王冠

（中國電子科技集團(tuán)公司第五十一研究所，上海201802）

0 引言

自2015年美國戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心（CSBA）在《決勝電磁波：重拾美國在電磁頻譜領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位》的研究報(bào)告中明確提出了“低-零功率”電磁頻譜戰(zhàn)新型作戰(zhàn)概念后，美軍通過成立專門機(jī)構(gòu)、頒布戰(zhàn)略、制定條令和發(fā)布“決勝三部曲”等，持續(xù)推進(jìn)“低-零功率”電磁頻譜作戰(zhàn)概念和能力發(fā)展。

“低-零功率”作戰(zhàn)的主要思想之一是利用低功率或無源探測(cè)（零功率）系統(tǒng)提高探測(cè)敵方目標(biāo)的可能性并降低被敵方探測(cè)的可能性。無源探測(cè)系統(tǒng)包括無源雷達(dá)和電子支援措施（ESM）系統(tǒng)等。無源探測(cè)系統(tǒng)與有源雷達(dá)集成或組網(wǎng)探測(cè)可大大提高綜合防空系統(tǒng)的信息對(duì)抗能力。

近年來隨著寬帶數(shù)字化技術(shù)、算法和計(jì)算能力的不斷增強(qiáng)，各國積極發(fā)展無源雷達(dá)，將無源雷達(dá)集成到新一代綜合防空系統(tǒng)，提高防空系統(tǒng)的電磁頻譜作戰(zhàn)能力。德國亨索爾特公司將“特因維斯”（Twinvis）無源雷達(dá)作為可選組件集成到迪爾公司IRIS-T系列防空系統(tǒng)中。瑞士在其“空中2030”防空現(xiàn)代化項(xiàng)目中也測(cè)試了無源雷達(dá)。美軍的第三代“沉默哨兵”無源雷達(dá)系統(tǒng)也將通過其在研的一體化防空反導(dǎo)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)（IBCS）實(shí)現(xiàn)和“薩德”反導(dǎo)系統(tǒng)等系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作［1］。

1 研發(fā)背景

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，地面防空系統(tǒng)，特別是其目標(biāo)指示和制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)，因依靠自身定向輻射電磁波實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的探測(cè)、定位和跟蹤，故往往是被優(yōu)先打擊的對(duì)象。通過將無源探測(cè)系統(tǒng)集成到新一代綜合防空系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)“靜默”工作，減少甚至無需雷達(dá)開機(jī)，即可對(duì)入侵的敵作戰(zhàn)飛機(jī)等空中目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和跟蹤，為武器系統(tǒng)提供目標(biāo)指示和制導(dǎo)信息，直接引導(dǎo)武器進(jìn)行打擊，提供有效的防空打擊能力。

有源雷達(dá)與無源探測(cè)系統(tǒng)融合（或集成）的歷史起源于20世紀(jì)70年代。多假設(shè)跟蹤（MHT）技術(shù)常被用于處理雜波環(huán)境下的多目標(biāo)情況。起初，是為得到更優(yōu)的對(duì)空監(jiān)視空情圖，將有源雷達(dá)、ESM系統(tǒng)和紅外傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。隨著越來越復(fù)雜系統(tǒng)的逐步開發(fā)，有源雷達(dá)、敵我識(shí)別（IFF）或ESM等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)已能被結(jié)合起來。進(jìn)入21世紀(jì)，越來越強(qiáng)的計(jì)算能力推動(dòng)了無源雷達(dá)的快速發(fā)展。

無源雷達(dá)（也稱非合作無源探測(cè)系統(tǒng)或無源相干定位（PCL）系統(tǒng)）是利用第三方發(fā)射的電磁信號(hào)（主要有：雷達(dá)信號(hào)、調(diào)頻/調(diào)幅/數(shù)字音頻廣播信號(hào)、模擬/數(shù)字電視信號(hào)、GSM/CDMA移動(dòng)通信信號(hào)、全球定位系統(tǒng)等衛(wèi)星信號(hào)及手機(jī)基站信號(hào)等）探測(cè)、跟蹤目標(biāo)的特殊雙/多基地雷達(dá)系統(tǒng)，其通過接收來自照射源的直達(dá)波和經(jīng)目標(biāo)反射后的回波，測(cè)得目標(biāo)回波的多普勒頻率、到達(dá)時(shí)差和到達(dá)角等信息，經(jīng)處理后實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤和定位。

