簡介
機載告警雷達,是通過測量和分析照射到載機上的雷達信號向飛行員提示威脅的方位、類型和工作狀態,以確保飛行員可以全面把握戰場態勢,及時發現來自於防空武器的威脅,採取相應的保護措施。機載告警雷達是現代戰機必須具備的基本設備。電子信息技術的不斷發展,極大推動了機載雷達告警技術的發展,使機載告警雷達出現了全新的發展。
發展歷程
截至目前為止,現有機載告警雷達設備可以劃分為三代產品。
第一代產品
第一代機載告警雷達出現在20世紀60年代中葉。其開創性的產品是:AN/APR- 25。其主要特點是:
(1)針對特定目標進行告警,適應信號變化的能力低;
(3)主要依靠重頻進行狀態分辨,基本不分選信號。
第二代產品
第二代產品的主要特點是採用了數字積體電路,其主要代表包括美軍的AN/ALR- 45和前蘇聯的CЛО- 3。
通過大量採用數字電路,機載告警雷達設備的功能和性能有了極大的增強,極大地提高了戰場適應能力。這些增強的功能包括:
(1)可以通過對雷達掃描方式的分析,分辨雷達的工作狀態;
(2)增強了信號接收的能力,在多個目標的情況下,可以儘可能地偵收信號。
但是,由於其基本體制與第一代產品沒有差別,依然存在體制僵硬,適應對象少等問題。
第三代產品
為了解決上述第二代產品存在的問題,1972年開始,通過採用計算機技術,機載告警雷達進入了
微處理器時代。主要代表包括美軍的AN/ALR- 56、AN/ALR- 69和AN/ALR- 67(V)等。其裝備情況見圖1。
綜述
AN/ALR- 67(V)3/4以後,
美軍將機載告警雷達納入新一代的航空電子系統,成為綜合電子戰系統的一個部分,不再採用獨立的設備承擔。美海、空軍正在為美軍下一代戰鬥機聯合研製機載一體化電子戰系統(INEWS)。對其功能的要求是探測、規避、干擾、擾亂和迷惑敵人的防空兵器,能對付工作在電磁頻譜任何部位上與兵器有關的輻射源或感測器,大大提高飛機和機組人員的生存能力和作戰效能。INEWS將與飛機上通信系統、導航系統、敵我識別、武器控制系統及其他航空電子系統綜合為一體,不僅提供偵察告警和干擾,還可分享其他機載感測器和分系統提供的信息。這樣的一體化航空電子系統可使整個武器系統協調工作,大大提高作戰威力。
隨著技術的發展,機載告警雷達的發展可以分為以下幾個方面:
(1)系統越來越依託軟體實現,而且軟體功能越來越強,從而更加容易重構,能夠快速適應信號環境的變化,應對新的威脅的出現;設備從模擬體制到數字型制,到最後採用計算機,系統越來越依靠軟體來實現其功能,而基本的技術體制逐漸固化,以四信道比幅為基本測向體制已經明確。
(2)對雷達的針對性分析越來越明確,從不測量頻率,到多參數測量,進行信號分選,機載告警雷達設備通過瞬時測量參數,掌握雷達目標更多的技術參數,從而更深入地分析雷達的戰術特性,了解雷達的工作狀態,並最終實現精確告警引導干擾。
(3)為操作員服務的程度更加深入。從單純的告警指示燈到音響光電綜合告警,從前後向告警、象限告警到目標定位,從沒有目標標識到提供目標類型的標識,這些發展為飛行員採取更加有效的對抗手段提供了更加深入的手段。
信號環境帶來的新挑戰
(1)信號密度增大:各種電子信息設備和信息化武器系統部署密集,遍及海、陸、空、天各作戰平台,使機載告警雷達面臨的作戰信號密度發生了質的飛躍;八十年中期,在北約和華約對峙的地區,信號密度是每秒30~50萬脈衝;九十年代,
海灣戰爭時美軍通過對戰區電子戰的電磁信號測試,發現信號環境密度高達每秒120萬~150萬個脈衝;近期,美國海軍水面戰中心有關電子戰的一份報告給出的數字表明,目前電子環境的特點是脈衝密度在每秒100~1000萬脈衝(pps)。總的看來,脈衝密度每十年里提高了一個數量級,這樣高的信號占空比極大地增加了脈衝重疊的機率,使測量電路無法工作。
(2)信號環境複雜:首先,各種高技術電子武器系統占用的電磁頻譜越來越寬,包括米波、微波、毫米波直至紅外、雷射和可見光頻段;其次,在電磁輻射信號中,雷達信號越來越多地和通信信號及其他各種電信號混雜在一起;第三,電磁信號不僅來自於敵我友的軍用信號,更多地來自於地面、海上和空中的各種民用信號。對告警識別提出了全新的要求
(3)雷達參數多變:雷達的信號波形十分複雜,軍用雷達採用了更多的抗干擾措施,在脈衝重複間隔(PRI)和頻率方面更加捷變,包括多參數捷變、脈衝都卜勒、脈衝壓縮、單脈衝、連續波、相控陣以及擴譜、跳頻和各種成像制導等類型。脈衝都卜勒和高工作比輻射源數量的增加極大地複雜化了脈衝分選的要求。
(4)截獲機率降低:雷達現在更加重視通過使用功率管理波形、擴譜技術、似噪聲波形和在大頻率範圍內的頻率捷變來得到低截獲機率。雷達在體制和技術方面的電子反偵察特性和抗干擾特性的不斷增強,增加了機載告警雷達截獲的複雜性和難度。
在這種情況下,機載告警雷達必須通過採用數位化接收的方法,對告警頻段內探測到的射頻威脅信號進行全向告警,快速識別、定位和顯示威脅源。