雷达组网技术初探

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  [摘要]:在现代战争中,雷达面临着四大威胁,为了有效提高雷达系统的生存能力,雷达组网是一种行之有效的方法。与单雷达相比,雷达组网系统具有更高的跟踪精度及抗 干扰能力、更广的观测空域、时域和频域的能力。本文介绍了雷达组网的基本形式、特点及其设计原则,研究了雷达组网中采用的关键技术,并在此基础上, 提出了自己对于雷达组网的初步构想,供相关研究人员参考借鉴。
  [关键词]:雷达组网 组网原则 组网形式 时间同步
  中图分类号:TU279.7+44 文献标识码:TU 文章编号:1009-914X(2012)29- 0305 -01
  引言
  随着科学技术和武器装备的发展,现代雷达面临的作战环境越来越复杂,同时战争的形式已从平台中心战向网络中心戰过渡,伴随着电子技术的迅猛发展,雷达对抗战越演越烈,以电子干扰“软”杀伤和反辐射导弹“硬”摧毁相结合的综合电子战能力的提高,特别是隐身目标、反辐射导弹、低空突防和综合电子干扰等所谓的雷达“四大威胁”,对现代雷达尤其是传统的单基地雷达构成了严重的威胁,也很难实现有效地“雷达四抗”。为了实施有效地雷达“四抗”,雷达组网不失为一个实现方便,节约成本的方法。
  1 雷达组网的概念
  所谓雷达组网,就是对多部不同频段、不同极化方式和不同体制的雷达进行适当的、合理的优化布站,对网内各部雷达的信息(原始视频信号、点迹、航迹数据等),以“网”的形式收集和传递,并由中心站进行综合处理、控制和管理,从而形成一个统一的、有机的、整体的雷达系统。通过雷达组网以扩大系统的时域、频域、空域的覆盖能力,取长补短,同时发挥各雷达的优越性,实现信息共享,有效提高发现目标的速度,降低虚警、漏警,全面提高雷达网在恶劣电子战环境下的“四抗”能力,明显增强雷达的生存能力。
  2 雷达组网的形式及特点
  2.1雷达组网形式
  依据组网雷达类型的不同,可分为:
  (1)单基地雷达组网
  单基地雷达组网中各部雷达都是单基工作体制。这种形式由于将各自相互独立的雷达通过组网而使其整个系统构成一有机整体,从而使网内雷达工作方式灵活多变,且雷达间因为在空间位置上分离,在对付“四大威胁”方面具有一定的优势,各雷达在与网中心失去联系时,也可独立完成部分工作。
  ( 2)双(多)基地雷达组网
  双(多)基地雷达组网中各部雷达是双(多)雷达体制,是对同一个发射机部署了多个分开的接收机的雷达组网。这种组网可充分利用双/多基地的特性,对抗电子干扰、抗反辐射导弹及反隐身等具有较强的工作能力,辅以空中平台,还可明显增强抗低空突防能力。
  ( 3)单基地、双/多基地雷达混合组网
  单基地、双/多基地雷达混合组网是收发异地和单基混合组网,这种组网形式具有上述两种方式的共同优点。网内主干雷达既可以工作在单基雷达模式,也可以工作在双(多)基雷达模式,其“四抗”能力和生存能力进一步提高,并具有较高的效能费用比。
  此外,还可按照构成雷达网功能的不同,可分为:制导雷达网、情报雷达网、航空管制雷达网和气象雷达网等。
  2.2雷达组网的特点
  (1)实现系统内的情报资源共享,完成对每个网站的实时指挥控制,增加了实战的可靠性;
  (2)不同的雷达可从不同的视角观察目标,有助于减少目标衰落、闪烁和地形遮蔽的影响,并可较充分地利用隐身目标的前向、侧向、上下反射的隐身缺口,实现反隐身的目的。
  (3)组网雷达系统具有较大的作用范围,工作方式灵活,有利于反侦察、抗反辐射导弹和各种电子干扰,加上雷达之间空间位置的分离,不同频段雷达组网可实现频率互补,在完成边海防任务上具有很大的优势;
  (4)可以获得更高精度的雷达数据及时域、频域、空域的各种信息,为指挥决策提供有效手段;
