无源雷达技术的发展

作者：时间：2010-09-30来源：网络收藏

　　
　　几款典型的无源雷达
　　
　　美国的“沉默哨兵”霄达
　　美国洛克希德·马丁公司从1983年开始研究非协同式双基地无源雷达,于1998年研制出新型的“沉默哨兵”被动探测系统。这种无源雷达利用商业调频无线电台和电视台发射的50～80兆赫连续波信号,检测、跟踪、监视区内的运动目标。该系统由大动态范围数字接收机、相控阵接收天线、每秒千兆次浮点运算的高性能并行处理器及其软件组成。试验证明,它对雷达反射面积10米2目标的跟踪距离可达180千米,改进后可达220千米,能同时跟踪200个以上目标,分辨间隔为15米。
　　“沉默哨兵”可安装在建筑物和固定结构上,也可安装在飞机、卡车及方舱上以便快速部署。洛·马公司还试验过安装在水面舰艇和潜水艇上的两种系统,这它们一般利用沿海地区的广播系统作为照射源。在潜艇上的系统安装在潜望镜上,采用全向天线,提供直升机或海岸侦察机告警。
　　固定式“沉默哨兵”系统可实现全空域覆盖,对目标进行实时三维跟踪与监视,数据每秒更新8次,不受气候条件影响,系统成本和维护费用低。相控阵天线采用商用部件,安装在建筑物上,天线尺寸2．3×2．5米。该系统有120°的观察范围,采用数字波束形成技术实现整个扇区覆盖,可跟踪固定翼飞机、旋翼机、巡航导弹和弹道导弹。
　　快速部署系统用于进行实时数据收集和处理,目前部署在有电力自给能力的拖车上。该拖车安置在大篷内,相控阵天线安装在大蓬侧面,参考天线安装在大蓬顶部。这种特殊材质的大篷起到类似法拉第筒的作用,可防止车内处理器的电磁辐射干扰接收天线的正常工作。拖车内,加固式接收机、处理器和控制站占一半空间,空调系统和发电机放在另一半。
　　
　　英国的“蜂窝”霄达
　　英国的“蜂窝”雷达系统可探测、跟踪和识别陆上、海上和空中的移动目标,包括在树丛中运动的车辆,它理论上能够探测野外环境中10～15千米的地面目标和100千米的大型飞机。当目标进入探测区域后,引起蜂窝电话辐射波的反射,这些反射被一部或多部蜂窝电话雷达探测到。检测数据通过通信网络实时传送到中央控制系统,数据在这里进行处理,从而确定目标的位置和速度。该雷达系统除了反射蜂窝电话基站的辐射信号外,还可利用声传感器探测到目标辐射出的噪声,有助于确定目标位置。
　　“蜂窝”雷达在用于地面
防空时,其相控阵接收机能够采用展开式结构,或集成在伪装网中：在用于无源预警时,可以集成在坦克中或预警机上。该系统还可以用于海岸监视、战场侦察、特种情报收集(例如对机场活动进行秘密的无人监控)、边防安全及近海作战等。沿海岸线部署的“蜂窝”雷达可用于舰船检测、辅助搜救、领航、告警等任务。还可将其安装在预警机上形成无源预警能力,隐蔽地监视空域,探测100千米以外的飞机。
　　
　　“维拉-E”雷达
　　“维拉”系列无源雷达由捷克研制。“维拉-E”是该系列的最新型号,可探测定位、识别和跟踪空中、地面和海上目标,对空探测的最大距离为450千米,并可识别目标、生成空中目标图像。
　　“维拉-E”系统由4部分组成：分析处理中心居中,3个信号接收站呈圆弧线状分布在周围,站与站之间距离在50千米以上。分析处理中心部署在方舱车内,有完整的计算机系统以及通信、指挥和控制系统。信号接收站用重型汽车运载,可灵活部署。接收天线支架竖起时高17米,占地面积9×12米,3个人在1小时内即可竖起天线、进入监视状态。天线外形为圆柱体结构,功耗低、可靠性极高,平均无故障间隔时间达2000小时,可抵御30米／秒的大风。
　　
　　无源雷达的未来发展
　　
　　无源雷达系统(尤其是利用外部非协同辐射源的无源雷达),可能是今后10～20年的一个重要的发展方向。随着几大国际通信卫星计划的实施,未来将有1000多颗通信卫星在轨。其中将有许多能发射出足够高的射频能量,地面上大多数地点均会同时受到几个星载辐射源的照射,无源雷达系统可充分利用这些照射源进行目标探测和跟踪。总的来看,无源雷达将会在以下几个方面得到发展：
　　(1)扩展可用外辐射源的种类。外部的非协同辐射源从最早的电视信号、调频信号,到现在的移动通信信号、全球定位系统卫星信号,以及将来多种卫星信号和其他各种可能的辐射源,可供选择利用的外辐射源种类将日渐增多。
　　(2)雷达目标的傅立叶成像。伊利诺斯州大学的研究人员已证实,可用无源多基地雷达产生飞机目标的合成孔径图像。利用不同频率和不同位置的多部发射机,就可为某个目标建立一个傅立叶域的稠密数据集合,通过逆傅立叶变换就可以重构该目标的图像。
　　(3)不同平台无源雷达的组网。由于可供使用的外辐射源信号种类繁多,不同的辐射源信号占据了不同的频段,同一目标在不同频段会有不同的雷达特性。因此,为尽可能地提高对目标的探测能力,可以将不同平台的无源雷达进行组网。
　　(4)无源雷达与有源雷达相结合。当外界电磁辐射设备关机或无法利用时,无源雷达就无法对目标进行探测定位。因此,可考虑将无源雷达与有源雷达结合使用。如以双／多基地方式合理布设无源和有源雷达,当外界电磁辐射不存在或无法利用时,利用无源雷达接收己方有源雷达的直射信号与目标的反射信号,对目标进行探测。这样既提高了无源雷达的利用率,又增强了有源雷达的隐蔽性和生存能力。