所提供的情报,主要用于发布防空警报、引导歼击机截击敌方航空器以及为防空武器系统指示目标,也用于保障飞行训练和飞行管制,是现代战争中获取空中目标情报的重要技术装备,如图所示。
对空情报雷达
搜索、监视与识别空中目标并确定其坐标和运动参数的雷达。又称对空监视雷达。
- 英文名称
- air surveillance radar
- 又称
- 对空监视雷达
- 所属学科
- 信息与通信工程
20世纪30年代初期,英国、美国、德国和苏联等国家为了加强防空,竞相研究雷达。世界上第一批可实用的雷达是英国于1936年部署在其东南沿海的“本土链”警戒雷达。这种雷达使用短波频率,体积庞大,精度很差,但能探测到200千米以外的轰炸机,在不列颠空战中发挥了巨大作用。第二次世界大战期间,战争的迫切需要促使对空情报雷达迅速发展。40年代初期,美国和英国开始生产精度高的微波雷达,也就是早期的引导雷达、测高雷达和目标指示雷达。同期,德国、苏联与日本亦研制生产了各自的对空情报雷达。战后,随着航空兵器性能的提高和电子技术的进步,对空情报雷达的性能亦不断改进。50年代,对空情报雷达的探测距离与精度迅速提高,并且发展了动目标显示技术,研制成功动目标显示雷达,能有效地消除地面杂波干扰和敌方投放的箔条干扰。60年代,又陆续研制出脉冲压缩、频率捷变和相控阵等新体制雷达,提高了搜索、定位功能和抗干扰能力。70年代,大规模集成电路和计算机的迅速发展,促进了对空情报雷达性能和自动化程度的大幅度提高,如出现了无人值守或少人值守雷达,同时随着脉冲多普勒技术和超低副瓣天线技术的发展,研制了可在陆地强杂波背景下工作的机载脉冲多普勒预警雷达,提高了对低空目标的远程探测能力。80年代,随着数字技术和自适应信号处理技术的发展,雷达可自动改变技术参数以适应干扰环境的变化,使雷达抗有源干扰能力有了质的提高。这一时期三坐标相控阵体制雷达和数字波束形成技术迅速发展,成为对空情报雷达的主流。90年代,对空情报雷达大量采用模块化电路、超大规模集成电路以及先进的计算机和微处理器,大幅度提高了雷达的性能和自动化水平。为了提高雷达反隐身和生存能力,陆续研制出无源雷达等特殊体制雷达和高机动雷达,同时广泛采用固态有源相控阵技术体制,使对空情报雷达的可靠性和波束灵活性有很大提高。进入21世纪以后,对空情报雷达的作战对象和作战环境更加复杂,对雷达的要求不断提高,陆续研制了低频反隐身雷达、数字阵列雷达,以及集多功能多任务于一体具有较强电子战能力的两维有源相扫多功能雷达等,对空情报雷达资源优化管理、远程控制和组网能力有很大提高。数字阵列雷达技术和共形天线技术也在机载预警雷达中得到应用。
对空情报雷达按用途,分为警戒雷达、引导雷达和目标指示雷达等;按同时测定目标坐标的维数,分为三坐标雷达、两坐标雷达和测高雷达等;按探测距离的远近分为远程、中程和近程雷达等;按雷达运载平台,分为地面、水面和升空(包括机载、气球载和卫星载)雷达等。
①警戒雷达。用于监视规定的空域,尽早报知目标的出现。它一般具有较大的探测范围,但测量精度和分辨力不高、数据率较低。通常是两坐标雷达。
②引导雷达。用于引导歼击机截击敌方航空器,其探测范围一般小于警戒雷达,但精度、分辨力和数据率较高。两坐标引导雷达不能测定目标高度,所需高度参数,须由测高雷达提供。测高雷达具有水平方向宽、垂直方向窄的天线波束,在仰角上进行扫描,以测定目标高度。“V”型波束引导雷达是早期出现的三坐标雷达,能在一次圆周扫描中测定目标的距离、方位和高度。新型三坐标雷达通常具有多路发射接收通道和相应的多个天线波束,应用计算机处理目标信息,其功能比一部两坐标雷达和多部测高雷达配合工作更为先进,但结构复杂,造价较高。