無源雷達(dá)具有反隱身、抗干擾、抗超低空突防以及抗反輻射武器的特性，越來越受各國重視。近年來，隨著寬帶數(shù)字化技術(shù)和算法的不斷成熟及硬件水平的大幅度提高，各國積極推進(jìn)無源雷達(dá)在新一代綜合防空系統(tǒng)中的應(yīng)用。

由于無源雷達(dá)存在高虛警率、可能的虛假目標(biāo)、到達(dá)角（DOA）估計(jì)差（與典型的對(duì)空監(jiān)視雷達(dá)相比）等問題，融合無源和有源雷達(dá)數(shù)據(jù)會(huì)引起高計(jì)算量，因此，21世紀(jì)才首次嘗試此類融合。2009年北約傳感器與電子技術(shù)（SET）研究任務(wù)組（RTG）從北約SET-152/RTG“可部署多波段無源/有源雷達(dá)（DMPAR）”起（2009—2012年）就已開展了大量的工作，DMPAR概念的重點(diǎn)目標(biāo)是集成工作在不同頻段上的無源/有源雷達(dá)的數(shù)據(jù)。2019年9月北約SET-258/RTG“DMPAR部署與評(píng)估”（2018—2022年）在波蘭舉行了一場(chǎng)名為地基、空基、海基有源無源雷達(dá)試驗(yàn)（APART-GAS）的試驗(yàn)活動(dòng)，將從軍用網(wǎng)絡(luò)所收集的有源和無源雷達(dá)等的點(diǎn)跡在線進(jìn)行了融合。該試驗(yàn)讓武裝部隊(duì)在無源雷達(dá)和有源雷達(dá)的實(shí)際協(xié)同方面獲得了重要經(jīng)驗(yàn)。從2019年9月起APART-GAS試驗(yàn)活動(dòng)就成為了北約科學(xué)與技術(shù)組織的一項(xiàng)長期持續(xù)的工作，用以實(shí)現(xiàn)一種集成有源軍用雷達(dá)、現(xiàn)役無源雷達(dá)、無源雷達(dá)樣機(jī)及無源輻射源跟蹤（PET，一種ESM）系統(tǒng)等的優(yōu)化方法。2022年3月北約科學(xué)與技術(shù)組織揭示了可部署的DMPAR系統(tǒng)。

2 無源雷達(dá)最新發(fā)展及其在綜合防空系統(tǒng)集成應(yīng)用情況

隨著無源雷達(dá)快速發(fā)展，各國積極推進(jìn)無源雷達(dá)在綜合防空系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2.1 德國將“特因維斯”系統(tǒng)集成到IRIS-T系列防空系統(tǒng)

2022年2月，德國亨索爾特公司將“特因維斯”無源雷達(dá)系統(tǒng)作為可選組件集成到德國迪爾防務(wù)公司IRIS-T系列防空系統(tǒng)中。埃及是首批運(yùn)用該技術(shù)的用戶之一，向該國出售的16套IRIS-T系統(tǒng)將包括“特因維斯”系統(tǒng)。瑞士被認(rèn)為是另一個(gè)潛在客戶，該國在其“空中2030”防空現(xiàn)代化項(xiàng)目中測(cè)試了無源雷達(dá)系統(tǒng)。2022年6月德國空軍也有意采購無源雷達(dá)系統(tǒng)。

亨索爾特公司曾在2018年柏林航展期間利用“特因維斯”系統(tǒng)捕捉到了2架到訪的美國F-35隱身飛機(jī)?！疤匾蚓S斯”系統(tǒng)具有360°全方位覆蓋，三維跟蹤，能同時(shí)利用調(diào)頻、數(shù)字音頻廣播（DAB）和數(shù)字電視廣播（DVB-T）信號(hào)，實(shí)時(shí)融合25臺(tái)不同頻段發(fā)射機(jī)信號(hào)。其對(duì)客機(jī)大小空中目標(biāo)的探測(cè)距離為250～300 km，從天線到跟蹤的延遲時(shí)間小于1.5 s，跟蹤更新率為0.5 s。隨著天線技術(shù)的快速發(fā)展，“特因維斯”系統(tǒng)天線尺寸越來越小、部署起來更加方便，無源感知的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大［2］。

