹤與監視,數據每秒更新8次,不受氣候條件影響,系統成本和維護費用低。相控陣天線(xiàn)采用商用部件,安裝在建筑物上,天線(xiàn)尺寸2．3×2．5米。該系統有120°的觀(guān)察范圍,采用數字波束形成技術(shù)實(shí)現整個(gè)扇區覆蓋,可跟蹤固定翼飛機、旋翼機、巡航導彈和彈道導彈。
快速部署系統用于進(jìn)行實(shí)時(shí)數據收集和處理,目前部署在有電力自給能力的拖車(chē)上。該拖車(chē)安置在大篷內,相控陣天線(xiàn)安裝在大蓬側面,參考天線(xiàn)安裝在大蓬頂部。這種特殊材質(zhì)的大篷起到類(lèi)似法拉第筒的作用,可防止車(chē)內處理器的電磁輻射干擾接收天線(xiàn)的正常工作。拖車(chē)內,加固式接收機、處理器和控制站占一半空間,空調系統和發(fā)電機放在另一半。
英國的“蜂窩”霄達
英國的“蜂窩”雷達系統可探測、跟蹤和識別陸上、海上和空中的移動(dòng)目標,包括在樹(shù)叢中運動(dòng)的車(chē)輛,它理論上能夠探測野外環(huán)境中10～15千米的地面目標和100千米的大型飛機。當目標進(jìn)入探測區域后,引起蜂窩電話(huà)輻射波的反射,這些反射被一部或多部蜂窩電話(huà)雷達探測到。檢測數據通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)傳送到中央控制系統,數據在這里進(jìn)行處理,從而確定目標的位置和速度。該雷達系統除了反射蜂窩電話(huà)基站的輻射信號外,還可利用聲傳感器探測到目標輻射出的噪聲,有助于確定目標位置。
“蜂窩”雷達在用于地面
防空時(shí),其相控陣接收機能夠采用展開(kāi)式結構,或集成在偽裝網(wǎng)中：在用于無(wú)源預警時(shí),可以集成在坦克中或預警機上。該系統還可以用于海岸監視、戰場(chǎng)偵察、特種情報收集(例如對機場(chǎng)活動(dòng)進(jìn)行秘密的無(wú)人監控)、邊防安全及近海作戰等。沿海岸線(xiàn)部署的“蜂窩”雷達可用于艦船檢測、輔助搜救、領(lǐng)航、告警等任務(wù)。還可將其安裝在預警機上形成無(wú)源預警能力,隱蔽地監視空域,探測100千米以外的飛機。
“維拉-E”雷達
“維拉”系列無(wú)源雷達由捷克研制。“維拉-E”是該系列的最新型號,可探測定位、識別和跟蹤空中、地面和海上目標,對空探測的最大距離為450千米,并可識別目標、生成空中目標圖像。
“維拉-E”系統由4部分組成：分析處理中心居中,3個(gè)信號接收站呈圓弧線(xiàn)狀分布在周?chē)?站與站之間距離在50千米以上。分析處理中心部署在方艙車(chē)內,有完整的計算機系統以及通信、指揮和控制系統。信號接收站用重型汽車(chē)運載,可靈活部署。接收天線(xiàn)支架豎起時(shí)高17米,占地面積9×12米,3個(gè)人在1小時(shí)內即可豎起天線(xiàn)、進(jìn)入監視狀態(tài)。天線(xiàn)外形為圓柱體結構,功耗低、可靠性極高,平均無(wú)故障間隔時(shí)間達2000小時(shí),可抵御30米／秒的大風(fēng)。
無(wú)源雷達的未來(lái)發(fā)展
無(wú)源雷達系統(尤其是利用外部非協(xié)同輻射源的無(wú)源雷達),可能是今后10～20年的一個(gè)重要的發(fā)展方向。隨著(zhù)幾大國際通信衛星計劃的實(shí)施,未來(lái)將有1000多顆通信衛星在軌。其中將有許多能發(fā)射出足夠高的射頻能量,地面上大多數地點(diǎn)均會(huì )同時(shí)受到幾個(gè)星載輻射源的照射,無(wú)源雷達系統可充分利用這些照射源進(jìn)行目標探測和跟蹤?？偟膩?lái)看,無(wú)源雷達將會(huì )在以下幾個(gè)方面得到發(fā)展：
(1)擴展可用外輻射源的種類(lèi)。外部的非協(xié)同輻射源從最早的電視信號、調頻信號,到現在的移動(dòng)通信信號、全球定位系統衛星信號,以及將來(lái)多種衛星信號和其他各種可能的輻射源,可供選擇利用的外輻射源種類(lèi)將日漸增多。
(2)雷達目標的傅立葉成像。伊利諾斯州大學(xué)的研究人員已證實(shí),可用無(wú)源多基地雷達產(chǎn)生飛機目標的合成孔徑圖像。利用不同頻率和不同位置的多部發(fā)射機,就可為某個(gè)目標建立一個(gè)傅立葉域的稠密數據集合,通過(guò)逆傅立葉變換就可以重構該目標的圖像。
(3)不同平臺無(wú)源雷達的組網(wǎng)。由于可供使用的外輻射源信號種類(lèi)繁多,不同的輻射源信號占據了不同的頻段,同一目標在不同頻段會(huì )有不同的雷達特性。因此,為盡可能地提高對目標的探測能力,可以將不同平臺的無(wú)源雷達進(jìn)行組網(wǎng)。
(4)無(wú)源雷達與有源雷達相結合。當外界電磁輻射設備關(guān)機或無(wú)法利用時(shí),無(wú)源雷達就無(wú)法對目標進(jìn)行探測定位。因此,可考慮將無(wú)源雷達與有源雷達結合使用。如以雙／多基地方式合理布設無(wú)源和有源雷達,當外界電磁輻射不存在或無(wú)法利用時(shí),利用無(wú)源雷達接收己方有源雷達的直射信號與目標的反射信號,對目標進(jìn)行探測。這樣既提高了無(wú)源雷達的利用率,又增強了有源雷達的隱蔽性和生存能力。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/157037.htm
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