無源雷達技術的發(fā)展

人們在一般情況下提到的雷達,指的是有源雷達。這是一種自身定向輻射出電磁脈沖照射目標,進行探測,定位和跟蹤的傳統(tǒng)雷達。有源雷達發(fā)射的電磁信號會被敵方發(fā)現(xiàn),定位,暴露自己。引來“殺身之禍”,子是人們開始研究自身不輻射電磁波的新體制雷達。這種借助非協(xié)同外部輻射源進行探測和定位的被動式雷達,就是無源雷達。
　　
　　無源雷達的特性及沿革
　　
　　無源雷達本身并不發(fā)射能量,而是被動地接收目標反射的非協(xié)同式輻射源的電磁信號,對目標進行跟蹤和定位。所謂非協(xié)同式外部輻射源,是指輻射源和雷達“不搭界”,沒有直接的協(xié)同作戰(zhàn)關系。這樣就使得探測設備和反輻射導彈不能利用電磁信號對無源雷達進行捕捉、跟蹤和攻擊。
　　無源雷達系統(tǒng)簡單,尺寸小,可以安裝在機動平臺上、易于部署,訂購與維護成本低。無源雷達不發(fā)射照射目標的信號,因此不易被對方感知,一般不存在被干擾的問題。它可以晝夜、全天候工作：可連續(xù)檢測目標,一般為每秒一次,信號源是40—400兆赫的低頻電磁波,有利于探測隱身目標和低空目標：不需頻率分配,因此可部署在不能部署常規(guī)雷達的地區(qū)。
　　無源雷達自身不發(fā)射信號,既帶來優(yōu)點也帶來缺點。由于依賴于第三方發(fā)射機,操作員對照射器無法主動控制,在被探測目標保持無線電靜默、照射器又不工作的情況下,無源雷達就成了無源之水,不能發(fā)揮作用。此外,一些發(fā)射機的有效輻射功率較低,易受干擾和空射誘餌的影響而且要求發(fā)射機與目標、目標與接收機以及接收機與發(fā)射機之間信號不受阻擋,限制了無源雷達的使用。
　　其實無源雷達并不是新概念,它的歷史幾乎與雷達技術本身一樣悠久。1935年,羅伯特·沃森·瓦特曾在單基地無源系統(tǒng)中利用英國廣播公司發(fā)射的短波射頻,照射10千米以外的“海福特”轟炸機。在第二次世界大戰(zhàn)中也試驗過預警無源雷達,如德國的“克萊思·海德堡”(Kleine Heidelberg)系統(tǒng)。但當時的系統(tǒng)缺乏足夠的處理能力,不能計算出目標的精確坐標。
　　當前,有很多國家熱衷于無源技術的應用研究。美國洛克希德·馬丁公司是最先涉足該領域的公司之一,據(jù)稱依靠電視和無線發(fā)射機,其無源系統(tǒng)的探測距離達到220千米以上。美國國防部國防高級研究計劃局以及華盛頓大學、喬治亞技術大學等高校和雷聲等公司,都開展了這一領域的研究。在歐洲,法國也進行了相應的技術研究工作、意大利演示了樣機系統(tǒng)、英國正在研究無源相干雷達和“蜂窩’雷達(Celldar),俄羅斯和捷克也在進行類似研究。
　　
　　無源雷達的分類
　　
　　無源雷達系統(tǒng)可以依據(jù)探測對象或配置方式來分類。依據(jù)配置方式,無源雷達分為固定式(地基)和機動式(安裝在潛艇、艦船、飛機、地面車輛等平臺上)兩大類。無源雷達的探測對象可以是雷達、通信電臺或其他無線輻射源,也可以是僅僅反射無線電信號的目標。無源雷達可以依據(jù)探測對象的不同,分為利用被探測目標的自身輻射進行探測和跟蹤,以及利用外照射源發(fā)射的電磁波進行探測和跟蹤兩大類。
　　
　　利用被探測目標的自身輻射
　　在被探測目標本身就是輻射源或攜帶了輻射源的情況下,無源雷達利用探測目標自身輻射的電磁波進行探測和跟蹤?？赡艿妮椛湓窗ɡ走_、通信電臺、應答機、有源干擾機、導航儀等電子設備。捷克研制的“維拉”系列無源雷達就屬于這類無源雷達。
　　
　　利用外照射源發(fā)射的電磁波
　　這類無源雷達探測的目標本身不直接輻射電磁能量。無源雷達在工作時,通過天線接收來自外部的非協(xié)同輻射源(第三方)的直射波,以及該外部輻射源照射目標后形成的反射波或散射波,利用其攜帶的多普勒頻移、多站接收信號的時間差和到達角等信息,經(jīng)處理后提取目標信息并消除無用信息和干擾,從而完成對目標的探測、定位和跟蹤。
　　可能的非協(xié)同方包括廣播電臺、電社臺、通信臺站、直接廣播系統(tǒng)(DBS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、各種平臺上的有原雷達等。美國研制的“沉默哨兵”(Silent Sentry)雷達就是這類雷達。利用全球移動通信系統(tǒng)(GSM)發(fā)射機的作用距離只有20千米,利用調(diào)頻無線基站的距離可達100-150千米,而大功率電視發(fā)射臺的作用距離更遠。利用其他雷達發(fā)射機的無源系統(tǒng)的作用距離與所用雷達相當。