③目标指示雷达。为高炮和地空导弹部队提供防区内的全部空情,并为防空武器系统指示目标的坐标,使武器系统的雷达或其他瞄准装置能迅速地捕获目标。它一般为中近程雷达,具有较高的数据率和精度。为了便于转移,地面目标指示雷达一般都具有较强的机动能力。
对空情报雷达的性能主要包括:探测范围、搜索周期(或数据率)、情报容量、测定目标的精度和分辨力、抗干扰能力、反隐身能力、机动性、可靠性和维修性等。探测范围指雷达天线波束扫描时所能探测到目标的空间范围。由于对空情报雷达通常在方位上采用圆周扫描搜索和扇形扫描搜索2种工作方式,这一范围通常是环形的,或是扇形的。探测范围垂直截面边界主要是根据对规定的标准目标(如雷达截面积为1平方米的目标),雷达能发现的概率值来确定,通常以发现概率值为50%的最大探测距离和最大高度来表述。搜索周期是指雷达天线在规定的方位区域内扫描1次的时间,数据率即雷达在单位时间内所能提供1个目标数据的次数,与搜索周期呈倒数关系。情报容量是衡量对空情报雷达在单位时间内的空情处理能力的重要指标。手工操作的雷达每分钟只能处理十多批空情,现代雷达具有自动录取设备,天线每搜索1周,可处理数十至数百批空情。抗干扰能力是对空情报雷达的关键性能,通常采用多种抗干扰技术来提高雷达抑制有源和无源干扰的能力,还可采用多部不同频率的雷达交错配置和对干扰源交叉定位等措施来抗电子干扰。机动性是指雷达架设和撤收所需的时间和人力,以及雷达运输的方式和运输时所需的运载平台能力或方舱数量。对空情报雷达通常具有良好的可靠性与维修性,即具有较长的平均故障间隔时间和较短的平均故障修复时间,以保证长时间地连续工作。
在战斗使用中,对空情报雷达常采用不同频率和不同性能的多部雷达组成雷达网,各雷达的探测范围互相衔接并有一定的重叠,构成一个严密的、不易被干扰和破坏的警戒引导系统。雷达站测得的目标情报,上报到各级雷达情报中心和指挥中心。现代化雷达网采用数字通信设备和计算机,自动录取、传递和处理情报,极大地提高了雷达网的效能。
对空情报雷达的发展趋势是:进一步提高抗干扰、抗反辐射武器、反隐身和战场生存能力;发展具有开放式体系架构,功能和性能可软件定义、动态重构的软件化雷达;发展能获取和利用目标及环境先验信息的认知雷达,以及基于机器学习的智能雷达;发展多功能一体化并具有目标分类和识别能力的宽带雷达;发展能利用多种外辐射源的无源雷达等特殊体制雷达,以及有源与无源相结合的分布式网络化雷达和区域雷达组网协同探测系统;发展基于光子技术的微波光子雷达等新体制雷达;利用空基、天基和海基等平台并进行一体化设计,提高探测范围和机动前出探测能力。
条目图册
扩展阅读
- 丁鹭飞,耿富录,陈建春.雷达原理.北京:电子工业出版社,2014.
- 贾玉贵.现代对空情报雷达.北京:国防工业出版社,2004.
- 郦能敬.对空情报雷达的测量精度分析.雷达科学与技术,2005,3(1):129-135.
- 郦能敬.对空情报雷达探测威力的设计论证.雷达科学与技术,2005,33(4):129-135.
- 郦能敬.对空情报雷达的频率优选.雷达科学与技术,2006,4(1):1-6.