過去無源雷達(dá)在欠發(fā)達(dá)地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)無法發(fā)揮作用，因?yàn)檫@些地區(qū)的外輻射源過少且信號(hào)比較弱，近年來亨索爾特公司通過算法升級(jí)改進(jìn)了技術(shù)，使“特因維斯”系統(tǒng)能對(duì)非常微弱的信號(hào)進(jìn)行截獲并對(duì)其目標(biāo)進(jìn)行定位。另外，“特因維斯”系統(tǒng)與帶有智能導(dǎo)引頭（提供目標(biāo)終端制導(dǎo)）的導(dǎo)彈一起使用能提供的制導(dǎo)能力足以使導(dǎo)彈在導(dǎo)引距離內(nèi)發(fā)揮作用。亨索爾特公司稱“特因維斯”系統(tǒng)是地面防空作戰(zhàn)中不可或缺的重要組成部分。

2022年5月，俄烏沖突中，德國亨索爾特公司將“特因維斯”系統(tǒng)與TRML-4D防空系統(tǒng)的有源雷達(dá)結(jié)合，形成獨(dú)特的雙傳感器（TwinSens）解決方案，通過在這2個(gè)系統(tǒng)之間交換傳感器數(shù)據(jù)，大大提高了陸基防空系統(tǒng)態(tài)勢(shì)感知能力。

2.2 美國準(zhǔn)備將“沉默哨兵”系統(tǒng)集成到IBCS系統(tǒng)

美國陸軍正在研制的一體化防空反導(dǎo)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)（IBCS）于2022年3月在新墨西哥州白沙靶場(chǎng)完成2次初始作戰(zhàn)試驗(yàn)，成功攔截3個(gè)威脅目標(biāo)。其采用開放式架構(gòu)，因此能夠快速集成各種可用的新技術(shù)。美軍正在研制的第三代“沉默哨兵”系統(tǒng)和“薩德”反導(dǎo)系統(tǒng)等可通過IBCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通互操作［1］。

“沉默哨兵”系統(tǒng)是美國用15年時(shí)間于1998年研制成功的第一個(gè)真正意義上的無源雷達(dá)。其以商業(yè)調(diào)頻電臺(tái)和電視信號(hào)作為外輻射源。該系統(tǒng)的接收站由相控陣天線、大動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)字接收機(jī)、每秒千兆次浮點(diǎn)運(yùn)算的高性能并行處理器和三維戰(zhàn)術(shù)顯示器組成，通過測(cè)量目標(biāo)的到達(dá)角、多普勒頻移和目標(biāo)信號(hào)與直達(dá)波信號(hào)到達(dá)接收站的時(shí)間差，利用無源相干定位技術(shù)來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位與跟蹤?！俺聊诒毕到y(tǒng)的信號(hào)源數(shù)據(jù)庫存貯了全球5.5萬個(gè)商用電臺(tái)、電視臺(tái)的位置與頻率信息，因此該系統(tǒng)可在世界大多數(shù)區(qū)域使用。目前，“沉默哨兵”系統(tǒng)已發(fā)展到第三代，新系統(tǒng)能夠覆蓋360°空域，可處理8個(gè)照射源發(fā)射的信號(hào)，具有固定站式和快速部署式，也可安裝到飛機(jī)和艦船上。新系統(tǒng)能同時(shí)跟蹤200多個(gè)目標(biāo)，并能鑒別出間隔15 m的2個(gè)目標(biāo)。美國空軍的B-2戰(zhàn)略隱身轟炸機(jī)在250 km外就曾被“沉默哨兵”擒獲。

