无源雷达
无源雷达分类
无源雷达系统可以依据探测对象或配置方式来分类。依据配置方式,无源雷达分为固定式(地基)和机动式(安装在潜艇、舰船、飞机、地面车辆等平台上)两大类。无源雷达的探测对象可以是雷达、通信电台或其他无线辐射源,也可以是仅仅反射无线电信号的目标。无源雷达可以依据探测对象的不同,分为利用被探测目标的自身辐射进行探测和跟踪,以及利用外照射源发射的电磁波进行探测和跟踪两大类。
●利用被探测目标的自身辐射
在被探测目标本身就是辐射源或携带了辐射源的情况下,无源雷达利用探测目标自身辐射的电磁波进行探测和跟踪。可能的辐射源包括雷达、通信电台、应答机、有源干扰机、导航仪等电子设备。捷克研制的“维拉”系列无源雷达就属于这类无源雷达。
●利用外照射源发射的电磁波
这类无源雷达探测的目标本身不直接辐射电磁能量。无源雷达在工作时,通过天线接收来自外部的非协同辐射源(第三方)的直射波,以及该外部辐射源照射目标后形成的反射波或散射波,利用其携带的多普勒频移、多站接收信号的时间差和到达角等信息,经处理后提取目标信息并消除无用信息和干扰,从而完成对目标的探测、定位和跟踪。
可能的非协同方包括广播电台、电社台、通信台站、直接广播系统(DBS)、全球定位系统(GPS)、各种平台上的有原雷达等。美国研制的“沉默哨兵”(Silent Sentry)雷达就是这类雷达。利用全球移动通信系统(GSM)发射机的作用距离只有20千米,利用调频无线基站的距离可达100-150千米,而大功率电视发射台的作用距离更远。利用其他雷达发射机的无源系统的作用距离与所用雷达相当。
无源雷达特点
无源雷达本身并不发射能量,而是被动地接收目标反射的非协同式辐射源的电磁信号,对目标进行跟踪和定位。所谓非协同式外部辐射源,是指辐射源和雷达“不搭界”,没有直接的协同作战关系。这样就使得探测设备和反辐射导弹不能利用电磁信号对无源雷达进行捕捉、跟踪和攻击。
无源雷达系统简单,尺寸小,可以安装在机动平台上、易于部署,订购与维护成本低。无源雷达不发射照射目标的信号,因此不易被对方感知,一般不存在被干扰的问题。它可以昼夜、全天候工作:可连续检测目标,一般为每秒一次,信号源是40—400兆赫的低频电磁波,有利于探测隐身目标和低空目标:不需频率分配,因此可部署在不能部署常规雷达的地区。
无源雷达自身不发射信号,既带来优点也带来缺点。由于依赖于第三方发射机,操作员对照射器无法主动控制,在被探测目标保持无线电静默、照射器又不工作的情况下,无源雷达就成了无源之水,不能发挥作用。此外,一些发射机的有效辐射功率较低,易受干扰和空射诱饵的影响而且要求发射机与目标、目标与接收机以及接收机与发射机之间信号不受阻挡,限制了无源雷达的使用。
无源雷达关键技术
1、时差精测技术
2、高重频解模糊技术
3、站间通信技术
无源雷达未来发展
无源雷达系统(尤其是利用外部非协同辐射源的无源雷达),可能是今后10~20年的一个重要的发展方向。随着几大国际通信卫星计划的实施,未来将有1000多颗通信卫星在轨。其中将有许多能发射出足够高的射频能量,地面上大多数地点均会同时受到几个星载辐射源的照射,无源雷达系统可充分利用这些照射源进行目标探测和跟踪。总的来看,无源雷达将会在以下几个方面得到发展:
(1)扩展可用外辐射源的种类。外部的非协同辐射源从最早的电视信号、调频信号,到现在的移动通信信号、全球定位系统卫星信号,以及将来多种卫星信号和其他各种可能的辐射源,可供选择利用的外辐射源种类将日渐增多。
(2)雷达目标的傅立叶成像。伊利诺斯州大学的研究人员已证实,可用无源多基地雷达产生飞机目标的合成孔径图像。利用不同频率和不同位置的多部发射机,就可为某个目标建立一个傅立叶域的稠密数据集合,通过逆傅立叶变换就可以重构该目标的图像。
(3)不同平台无源雷达的组网。由于可供使用的外辐射源信号种类繁多,不同的辐射源信号占据了不同的频段,同一目标在不同频段会有不同的雷达特性。因此,为尽可能地提高对目标的探测能力,可以将不同平台的无源雷达进行组网。
(4)无源雷达与有源雷达相结合。当外界电磁辐射设备关机或无法利用时,无源雷达就无法对目标进行探测定位。因此,可考虑将无源雷达与有源雷达结合使用。如以双/多基地方式合理布设无源和有源雷达,当外界电磁辐射不存在或无法利用时,利用无源雷达接收己方有源雷达的直射信号与目标的反射信号,对目标进行探测。这样既提高了无源雷达的利用率,又增强了有源雷达的隐蔽性和生存能力。