雷达网对隐身目标的检测方法研究

2018-03-27燕改

数字通信世界 2018年9期

燕改

（西安飞机工业（集团）有限责任公司，西安 710089）

近年来，在隐身飞机不断发展的推动下，反隐身技术迅速发展了起来，而雷达反隐身则是其中非常重要的一个方向，但由于单基地雷达在探测角度、探测频率等方面具有着很大的限制，因此，雷达系统对于隐身目标的预警探测效果一直都不够理想，而雷达网的出现，则使得雷达反隐身技术的预警探测效果得到了很大的提升。

1 常见雷达反隐身手段分析

1.1 体系对抗

体系对抗简单来说就是利用现代化雷达在机动性方面的特点来建立组网雷达系统，同时再将这一雷达系统与通信系统、导航系统、电子战系统等其他系统进行融合，使各个系统在功能上能够实现有效协调、互相促进，从而完成对隐身目标的检测、搜索、追踪，并为信息系统体系作战以及联合作战对抗的实现提供基础条件。从目前来看，近年来异军突起的新体制雷达系统大多是采用了这种方式。

1.2 检测性能改善

对于组网雷达系统来说，雷达本身的性能自然是其在目标检测过程中的关键，因而通过提升雷达检测性能的方式，则同样可以使组网雷达系统达到反隐身的效果。从具体上来看，如降低信号处理损失、提高雷达检测标准、多雷达扫描间检测等都属于改善雷达检测性能的有效手段，以降低信号处理损失为例，在目标检测的过程中，雷达会从数据录取器中获取目标的位置、径向距离、径向速度、方位等数据，之后对这些数据进行互联、跟踪、滤波、平滑预测等运算处理，在处理过程中，雷达的实际性能会在诸多因素的影响下与理想性能产生一定的差异，想要降低雷达的信号处理损失，则需要减少雷达实际性能的影响因素[1]。而通过这些手段，雷达的隐身目标发现概率也自然会得到显著提升。

1.3 频域反隐身

频域反隐身主要是从改变电磁波工作频率的方式来使雷达能够达到反隐身的效果，从目前来看是最为直接的一种雷达反隐身技术。通常情况下，飞机之所以具备雷达隐身效果，是因为飞机在制造的过程中采取了各种针对防控雷达厘米波的隐身措施，如采用吸波材料、吸波结构等等，这些措施虽然能够规避雷达的检测，但却只能够对1G/Hz到20G/Hz之间的电磁波产生作用。因此只要直接改变雷达的工作波长，自然就可以抵消飞机的隐身性能[2]。如采用波长为10米的超视距雷达，就可以利用“谐振效应”探测目标，并经过大气中的电离层反射后照射到飞机。此外如果能够采用米波雷达或是毫米波雷达，则吸波材料与吸波结构同样会使其隐身的作用。

2 雷达网隐身目标检测的实现

2.1 组网雷达系统的部署

飞机隐身效果的实现主要是依靠吸波材料与吸波结构，但无论是吸波材料还是吸波结构，其在设计中都不能实现对飞机的完全覆盖，而是针对单基地雷达在飞机上的主要探测范围来采取相应的隐身措施，从而达到隐身效果。也就是说，只要能够在超出这一范围的情况下进行探测，或是利用超出厘米波频段的电磁波进行探测，发现隐身目标的几率都会大大提高[3]。根据这一原理，组网雷达系统在部署时就需要对不同雷达的角度与频率进行调整，使其能够通过不同的频率与角度来对隐身目标进行检测，这样即便飞机具有隐身措施，也同样会被雷达网中其他空间窗口与频率窗口的雷达所发现。此外，由于雷达网由多个雷达组成，其探测角度有存在差异，因而根据隐身目标出现位置与飞行方式的不同，雷达网的覆盖范围内很可能会存在检测盲区，使得组网雷达系统无法及时发现隐身目标。而针对这一问题，则需要对组网雷达系统的具体部署进行不断调整，保证雷达网的探测范围能够不受隐身目标飞行方式与出现位置的影响，同时还要通过运算来确定各种情况下的雷达发现概率，保证在任何情况下，发现概率在标准值以上的雷达至少在一个以上。

2.2 雷达的探测性能提升

提升雷达探测性能的方法是十分多样的，这里以量子信息技术的应用为例。在量子信息技术的支持下，雷达能够实现量子化接收与量子态调制，其中量子化接受是利用量子态对“量子涨落”等微观信息进行表征，同时使雷达的调制信息维度更高，从而有效降低接收信号中的噪声基底功率。而量子态调制则是，通过对信号进行量子高阶微观调制，使得传统信号分析方法难以准确提取征收信号中调制的信息，这样发射信号被准确分析和复制的可能性会大大降低，而雷达在电子对抗环境下的抗侦听能力也会随之提升。

2.3 组网雷达集中检测

由于相参积累与非相参积累在处理雷达信号积累检测时都存在这样一定的限制，很难应用于实际，因而目前组网雷达的集中检测一般会对TBD算法进行应用。通常来说，TBD算法在组网雷达得集中检测中主要分为三个步骤，在背景、噪声、目标等数据输入后，会先进行数据的预处理，对背景杂波与噪声干扰进行抑制，使信噪比得到提升，并得到残留的杂波与目标。之后对其中的可疑目标或候选目标进行跟踪，得到可能目标的运行轨迹。最后，则要对目标运动的连续性以及运行轨迹的一致性进行分析，最终确定真正的隐身目标。