2.3 北約集成軍用可部署多波段無源/有源雷達(dá)系統(tǒng)提升防空能力

2022年3月，北約傳感器和電子技術(shù)小組成功完成了一項(xiàng)活動(dòng)，旨在優(yōu)化DMPAR系統(tǒng)的使用。DMPAR系統(tǒng)可用于檢測(cè)和跟蹤空中目標(biāo)。一套DMPAR系統(tǒng)包括幾個(gè)合作的傳感器站點(diǎn)和模式，由照射發(fā)射機(jī)和通信基礎(chǔ)設(shè)施支持。與許多當(dāng)前的雷達(dá)系統(tǒng)不同，DMPAR可以利用許多雷達(dá)傳感器在不同頻段有源和無源工作，從而得以顯著擴(kuò)展探測(cè)范圍。這也使DMPAR系統(tǒng)能夠“填補(bǔ)”傳統(tǒng)的有源雷達(dá)的空白，并能夠探測(cè)低空和低雷達(dá)截面目標(biāo)，在針對(duì)隱形目標(biāo)等行動(dòng)中，可大大提升防空系統(tǒng)偵察、干擾和打擊目標(biāo)的能力。

2.4 波蘭聯(lián)合開發(fā)無源定位系統(tǒng)提升防空反導(dǎo)能力

2022年波蘭PIT-RADWAR公司與AMT技術(shù)公司和華沙理工大學(xué)（WUT）一起聯(lián)合開發(fā)由無源相干定位（PCL，也稱無源雷達(dá)）系統(tǒng)和無源輻射源跟蹤（PET，一種電子支援措施）子系統(tǒng)組成無源定位系統(tǒng)（PLS）。該系統(tǒng)仍在開發(fā)中，預(yù)計(jì)其頻率覆蓋范圍為20 MHz～18 GHz，融合PET和PCL探測(cè)結(jié)果，并完成信號(hào)情報(bào)和分類功能，旨在為防空反導(dǎo)系統(tǒng)提供先進(jìn)的無源定位系統(tǒng)，提升戰(zhàn)場(chǎng)生存能力和作戰(zhàn)效率［3］。

2.5 意大利研制軟件定義多波段無源雷達(dá)提升防空能力

意大利萊昂納多公司從2006年開始研發(fā)“奧羅斯”（AULOS）無源雷達(dá)系統(tǒng)，研發(fā)工作從單頻二維傳感器開始，發(fā)展到基于軟件的多頻三維系統(tǒng)，能探測(cè)從大型客機(jī)到小型商用無人機(jī)的目標(biāo)。目前“奧羅斯”系統(tǒng)已研制完畢，羅馬附近一個(gè)軍用機(jī)場(chǎng)安裝了一套該工作系統(tǒng)，用于測(cè)試反無人機(jī)效果，以優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2022年，意大利雷達(dá)與監(jiān)視系統(tǒng)國家實(shí)驗(yàn)室研制了“軟件定義多波段外輻射源無源探測(cè)系統(tǒng)”（SMARP）演示樣機(jī)，它是一種基于軟件定義解決方案、面向海岸監(jiān)視應(yīng)用的多波段無源雷達(dá)。利用地面數(shù)字電視廣播和通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS）的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，SMARP樣機(jī)演示了在幾個(gè)領(lǐng)域取得的進(jìn)展，包括：采用雙極化接收的多波段（特高頻波段和S波段）接收陣天線、基于商用解決方案的軟件定義多波段靈活接收機(jī)、數(shù)字陣列處理技術(shù)、基于商用現(xiàn)貨多核處理器架構(gòu)的先進(jìn)雷達(dá)信號(hào)處理算法等。

3 無源雷達(dá)與有源雷達(dá)數(shù)據(jù)融合

下面以北約科學(xué)與技術(shù)組織開展APART-GAS的測(cè)試（2018—2022年）為例，介紹無源雷達(dá)與有源雷達(dá)數(shù)據(jù)融合（或集成）。APART-GAS試驗(yàn)和后續(xù)工作的主要目標(biāo)是通過構(gòu)建由有源和無源雷達(dá)傳感器等組成的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的空中態(tài)勢(shì)感知，提供更大的探測(cè)區(qū)域，填補(bǔ)單基地幾何引起的盲區(qū)；進(jìn)行更高頻次的探測(cè)；探測(cè)更多數(shù)量的目標(biāo)；提升對(duì)隱身目標(biāo)探測(cè)能力；對(duì)其他雷達(dá)系統(tǒng)引起的干擾有更強(qiáng)的魯棒性和抗干擾性（無源雷達(dá)能以一種簡單的方式采用不同的發(fā)射機(jī)進(jìn)行重新配置）和更優(yōu)的預(yù)警能力［4-5］。

