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岸防侦察校射雷达及其发展

归档日期:06-29       文本归类:防雷达伪装      文章编辑:爱尚语录

  成立的百余年问,侵略者从海上入侵就达470 余次.近十几年来发生的英阿马岛之 战,中东之 战,海湾战争都显示了海岸防御的重要性.随着近海石油资源的开发,我国沿海一 些周边国 家.对我海域和岛礁海域不断挑起事端,这些都说明要十分重视加强岸防和要塞防 岸防雷达是海岸防御系统的重要组成部分.做为岸防,反海上登陆和近海护航,岸防雷达 起着重要作用.岸防雷达分为三种类型:对海警戒引导雷达,执行对海(或兼顾低空) 上目标的 监视;对海侦察校射雷达,其作用是在对海警戒雷达的协同下供海岸炮兵部队对海 侦察,校射, 用来精确测定水面活动目标的坐标和弹着点偏差,并具有一定的搜索能力;岸舰导 弹地面跟踪 雷达,其作用是在海岸警戒雷达协同下及时发现井跟踪目标,精确测量目标坐标, 供导弹发射 三种类型雷达名称十分混乱,但其功能划分在 6O~7()年代却十分清楚.随着武器 的发展和作 战需要,三者的功能已出现交混,台并,性能在长足进步.岸防侦察校射雷达工作过 程是发现 跟踪一校射,这是和武器及战术相匹配的.校射则是该类雷达的主要特征,是炮兵战术的需 岸炮作为海防武器的重要组成部分在近海,要塞防御中起着重要作用.岸防导弹的出现 改变了海防状况.但是,并不意味岸炮已过时了,没用了.做为一个防御层次,岸炮不 极作用西方军事家谈火炮武器时也指出导弹时代,火炮仍十分有用.海防侦察校射雷达 也仍然是不可缺少的一类雷达. 早期我国岸防侦察校射雷达基本上受原苏联雅克M一2 设计思想影响,60 年代发 型系列雷达,采用小角度扇扫,磁控管厘米波体制,分机动式和固定式两种,配属海岸炮兵部 队完成了一定的战术使命.但总的看,由于当时条件和电子工业基础的限制,雷达 的抗干扰能 力差,但两型雷达从无到有,威力较大,精度较高,又能校射弹着水柱,经多次打靶试 验,效果良 好,颇受欢迎. 从国外岸防雷达发展序列看,并没有严格的监视,导弹跟踪和侦察校射之分,而多 以海岸 监视雷达(Coastalsurveillanceradar),海岸警戒雷达(Coastalwarningradar),海岸防御 和火炮 (Coastal&fenceradar)命名.并且其功能多以监视,警戒为主西方大国发展岸防雷达以本国对外战 略为基 础.英,法及西欧各国在 70 年代,80 年代研制的海岸防御系统现仍有眼役.以英国 $840/ ~~kg41,瑞典9KR4()o 及法国TR~3410 为例,基本上是机械扫描式,采用磁控管发 射机,用加大 天线尺寸的方法提高角分辩力,功能以监视为主,能跟踪水上目标完成火力控制, 雷达注意到 兼顾低空功能 8O 年代英国桑恩伊美电子公司研制的追击炮位侦察雷达(辛柏林)睬用于迫击炮 定位外, 还可以探测火箭发射和海岸监视并具有一定的火控能力和搜索能力.瑞典(新型)海上长颈鹿低空,海岸防御雷达等在雷达本身性能,信号处理功能,多 目标 处理能力,可靠性方面有了很大进步. 美国作为超级大国在岸防系统发展上处于十分次要的地位二战后, 美国的 AN/MPG 作为典型的海岸警戒,火控雷达,明确注意到其校射功能的设计,其后无明显单独发展此雷 达动向. 下面对发展新一代岸防侦察,校射雷达的几个主要技术方向作一分析 ,体制选择岸防侦察,校射雷达主要使命是在一定扇形区域内搜索,发现并跟踪目标,岸炮射 予岸防雷达必须有多目标跟踪和处理能力,并能监视更太区域.多功能相控阵雷达能集搜索, 跟踪和武 器控制为一体,真正实现威胁环境中的快速反应. 机械扫描的常规雷达要完成岸防侦校任务,常有两种类型,一种是快速旋转,至少 要4O~ 6O 转/分钟的搜索雷达,采用边跟踪边扫描(TWS)方式跟踪,对炮弹水柱回波有若 干次采样时 机.该法由于采样周期太长,至使水柱升起落下时方位(距离亦有较太变化)测偏不 准;但此法 兼顾太范围搜索,并可处理多批目标.另一类是小范围机械快速扇扫(25~5O 秒),校度高,怛监视范围较小. 