  (5)可以使各自相互独立的雷达通过组网的方式,使其成为一个整体,从而使网内雷达工作方式灵活多变。
  2. 3雷达组网原则
  雷达组网技术,要考虑将不同波段、不同体制、不同程式的雷达,按照一定的要求进行合理部署。雷达组网时主要满足以下原则。
  全频段雷达组网技术只有利用整体雷达网中不同频段、不同程式的雷达,互相取长补短,采取多站定位,数据相关处理等方法,才能增强对强度大、频段宽、干扰模式多的各种干扰的对抗能力。
  补盲组网技术主要应按空域补盲、频域补盲、距离补盲,使雷达网更加严密与完善。 “四抗”能力组网技术雷达“四抗”能力组网技术,是在未来高技术战争中,雷达网能否经受住“四大威胁“的考验,打赢一场高技术局部战争的重要问题。
  2.4雷达组网中应重视的关键技术
  雷达组网后,各部雷达己不是一个个孤立站了,而是雷达网中的一个节点,要把这些节点有机地联系起来协调工作,各部雷达就必须在时域、频域、空域上有效地协调一致工作,达到数据融合处理、资源共享的目的。因此无论采取哪种组网方式,都要注意以下技术的解决:
  (1)时间同步技术
  组网雷达的天线的扫描通常是完全异步的,如果没有统一的时间标准,就很难进行信息融合,因此各雷达之间的时间基准信号严格统一是组网的前提条件。解决时间统一的途径有:一是利用卫星定位系统的高稳定时钟。二是在各站使用高稳定的铆原子钟作为同步信号。
  (2)精确标定站位和标校技术
  雷达网内各站的精确定位和空间几何标校是对目标精确定位的基础,是雷达网内各站通过坐标变换共享数据的基础。由于地球曲率和缺少目标高度数据,在坐标变换中若误差太大,将会发生目标分裂成假目标的现象,其误差将直接进入信息处理系统,形成目标定位的系统误差,影响雷达的跟踪精度。
  (3)数据融合技术
  组网雷达数据进入数据处理中心,数据处理中心将各部雷达的探测信息进行融合处理,所得数据比任何一部雷达对目标测量的精度更高、评估更全面准确,这样充分发挥了组网的优势。
  (4)通信传输技术
  在雷达组网工作中,通信是桥梁,是整个网的命脉,各单站雷达靠通信系统相互联系构成网络,因此雷达网内的通信对雷达网的性能和可实现性有决定性的影响。
  3雷达组网的初步构想
  雷达组网首先要合理配置雷达,使各部雷达组网后,既能满足各雷达站独立侦察实现预警的需要,又能满足组网中心对各部雷达的信息处理要求实现集中指挥;其次要精确标定站位和进行坐标转换,因地球曲率的影响,在坐标变换中若误差太大,将发生目标分裂造成假目标的现象;还要解决雷达多种误差(距离、高度、方位和定位误差等)的校准问题。其中如何合理配置雷达是雷达组网的重点,而频段的合理配置又是重中之重。雷达组网要实现频率互补,提高整个雷达网的抗干扰能力,就必须配置各个频段的雷达。雷达网所占有的频率、频段及频宽是衡量雷达网抗干扰能力的重要指标。当雷达采用多频段合理配置的措施后,抗干扰能力可以大大加强。首先雷达选用的工作频率分布要广,要有米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达等各个波长的雷达;其次雷达网中雷达占有频段的配置要合理,即雷达网中尽可能多地配置不同频段的雷达,各个雷达的频段既要相连,又要避免重复。这样雷达网就可以发挥雷达集群的作用,从战术和技术上采取更多的抗干扰措施,互相支援,取长补短,形成综合抗干扰能力。
  4结束语
  雷达组网技术,是适应新军事变革的发展要求,是实现电子装备一体化、系统化发展的必由之路,它能更为有效地应对雷达面临的“四大威胁”,可以实现全方位、全天候、全频段的探测覆盖能力,又可将各部雷达探测的数据融合、资源共享,充分发挥其整体作战效能。
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