在APART-GAS測(cè)試活動(dòng)期間，采用了2部有源雷達(dá)和5部無源雷達(dá)傳感器來進(jìn)行測(cè)量。圖1示出了亨索爾特公司無源雷達(dá)跟蹤與數(shù)據(jù)融合引擎的軟件架構(gòu)。左側(cè)3個(gè)模塊提供了處理與融合無源雷達(dá)傳感器雙基地點(diǎn)跡數(shù)據(jù)的核心功能，這3個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)在文獻(xiàn)［6］中進(jìn)行了詳述，在此僅簡要描述其主要功能。針對(duì)新出現(xiàn)目標(biāo)及其對(duì)應(yīng)航跡，相應(yīng)組件將執(zhí)行3個(gè)不同的處理階段。在轉(zhuǎn)換為內(nèi)部數(shù)據(jù)格式后，雙基地點(diǎn)跡通過雙基地點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)器進(jìn)入跟蹤系統(tǒng)。在無三維航跡的情況下（如系統(tǒng)啟動(dòng)后），所有點(diǎn)跡被傳輸至后續(xù)的距離/距離變化率（R3）跟蹤器?；诮o定的距離和距離變化率信息（加上可能提供的方位信息），形成對(duì)應(yīng)的R3航跡。以每對(duì)傳感器/發(fā)射機(jī)（FM）或每單頻網(wǎng)絡(luò)（DAB或DVB-T）來執(zhí)行這一操作，以減少虛警的次數(shù)。航跡綜合器將不同來源的已確認(rèn)R3航跡關(guān)聯(lián)起來（通過橢球相交），逐步監(jiān)測(cè)每個(gè)關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和質(zhì)量（將更新的雙基地點(diǎn)跡重新與R3航跡關(guān)聯(lián)），最終要么中斷關(guān)聯(lián)（質(zhì)量太差），要么在質(zhì)量充分不存在關(guān)聯(lián)沖突的情況下確認(rèn)關(guān)聯(lián)（進(jìn)而與R3航跡相關(guān)），作為多維分配問題的解決方案。因此，航跡跟蹤器生成綜合三維笛卡爾航跡，并向人機(jī)接口（HMI）報(bào)送。除此以外，它還會(huì)向雙基地點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)器發(fā)送反饋，從而能實(shí)現(xiàn)雙基地點(diǎn)跡與笛卡爾航跡關(guān)聯(lián)。而關(guān)聯(lián)點(diǎn)跡會(huì)被直接發(fā)送給航跡跟蹤器，并入到已保持的相關(guān)航跡中。另一方面，R3跟蹤器若未接收到關(guān)聯(lián)點(diǎn)跡，則終止對(duì)應(yīng)的R3跟蹤。因此，點(diǎn)跡僅通過一種路徑進(jìn)入航跡綜合器，避免了雙重投票，通過保持低數(shù)量的關(guān)聯(lián)假設(shè)顯著降低了計(jì)算量。

圖1 數(shù)據(jù)融合架構(gòu)及部分界面

除三維航跡外，亨索爾特公司無源雷達(dá)跟蹤與融合軟件還生成笛卡爾點(diǎn)跡（即AsterixCAT15格式下的傳感器中心點(diǎn)跡），主要用于輸出。在某時(shí)間段內(nèi)，與特定三維航跡關(guān)聯(lián)的雙基地點(diǎn)跡（CAT15格式下表示為測(cè)量點(diǎn)跡）會(huì)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上融合生成笛卡爾位置與速度估計(jì)。由于距離/多普勒處理是相互獨(dú)立的，不同接收機(jī)/發(fā)射機(jī)對(duì)獲取的雙基地點(diǎn)跡之間和不同相干處理間隔（CPI）之間的測(cè)量誤差無疑可假設(shè)為是獨(dú)立的。并且由于采用雙基地點(diǎn)跡來計(jì)算不同的接收機(jī)/發(fā)射機(jī)對(duì)，和/或與特定航跡關(guān)聯(lián)的三維點(diǎn)跡之間的CPI，這些三維點(diǎn)跡的估計(jì)誤差會(huì)被認(rèn)為是相互獨(dú)立的。對(duì)每部無源雷達(dá)傳感器都會(huì)執(zhí)行所描述的點(diǎn)跡融合。