采用相控体制,可以实现多目标跟踪,边跟踪边搜索,校射对可以用测偏方式,也可 项目—~(Tws)快速扇扫 搜索监视范围(跟踪时)大较小较大 多且赫能力强较差强 跟踪精度较高较高高 校度较高高高 可采用抗干扰手段一般一般多 未来海上入侵必是密集的目标群,远距外海的掩护,近距快速抢滩登陆,隐身艇及 兼顾低 空目标攻击,因此,要求岸防雷达具有一定的目标容量,动态范围和高海情下目标 发现能力. 舰船目标的雷达反射面积约在lore~~O000m2 之间. 二,关于校射 校射对岸炮射击是十分重要的一环,它可以消除炮温,弹温和气象等影响,提高射 击精度. 校射有单发校射和群弹校射.单发校射比较常用,适用于半自动和自动测偏校射. 弹校射仅适用于半自动方式校射(以人工辅助,光标压群弹水柱回波几何中心的散布平均值): 厂半自动方式c光标压水柱回波,二 炮火校射_l 一自动方式跟踪法,踪 校射测得偏差数据p(方位偏差),R(距离偏差),送指挥仪为正式射击提供偏差 修正 三,四抗设计现代战争是海,陆,空,天,电的综合战争.预测 21 世纪初期,电子干扰仍将是雷达对 主要手段,并与攻击型(反辐射导弹,巡航导弹),隐蔽型(隐身飞机,隐身舰艇)武器相结合增加 系统对抗的有效性. 电子干扰电子干扰经数十年的实践,对于噪声干扰进行分析和实践的结论是,干扰与反干扰 双方的 最佳选择方案是,把自己的功率分散到尽量宽的频谱范围中.这个结论应用到干扰 技术中,即 采用宽带干扰,覆盖可能的雷达工作频段,用多部干扰机实施,而用于捷变雷达抗 干扰则采用 宽带跳频,快速(捷变)跳频,这些仍是可应用的有效手段之一 对于反角度欺骗干扰,单脉冲体制雷达仍是较好的方法.此外,距离欺骗干扰等均 可用不 同的波形设计方法对付. 水面舰艇典型的电子对抗系统以英国短剑(Cudass)为例: 干扰特性:连续渡,调幅,调频,触发脉冲噪声调制,点目标,扫频干扰等信号形式 干扰频段:8~】5GH 干扰功率:100~300W(RCW一2M干扰)200W(5--9.5GHz) 100W(8~15GHz) 1000W(8~l5GHz 脉冲干扰机) 此外,海上目标的发现和识别与雷达的动目标改善因子直接相关,确切讲,在同一 距离上, 雷达在地杂波(或海杂渡)中发现目标的能力和雷达的 MTI 改善因子成反比,和雷 达的信号带 宽成正比,和天线水平波束宽度成反比不论何种杂波干扰,气象干扰和金属箔条干 扰都正比 于MTI 的改善因子和信号带宽的乘积.实际上精细的多维分辨技术,低旁瓣天线技 术是非常 有效的抗有源和无源干扰方法.其具体工程中应用为:脉冲压缩技术,波瓣压缩技 术(压缩主 波瓣宽度),低旁瓣天线技术,自适应旁瓣相消技术(天线旁瓣零值控制)等.特别值 得提出的 是由于阵列天线数字波束形成技术的成熟和自适应天线算法的提高,自适应旁瓣 相消可以抑 制数个或数十个有源干扰和地(海)杂波从旁瓣进入,这已得到工程应用. 抗反辐射导弹反辐射导弹(ARM)自 60 年代越南战争到现在已发展到第三代,不论是第一代的 鸟(AGM一45),还是第二代的标准(AGM一76)和第三代的哈姆(AGM一8SA)都给雷达 造成很大威胁.尤其是 8O 年代,AGM 88A加惯导技术,对没有抗反辐射导弹措 施的雷达的 摧毁率是相当高的,预测21 世纪.,MRM仍将得到较大发展. 代号百舌鸟标准哈姆型号AGM一45A(;M一76A(;M一88A 单脉冲,无源宽带雷达制导方式同左 被动雷达寻的寻的与惯导 发射距离(km)l2~l62520 最大速度(Mach)23 装备年代(开始)60 年代196880 年代 20 次中误差命中率(资科)坞发命中l3 抗ARM是个长期复杂的任务,至今仍以采用ARM 告警,隐蔽雷达(如LPI)或诱饵 欺骗 等方式为主,而.,MRM告警是雷达抗ARM的首要条件之一 3.雷达的组网技术 雷达早期用组网方式集火射击是为了提高对目标的击毁概率.随着计算机技术的 发展, 人们已清楚地认识到,组网对抗有源干扰,反臆身,反 ARM(或巡航导弹)是有效的 手段之一, 尤其是对付海上目标,采用交汇测角,测距都是行之有效的. 真正的组网(高级网)应该是多部雷达,多个频率(频段)工作,多种极化方式,不同位 置,采用数据融合技术,达到系统功能倍增的目的.岸防雷达(警戒,跟踪,监视等)采用统一标 准接口,有利于战争期间快速应急组合,形成新的战斗力. 机动性问题机动作战是岸防系统不可忽视的战术手段之一.5O年代采用坑道式隐蔽作战时将 雷达, 岸炮推出坑道口的方式到 90 年代已显得落伍,因为它极易暴露目标.打了.