高娜 閆永玲 張慶波 顧金玲 張保山 魏圣軍

摘 要：為了進一步提升防空雷達對隱身飛機的探測概率，在本文當(dāng)中對防空雷達對隱身飛機的檢測進行了系統(tǒng)的研究與分析。首先對防空雷達的反隱身飛機進行了理論分析，最后從單個雷達以及組網(wǎng)模式兩個方面分析了提升隱身飛機檢出概率的具體方法。

關(guān)鍵詞：防空雷達;隱身飛機;檢測概率

一.引言

隱身飛機的出現(xiàn)、應(yīng)用和發(fā)展，迫使人們研究反隱身技術(shù)。隱身飛機的威脅主要在于其多種技術(shù)的采用使得在其受攻擊方向盡可能減小雷達散射截面積（RCS），探測距離縮短，雷達的生存概率急劇下降。為了對抗隱身目標(biāo)，組網(wǎng)雷達應(yīng)運而生，組網(wǎng)雷達可通過多頻率可在大角度范圍內(nèi)從不同方位照射隱身飛機，通過彌補隱身目標(biāo)的RCS實現(xiàn)對隱身飛機的探測。因此在當(dāng)下單部雷達具備對隱身目標(biāo)預(yù)警探測能力較低的條件下，對抗隱身目標(biāo)較有效的方法就是雷達組網(wǎng)。

二.反隱身飛機理論分析

隱身飛機的設(shè)計原理是針對水平方向上水平角度為45°，垂直度在30°左右的基地雷達來展開的，這主要是由于處于該角度的雷達RCS將會大幅度減少，但是在其他方向的RCS則并不會出現(xiàn)顯著變化。由此可見，基于這種原理所設(shè)計的隱身飛機在雷達上并非是完全看不見的，只不過給雷達探測所預(yù)留的時間相對較低。其次，隱身飛機機身上所涂的材料涂層以及吸波結(jié)構(gòu)對微波的作用也具有特定的頻段要求，這也為隱身飛機的探測提供了必要的頻段窗口。基于以上兩點，組網(wǎng)雷達通過采用多角度雷達，發(fā)生多頻段微波的方式來進行隱身飛機的探測，通過這種方式能夠大大增加隱身飛機的發(fā)現(xiàn)概率，現(xiàn)階段組網(wǎng)雷達也已經(jīng)成為反隱身飛機的重要措施。

具體來說現(xiàn)階段組網(wǎng)雷達對隱身飛機的檢測主要是通過從頻域、空域和極化域這三個角度來實現(xiàn)的，其中頻域反隱身技術(shù)使用最為頻繁，同時也最為有效，其主要運用了VHF技術(shù)來實現(xiàn)這一目標(biāo)。而空域反射則充分利用了隱身目標(biāo)的縮減來進行探測，隱身飛機在飛行過程中若受到了來自其他角度的照射，則就會出現(xiàn)明顯的方向縮減，進而被雷達所捕獲。極化域則是通過改變雷達微波發(fā)射方向的方法來實現(xiàn)對隱身目標(biāo)RCS的最大化處理。從上文的分析中可以發(fā)現(xiàn)只有通過距離與方向探測才能準(zhǔn)確找到隱身飛機的具體位置，而這兩點對組網(wǎng)雷達的探測能力具有較高的要求。因此，對組網(wǎng)雷達的探測性能進行研究就顯得尤為重要了。

三.組網(wǎng)雷達的具體探測方法分析

假定該組網(wǎng)雷達共計由N個雷達所組成，所對應(yīng)的工作頻率分別為f1，f2，f3……fn，同時假定每個雷達的具體位置為（xi，yi），隱身飛機的飛行方向為θi，俯仰角為 φi，具體目標(biāo)探測示意圖如下圖1中所示，那么該組網(wǎng)雷達能夠發(fā)現(xiàn)該隱身飛機的概率則為：

（1）

從上式中我們可以發(fā)現(xiàn)組網(wǎng)雷達發(fā)現(xiàn)隱身飛機的概率與單個雷達發(fā)現(xiàn)隱身飛機的概率存在著直接的聯(lián)系，因此，探索組網(wǎng)雷達發(fā)現(xiàn)隱身飛機的概率不僅需要綜合考慮雷達組網(wǎng)模式，同時還需要考慮雷達發(fā)現(xiàn)能力的提升。

（一）提升單個雷達檢測能力的方法

從單個雷達的角度出發(fā)，反射距離的逐步縮短是導(dǎo)致隱身目標(biāo)散射面積減小的主要因素，在實際工程應(yīng)用當(dāng)中雷達的發(fā)射功率往往會受到增益噪聲系數(shù)的影響。基于此種情況，我們認為要想提升單個雷達的檢測能力就必須要立足單個雷達的檢測性能，提出基于N-P優(yōu)化準(zhǔn)則。基于以上假設(shè)我們可以推導(dǎo)出給定雷達的探測概率公式如下式（2）中所示：

（二）組網(wǎng)檢測模式改進

從上文的研究中可以發(fā)現(xiàn)雷達組網(wǎng)模式對隱身飛機的檢出概率也存在著一定的影響?；诖朔N情況，現(xiàn)階段已有部分專家學(xué)者對雷達組網(wǎng)模式進行了系統(tǒng)的研究與分析，并提出了一種組網(wǎng)雷達發(fā)現(xiàn)概率的概念，并給出了一種組合雷達發(fā)現(xiàn)概率的計算公式，該計算公式是基于秩D法所提出的一種新型計算方法，并從光學(xué)傳感器的角度對全探測空域進行了全方位的描述。從這一概念出發(fā)現(xiàn)集中式融合和分布式融合組網(wǎng)模式能在最大程度上提升組網(wǎng)檢測隱身飛機發(fā)現(xiàn)概率。

四.結(jié)語

在本文的研究當(dāng)中筆者從理論角度出發(fā)分析了防空雷達對隱身飛機的檢測，并總結(jié)了提升發(fā)現(xiàn)概率的具體方法，旨在促進現(xiàn)階段我國防空雷達事業(yè)的快速發(fā)展，進而鞏固我國國防事業(yè)。

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通訊作者：魏圣軍