起初，軟件重點(diǎn)關(guān)注綜合雙基地點(diǎn)跡數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，融合其他來源數(shù)據(jù)的能力會(huì)帶來更多的價(jià)值。如圖1所示，這些數(shù)據(jù)可能是廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）數(shù)據(jù)或雷達(dá)/IFF數(shù)據(jù)。前者既可能是原始模式S擴(kuò)展電文（ES）消息，也可能以聚合形式輸入。一次和二次雷達(dá)的點(diǎn)跡或航跡數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行處理。不過，不同雷達(dá)的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)可能會(huì)展示完全不同的特性或特征，雷達(dá)跟蹤軟件通常需要進(jìn)行細(xì)致合適的調(diào)整。這一任務(wù)被認(rèn)為超出了無源雷達(dá)軟件的任務(wù)范圍。點(diǎn)跡因而必須帶有一個(gè)顯示它們關(guān)聯(lián)性的航跡標(biāo)簽。

圖1中的航跡綜合器執(zhí)行與前述相同的任務(wù)，但由于外部數(shù)據(jù)的三維笛卡爾特性，通用性較低。其大體上能將所提供的外部數(shù)據(jù)與無源雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)、關(guān)聯(lián)并在運(yùn)動(dòng)學(xué)上融合。其中，所有的處理都是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。綜合IFF信息是融合結(jié)果的一部分，因此輸出航跡可能會(huì)載有相關(guān)ADS-B的模式S信息（地址和呼號(hào)）和二次監(jiān)視雷達(dá)的模式3/A編碼。在亨索爾特公司的“特因維斯”無源雷達(dá)系統(tǒng)中，F(xiàn)unke PTH80接收機(jī)提供原始ADS-B信息，默認(rèn)情況下僅對(duì)這些信息作解碼并以聚合形式將它們發(fā)送至HMI。在APART-GAS測(cè)試活動(dòng)中，聚合的ADS-B數(shù)據(jù)僅被用于對(duì)比。不過，與聚合的ADS-B（內(nèi)部或外部）進(jìn)行融合也是可行的，具體取決于結(jié)構(gòu)。

圖2總結(jié)了整個(gè)數(shù)據(jù)與融合配置。亨索爾特公司2部、PIT-RADWAR公司1部以及瑞士國防裝備采購局和華沙理工大學(xué)的2部研究型的共5部無源雷達(dá)傳感器，根據(jù)亨索爾特公司獨(dú)家輸入格式提供了其雙基地點(diǎn)跡數(shù)據(jù)（包括雙基地距離和距離變化率，如果傳感器能提供的話，還包括方位信息）。2部有源雷達(dá)提供一次監(jiān)視雷達(dá)和二次監(jiān)視雷達(dá)點(diǎn)跡。有源數(shù)據(jù)首先會(huì)被標(biāo)準(zhǔn)跟蹤器進(jìn)行處理，結(jié)果送入數(shù)據(jù)融合。

APART-GAS測(cè)試活動(dòng)中，各參與方的多波段有源和無源雷達(dá)傳感器聯(lián)合起來對(duì)一片直徑超過500 km區(qū)域內(nèi)的軍民用飛機(jī)進(jìn)行了監(jiān)視。有源和無源雷達(dá)技術(shù)完全不同的和部分互補(bǔ)的特性結(jié)合起來明顯改善了態(tài)勢(shì)感知。

4 啟示建議

新一代隱身作戰(zhàn)飛機(jī)的投入使用，再加上無人機(jī)以及其他低空小型目標(biāo)不斷增多，迫切需要能夠補(bǔ)充傳統(tǒng)雷達(dá)不足的技術(shù)，而無源雷達(dá)正是填補(bǔ)傳統(tǒng)監(jiān)視雷達(dá)空白的一個(gè)很好的解決方案，隨著寬帶數(shù)字化技術(shù)和算法的不斷成熟及硬件水平的大幅度提高，無源雷達(dá)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭，無源雷達(dá)與有源雷達(dá)集成大大提高了現(xiàn)代防空系統(tǒng)的綜合性能。