就走,要 求雷达的 架设,撤收都要方便.机动能力是雷达增强作战能力与生存能力的重要措施.由于ARM,巡 航导弹和飞机的威胁日趋严重,雷达的机动能力也在迅速发展.利用GPS实现快速 架设和标 定,必将加速雷达机动能力的发展. 几种国外雷达的机动能力雷达型号lAN/TPS43PLLTOATR 国别f 美国意大利美国 装备年代60 年代中后期70 年代中期90 年代 波段SSS 作用距离300kml25km300km 架设时间45min 约70rainl5rain 拆改时间i30mi15mln 四,微波管发射机与固态发射机 发射机在雷达组成中,无论其功耗,体积,重量还是可靠性都占举足轻重的地位.由 作电压高,功率大,在常规雷达应用中发射机是故璋率较高的一个分机,其体积,重量大约占雷 达(除天线 左右因此,提高发射机的三性(可靠性,可维修性和 可用 性)尤为重要.在发射系统设计中,选择一个合适的功率管则是最重要的一环. 固态发射机在雷达发射机中,用固态功率管制成小功率的发射组件,再以功率合成的形式组成 几百瓦的功率组件,或以MM1C 方式接到每个天线辐射单元组成有源天线,或以 功率合成形 式组成几十千瓦以上的集中式发射机,其体积,重量,效率,可靠性,全寿命期价格以 及性能均 优,这是雷达发射机发展的方向. 自70 年代高频功率晶体管与微波单片集成电 路组成的发射机相继问世以来,微波功率管和 G-oA~FET 技术有了很大提高.二者的发展过程亦 出现一个明显的分界,如图2 所示. 目前达到商品化的功率管是: 波段几瓦/每支管((:w)虽然,高频功率管在不断发展,现阶段C 波段, 波段以上要做成集中式固态发射机,其合成技术要复杂得多,最终输出功率仍受很大限制.而用 FET 做成分布或半分布式则较适宜,但该波段的功 率器件性能仍显不足. II『\『lJ \硅双极牲晶体管 II『『 \IIl fII GF1T20 频率(G) 现代实用的固态功率器件的平均功率(9O 年代水平) 近二十余年微波管的发展十分迅速,栅控TT 自60 年代中期应用以来,发射机水 了很大提高.据专门预测,微渡管发射机的经济性,可靠性仍使其保持发展势头TwT 命已达数千上万小时,其性能可靠性已达到和雷达的发展相匹配的程度.但我国和国际相比 尚有一定差距. 固态发射机?TwT发射机? 由以上简单叙述可见,两种类型的发射机随着功率器件的发展仍在并行发展,有人 预测这 种并行发展情况至少三十年内是这样.总之,选择哪种型式的发射机,制约因素很 多,必须综 合考虑,这些因素主要有: 价格:订货能承受的价格寿命期价格 订货方的特殊要求五,一种新岸防侦察校射雷达的构想 功能:多目标,多功能,弹炮结合, 能对付500m以下直升机来袭,有良好的分辨能力和校射功能 体制:相控阵,单脉冲,全相参,捷变频 威力(量程):6okm/12Okm 目标截面积:1Om2~lOOm 目标批数:跟踪5~10 批,监视处理20 批上 分辨力: 方位:(1/2~1/3)a~(主波束宽度) 距离:iota 跟踪精度: 方位:15mrad 距离:lOm 测偏误差: 方位:1.5mrad 距离:lOm 天线. 高低角(微动):一10.~+20. 电扫范围:45. 抗干扰:抗角欺骗,距离欺骗 捷变频 五,结束语雷达组网,包括海上编队雷达组网及单舰雷达组网,是未来海军警戒探测系统发展 的必然 趋势我们已开展 多年的舰载雷达系统及指控系统的研制,有多个型号舰船雷达配置的经 验,且进行r 如统一触发,状态指示等全舰雷达统一一控制的初步工作.因此,深入研 究海上编 队雷达组网及单舰雷达组网的时机已经成熟. 参考文献 1FannaA.,StuderFA.RadarandSensornettin~PresentandFutureMicrowaveJournal 1988,(1):97~1O0 湘彭.分布武CI防空系统与区域性雷达群组网.现代电子,1994,(1):1~10 (上接第6 自适应旁瓣相消改善因子25dB有被动,记忆跟踪方式 有组网能力(标准接口,有线,无线通迅) 有ARM告警设备 架设时问:20min 撤收时问:20min 可靠性:MT1jF500h MlrrR30mm 参考文献 反隐身技术研讨会论文集(第二册)12

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