米波雷達(dá)技術(shù)特點(diǎn)

米波雷達(dá)頻段為30~300MHz，波長(zhǎng)為1m~10m，米波雷達(dá)屬于長(zhǎng)波雷達(dá)，它帶有自己的發(fā)射機(jī)，主要用于長(zhǎng)距離探測(cè)，對(duì)戰(zhàn)機(jī)的威脅相對(duì)較小。對(duì)于隱形飛行器的探測(cè)是通過(guò)多批次連續(xù)開(kāi)機(jī)掃描來(lái)完成的。但是由于其自身有輻射源，很容易被對(duì)方發(fā)現(xiàn)并實(shí)施有效打擊。

米波雷達(dá)工作原理

隱身戰(zhàn)機(jī)主要通過(guò)外形的隱身設(shè)計(jì)和吸波涂層降低雷達(dá)的可探測(cè)。但就目前所有隱身戰(zhàn)機(jī)而言，仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)全方位和全電磁波段的所謂“全隱身”能力，特別是當(dāng)戰(zhàn)機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，掛載的導(dǎo)彈或者外部油箱等不具備隱身性能，大大增加了戰(zhàn)機(jī)被雷達(dá)探測(cè)到的可能性。而即便沒(méi)有外掛，隱身戰(zhàn)機(jī)也只有前部和腹部可實(shí)現(xiàn)對(duì)微波雷達(dá)的隱身，其隱身的電磁波段大都在0.3~29GHZ范圍，而米波雷達(dá)恰好避開(kāi)了隱身戰(zhàn)機(jī)的隱身波段，這成為它能探測(cè)到隱身戰(zhàn)機(jī)的原因所在。

正是因?yàn)槊撞ɡ走_(dá)“天然”擁有發(fā)現(xiàn)隱身戰(zhàn)機(jī)的“專長(zhǎng)”，其探測(cè)距離較遠(yuǎn)，體積重量也都不大，而且受天氣條件的影響小，電子對(duì)抗能力強(qiáng)，適宜放置在陸基、海基和空基平臺(tái)上機(jī)動(dòng)部署，因此許多軍事專業(yè)人士認(rèn)為，相比之下，米波雷達(dá)的綜合優(yōu)勢(shì)更好，理應(yīng)承擔(dān)反隱身戰(zhàn)機(jī)的重任。不過(guò)，傳統(tǒng)的米波雷達(dá)多使用簡(jiǎn)單的八木天線或老式網(wǎng)狀天線，缺點(diǎn)在于分辨率差，探測(cè)精度低、不能測(cè)高、目標(biāo)識(shí)別能力有限，而且由于不易消除地面反射波的影響，導(dǎo)致其低空探測(cè)能力弱、覆蓋空域不連續(xù)、抗干擾能力不足、陣地適應(yīng)性差。而這些問(wèn)題也正是導(dǎo)致米波雷達(dá)發(fā)展一度停滯不前的重要原因，也決定了如不加以改進(jìn)的話，米波雷達(dá)“視力”不提高，只能側(cè)重于防空警戒，不能用于武器引導(dǎo)，無(wú)法對(duì)隱身戰(zhàn)機(jī)提供高質(zhì)量的追蹤，難以成為當(dāng)前反隱身戰(zhàn)機(jī)中的核心雷達(dá)。

米波雷達(dá)陣地選擇三要素分析

1、地形遮蔽影響

在地物環(huán)境對(duì)雷達(dá)作用范圍的影響中，地物遮蔽是一個(gè)重要的方面，如果在雷達(dá)周圍有高大建筑物的存在或者山區(qū)地形的存在，都可能會(huì)對(duì)雷達(dá)形成一定范圍的遮蔽盲區(qū)，影響雷達(dá)探測(cè)威力的發(fā)揮。在不考慮繞射效應(yīng)的情況下，在遮蔽角以下雷達(dá)將不能探測(cè)到目標(biāo)。

作為遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)，米波雷達(dá)需要探測(cè)遠(yuǎn)距離目標(biāo)，為了使得模型更加精確，需要考慮地球曲率的影響，采用球面反射模型。在球面反射模型下，根據(jù)目標(biāo)仰角和目標(biāo)距離、高度、雷達(dá)架設(shè)高度等參數(shù)的關(guān)系

式中：θｔ為目標(biāo)仰角；ht為目標(biāo)高度；ho為雷達(dá)相位中心高度；Rｔ為目標(biāo)距離；R0為等效地球半徑。

當(dāng)目標(biāo)高度為20000ｍ、10000ｍ時(shí)，不同遮蔽角對(duì)雷達(dá)作用距離的影響如圖1所示。

因此，在選擇雷達(dá)架設(shè)陣地時(shí)，必須研究陣地周圍的地物特點(diǎn)，在主要作戰(zhàn)方向避開(kāi)可能對(duì)雷達(dá)產(chǎn)生遮蔽的地物，同時(shí)兼顧其它方向，以保證雷達(dá)威力的充分發(fā)揮。