1）無源雷達(dá)與有源雷達(dá)集成將大幅提高現(xiàn)代防空系統(tǒng)的綜合性能。

大多數(shù)隱身飛機(jī)已經(jīng)針對(duì)工作在較高頻段的大多數(shù)火控雷達(dá)進(jìn)行了優(yōu)化，并可對(duì)抗“單基地”雷達(dá)，試圖最大限度地減少其前扇區(qū)的頻譜反射。這時(shí)采用有源低頻段雷達(dá)，再結(jié)合無源雷達(dá)，將是對(duì)抗隱身飛機(jī)等空中隱身目標(biāo)的一種理想組合。

同時(shí)，當(dāng)外界電磁輻射設(shè)備關(guān)機(jī)或無法利用時(shí)，無源雷達(dá)無法單獨(dú)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)定位，可考慮將無源雷達(dá)與有源雷達(dá)相集成；當(dāng)外界電磁輻射不存在或無法利用時(shí)，利用無源雷達(dá)接收己方有源雷達(dá)的直射信號(hào)與目標(biāo)反射信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，這樣既提高了無源雷達(dá)的利用率，又增強(qiáng)了有源雷達(dá)的隱蔽性和生存能力，將大大提高防空系統(tǒng)的信息對(duì)抗能力。

2）低成本認(rèn)知多波段無源/有源雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成為可能。

一般來說，無源雷達(dá)通常使用專用的低噪聲線性數(shù)字接收機(jī)。然而，使用軟件定義電臺(tái)作為接收機(jī)（可能不是特別低的噪聲）和簡單天線陣列的低成本系統(tǒng)并不少見（例如電視或調(diào)頻天線）。天線通常一次切換到一部接收機(jī)，而對(duì)于廣播發(fā)射機(jī)來說，可以將多個(gè)接收機(jī)信號(hào)分配給多個(gè)天線，以提高瞬時(shí)覆蓋。意大利雷達(dá)與監(jiān)視系統(tǒng)國家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開發(fā)成功軟件定義多波段陣列無源雷達(dá)演示驗(yàn)證機(jī)。認(rèn)知化開放式架構(gòu)無源雷達(dá)，有利于各種有源和無源雷達(dá)系統(tǒng)快速集成，提高防空系統(tǒng)作戰(zhàn)能力。

3）無源/有源雷達(dá)集成還留有較大的增長空間。

有源和無源雷達(dá)集成（或數(shù)據(jù)融合）盡管目前已取得了一些積極的結(jié)果，但還留有較大的增長空間。畢竟，融合的數(shù)據(jù)來源于以完全獨(dú)立方式運(yùn)行的各個(gè)傳感器，且融合后也沒有對(duì)這些傳感器提供任何反饋。尤其針對(duì)采用有源電子掃描陣列（AESA）天線的有源雷達(dá)，基于相關(guān)反饋，可能會(huì)以更有效的方式來利用其資源。雖然效果并不顯著，但無源雷達(dá)通過自適應(yīng)地選擇相應(yīng)的發(fā)射機(jī)也可以利用反饋。對(duì)于在各傳感器間實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化分配而言，深度集成這2種傳感器技術(shù)是未來追尋的目標(biāo)。

5 結(jié)束語

無源雷達(dá)技術(shù)越來越成熟，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了一些原型和系統(tǒng)。將無源雷達(dá)與有源雷達(dá)集成可大大提高綜合防空系統(tǒng)探測(cè)隱身目標(biāo)和微小目標(biāo)的能力和綜合防空反導(dǎo)能力。本文介紹了無源雷達(dá)與有源雷達(dá)集成的研發(fā)背景、無源雷達(dá)的最新發(fā)展及其在綜合防空系統(tǒng)中的應(yīng)用情況、無源和有源雷達(dá)數(shù)據(jù)融合架構(gòu)及其技術(shù)，最后給出幾點(diǎn)啟示建議，為無源雷達(dá)裝備與技術(shù)發(fā)展及其在綜合防空系統(tǒng)中的應(yīng)用提供借鑒。