趙 亮，董鵬署，李宗亭

(1.濟(jì)南基地，山東 濟(jì)南 250000；2.空軍預(yù)警學(xué)院，湖北 武漢 430019)

?

平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)能力分析

趙 亮1，董鵬署2，李宗亭2

(1.濟(jì)南基地，山東 濟(jì)南 250000；2.空軍預(yù)警學(xué)院，湖北 武漢 430019)

提出了一種臨近空間預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)——平流層飛艇載綜合脈沖孔徑雷達(dá)(SIAR)系統(tǒng)，它采用綜合脈沖孔徑雷達(dá)體制，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)臨近空間目標(biāo)的預(yù)警監(jiān)視，還具備較強(qiáng)的低空探測(cè)能力和反隱身能力，論證了平流層飛艇載SIAR系統(tǒng)的探測(cè)能力。

臨近空間；平流層飛艇；綜合脈沖孔徑雷達(dá)

0 引 言

隨著臨近空間飛行器的發(fā)展，臨近空間已成為重要的作戰(zhàn)空域，但現(xiàn)役預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)沒有對(duì)臨近空間的探測(cè)能力。平流層飛艇載綜合脈沖孔徑雷達(dá)(SIAR)系統(tǒng)是將雷達(dá)通過飛艇平臺(tái)升高至平流層高度的臨近空間預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，它不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)臨近空間目標(biāo)的預(yù)警探測(cè)，還可有效拓展現(xiàn)役預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的探測(cè)范圍，加強(qiáng)和彌補(bǔ)低空探測(cè)能力和反隱身能力。它既是地面雷達(dá)的一種有效補(bǔ)充，也是戰(zhàn)略預(yù)警體系的重要組成部分[1]。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

以美國為代表的諸多國家大力開展臨近空間平臺(tái)和武器研究，對(duì)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)提出了更高要求。臨近空間飛行器的運(yùn)行高度一般在20～100 km，不僅活動(dòng)空間超出現(xiàn)役情報(bào)雷達(dá)覆蓋范圍，而且臨近空間武器的高速運(yùn)動(dòng)更增加了探測(cè)難度。

美國洛克希德·馬丁公司制造的HAA飛艇，能長時(shí)間滯空，監(jiān)視可能飛向北美大陸的彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈等；以色列飛機(jī)工業(yè)公司研制的偵察飛艇，也可執(zhí)行對(duì)其周邊國家的監(jiān)視和預(yù)警任務(wù)。

本文提出平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)，搭載稀布陣、綜合脈沖孔徑(SIAR)體制雷達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)臨近空間目標(biāo)、低空超低空突防目標(biāo)和隱身目標(biāo)的探測(cè)。SIAR體制雷達(dá)是由法國航空航天研究局于20世紀(jì)70年代末提出并研制的一種新體制雷達(dá)[2-3]，是一種嶄新的四維(方位、仰角、距離和速度)米波多功能雷達(dá)系統(tǒng)。

2 平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)需求分析

平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)是指將稀布陣綜合脈沖孔徑雷達(dá)通過高空飛艇平臺(tái)升高到平流層，使其在平流層內(nèi)運(yùn)行的一種預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)。它綜合了平流層、飛艇和稀布陣SIAR的優(yōu)勢(shì)，大大增強(qiáng)了雷達(dá)的預(yù)警探測(cè)能力[4-5]。

平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)包括：

(1) 空域探測(cè)能力強(qiáng)

雷達(dá)可長期懸?？罩?，既能仰視探測(cè)臨空目標(biāo)，又能俯視低空、超低空突防目標(biāo)。而地面情報(bào)雷達(dá)俯視探測(cè)能力弱，預(yù)警機(jī)和氣球載雷達(dá)僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)低空目標(biāo)的預(yù)警監(jiān)視。平流層飛艇載雷達(dá)探測(cè)臨空目標(biāo)時(shí)，由于環(huán)境簡(jiǎn)單，幾乎無雜波干擾；臨近空間內(nèi)空氣密度低，電磁波的損耗和折射相對(duì)較小，因而探測(cè)距離和仰角范圍比地面雷達(dá)大。

(2) 快速響應(yīng)能力強(qiáng)

雷達(dá)日常處于待命或執(zhí)行編組開機(jī)預(yù)警監(jiān)視任務(wù)，當(dāng)接收到地面指揮中心指令后，可隨時(shí)根據(jù)任務(wù)需要機(jī)動(dòng)至相關(guān)任務(wù)空域，較地面雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能更強(qiáng)。

(3) 運(yùn)用綜合脈沖孔徑雷達(dá)技術(shù)

米波稀布陣綜合脈沖孔徑雷達(dá)既有傳統(tǒng)米波雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)，又克服了米波方向分辨力差的問題，具備完成平流層飛艇載雷達(dá)系統(tǒng)各種作戰(zhàn)任務(wù)的能力。