2、同頻段干擾影響

米波雷達(dá)工作在VHF波段，而該波段通常被通信、導(dǎo)航、電視等電子設(shè)備占用，因此米波雷達(dá)易于受到這些民用設(shè)備的無(wú)意干擾。以電視頻道干擾為例，根據(jù)ＧＢ／T14433－93《彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，我國(guó)米波波段無(wú)線電視1～12頻道的頻率分布如表1所示，這些同頻段的干擾會(huì)對(duì)米波雷達(dá)產(chǎn)生噪聲干擾或假目標(biāo)干擾。

考慮噪聲干擾時(shí)，根據(jù)雷達(dá)距離方程，干擾條件下雷達(dá)作用距離隨干噪比變化關(guān)系如圖2所示。可見(jiàn)，噪聲干擾嚴(yán)重影響雷達(dá)的作用距離，因此，在選擇雷達(dá)陣地時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)這些同頻段干擾。

3、地面反射影響

米波雷達(dá)工作頻段低，波束寬度寬，容易受到地（水）面反射的影響。由于地（水）面多徑信號(hào)的干涉影響，天線的垂直面波瓣會(huì)發(fā)生變化，設(shè)在自由空間天線垂直面的幅度波瓣函數(shù)為ｆ0（θ，θ0），其中θ0是波瓣最大值的指向角；δ為直達(dá)波與反射波在目標(biāo)處的波程差；Sｄ為直達(dá)波在目標(biāo)處的電場(chǎng)強(qiáng)度；Sｒ?yàn)榉瓷洳ㄔ谀繕?biāo)處的電場(chǎng)強(qiáng)度；φｄ為自由空間天線波瓣在直達(dá)波仰角θｄ處的相位；φｒ?yàn)樽杂煽臻g天線波瓣在直達(dá)波仰角θｒ處的相位；ｆ0（θｄ，θ）為自由空間天線波瓣在直達(dá)波仰角θｄ處的幅度值；ｆ0（θｒ，θ）為自由空間天線波瓣在直達(dá)波仰角θｒ處的幅度值；ρ為地面反射系數(shù)的幅值；φｇ為地面反射系數(shù)的相位。

在這里僅考慮地面導(dǎo)電性能、地面粗糙度等因素的影響，不考慮地球曲率的影響。根據(jù)迭加原理，在目標(biāo)處的電場(chǎng)強(qiáng)度是直達(dá)波電場(chǎng)強(qiáng)度與反射波電場(chǎng)強(qiáng)度的迭加，表示如下：

由電磁場(chǎng)理論知：

將式（2）、式（3）代入式（1）得到考慮多徑效應(yīng)后天線的波瓣為：

下面對(duì)不考慮地面反射以及不同架高條件下雷達(dá)波束分裂情況進(jìn)行仿真，如圖3～圖8所示。仿真條件為：工作頻率60MHz，波束寬度6.5°，雷達(dá)架設(shè)高度分別為40ｍ、100ｍ、200ｍ、300ｍ、400ｍ。

從仿真結(jié)果可以看出，不同架高條件下，波瓣分裂情況明顯不同，造成威力覆蓋范圍也不同。選擇陣地時(shí)，可以根據(jù)雷達(dá)性能參數(shù)以及架設(shè)高度評(píng)估雷達(dá)威力覆蓋情況，在架高情況下，采用與架設(shè)高度相匹配的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)威力的充分發(fā)揮。

結(jié)束語(yǔ)

隱身飛機(jī)的出現(xiàn)對(duì)各國(guó)的防空雷達(dá)系統(tǒng)提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，迫使各國(guó)大力發(fā)展、部署米波雷達(dá)以應(yīng)對(duì)路仿真的干擾分析技術(shù)對(duì)進(jìn)入接收機(jī)的干擾對(duì)于接 收機(jī)性能的作用影響進(jìn)行分析。

尤其是針對(duì)軍事應(yīng)用來(lái)說(shuō)，目前現(xiàn)代軍用電子用頻設(shè)備普遍具備抗干擾措施，同一個(gè)干擾信號(hào)進(jìn)入采用不同抗干擾措施的２個(gè)同類接收機(jī)，雖然進(jìn)入接收機(jī)的干擾功率相同，但是會(huì)產(chǎn)生不同的干擾作用，需要采用更為精細(xì)化的分析手段。對(duì)于待分析設(shè)備量非常大的應(yīng)用場(chǎng)景，可先采用確定式分析技術(shù)進(jìn)行初步篩查，然后利用基于干擾鏈路仿真的干擾分析技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步深入分析，以達(dá)到分析效率和分析準(zhǔn)確性的平衡。