3 平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)能力模擬仿真

3.1 目標(biāo)模型

設(shè)置臨近空間目標(biāo)，高度40 km，巡航時(shí)速5 400 km；U-2高空偵察機(jī)高度21 000 m，巡航時(shí)速830 km；低空目標(biāo)雄風(fēng)-2E對(duì)陸攻擊巡航導(dǎo)彈采用機(jī)載平臺(tái)發(fā)射，飛行時(shí)速800 km，射程1 000 km，可對(duì)我重要目標(biāo)造成威脅，其X波段雷達(dá)反射截面積小于0.01 m2。

3.2 預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)模型

平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)和地面雷達(dá)部署在目標(biāo)飛行航線上，預(yù)警機(jī)在預(yù)定區(qū)域跑道型航線上巡航。其主要設(shè)置參數(shù)如表1所示。

表1 平臺(tái)參數(shù)設(shè)置

3.3 仿真結(jié)果與分析

在上述場(chǎng)景條件下，各種預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)時(shí)間是反映預(yù)警能力的重要性能指標(biāo)。低空、高空、臨近空間目標(biāo)探測(cè)時(shí)間掃描圖如圖1～圖3所示。

圖1～圖3中橫軸表示目標(biāo)飛行時(shí)間，縱軸表示預(yù)警監(jiān)視手段，線段表示預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)從搜索到目標(biāo)開始到跟蹤結(jié)束的時(shí)間，線段的中斷部分表示目標(biāo)在雷達(dá)上暫消，此時(shí)目標(biāo)在預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的低空盲區(qū)或頂空盲區(qū)。圖1中低空目標(biāo)的飛行時(shí)間約為60 min，圖2中高空目標(biāo)的飛行時(shí)間約為58 min，圖3中臨近空間目標(biāo)的飛行時(shí)間約為9 min。分析得出各種預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)時(shí)間大致如表2所示。

表2 探測(cè)時(shí)間

4 結(jié)束語

根據(jù)以上分析，初步論證了平流層飛艇載SIAR雷達(dá)具有較好的探測(cè)能力，分析可得出如下結(jié)論：

(1) 平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)低空突防目標(biāo)具有較好的探測(cè)能力，預(yù)警機(jī)次之，而地面雷達(dá)由于受地球曲率的影響，探測(cè)能力有限，不能為預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)提供足夠的反應(yīng)時(shí)間。

(2) 平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)和地面雷達(dá)對(duì)高空目標(biāo)均有較好的探測(cè)能力，而預(yù)警機(jī)由于受滯空高度制約，不能為預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)提供足夠的反應(yīng)時(shí)間。

(3) 平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)臨近空間目標(biāo)具有較好的探測(cè)能力，而預(yù)警機(jī)和地面情報(bào)雷達(dá)受雷達(dá)體制限制，無法實(shí)現(xiàn)空域覆蓋，不具備探測(cè)臨近空間目標(biāo)的能力。

綜上所述，平流層飛艇載SIAR雷達(dá)系統(tǒng)相比以預(yù)警機(jī)為代表的空基雷達(dá)和地面雷達(dá)具有較好的目標(biāo)探測(cè)能力，同時(shí)可作為探測(cè)臨近空間目標(biāo)的有效手段加以利用。

[1] 齊子國，張建明，王燕宇，等.無人飛艇合成孔徑雷達(dá)演示系統(tǒng)研究與試驗(yàn)[J].中國雷達(dá)，2010(3)：1-4.

[2] DOREY J,BLANCHARD Y,CHRISTOPHE F.Le projet “RIAS”:uneapproche aerienne [C]//Colloque International sur le Radar,Paris,1984:505-510.

[3] LUSE A S.Experimental results on “RIAS” digital beamforming radar[C]//International Conference on Radar,London,1992:505-510.

[4] 保錚，張慶文.一種新型的米波雷達(dá)：稀布陣綜合脈沖孔徑雷達(dá)[J].火控雷達(dá)技術(shù)，1995，24(3):2-14.

[5] 董鵬曙，李宗亭，張朝偉.平流層飛艇載綜合脈沖孔徑雷達(dá)系統(tǒng)研究[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù),2012(5):476- 480.

AnalysisofDetectionCapabilityofStratosphericAirship-basedSIARRadarSystem

ZHAO Liang1,DONG Peng-shu2,LI Zong-ting2
(1.Ji Nan Base，Jinan 250000,China;2.Air Force Early Warning Academy,Wuhan 430019,China)

This paper presents a kind of near space early warning surveillance system——the stratospheric airship-based synthesized impulse aperture radar (SIAR) system,which adopts SIAR system,not only can realize the early warning and surveillance to near space targets,but also has good low-altitude detection capability and anti-stealth capability.The detection capability of stratospheric airship-based SIAR system is demonstrated.

near space;stratospheric airship;synthesized impulse aperture radar

2017-03-20

TN957.51

：A

：CN32-1413(2017)03-0032-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.03.008