雷达网对隐身目标的检测方法研究

杨志滔，邢宇峰

（空军工程大学防空反导学院，西安 710038）

1 引言

隐身飞机的出现、应用和发展，迫使人们研究反隐身技术。隐身飞机的威胁主要在于其多种技术的采用使得在其受攻击方向尽可能减小雷达散射截面积（RCS），探测距离缩短，雷达的生存概率急剧下降。为了对抗隐身目标，组网雷达应运而生，组网雷达可通过多频率可在大角度范围内从不同方位照射隐身飞机，通过弥补隐身目标的RCS实现对隐身飞机的探测[1]。因此在当下单部雷达具备对隐身目标预警探测能力较低的条件下，对抗隐身目标较有效的方法就是雷达组网。

2 雷达组网反隐身理论

隐身飞机整形设计主要针对易受攻击的方向进行的水平±45°，垂直±30°的单基地雷达，在这个方向上目标的雷达散射截面积（RCS）缩减了10dB～30dB；而在其他方向上的RCS减小不多，这种设计使得隐身飞机并非是完全“看不见的”，而是给雷达探测留有空间窗口；吸波材料涂层和吸波结构主要对1GHz～20GHz频段内的微波发生作用，这种特点给雷达探测留下了频率窗口。组网雷达系统正是利用这种原理，采用多雷达以不同频率从不同角度照射隐身目标，使处于网络范围内的隐身目标可被多部雷达探测到，提高了雷达对隐身目标的发现概率。因此雷达组网是实现反隐身的有效途径。

目前该技术主要从频域、空域和极化域三个角度实现。其中频域反隐身是基于隐身目标对VHF，UHF，HF 等频段的雷达隐身效果较差的弱点实现的。空域反隐身利用了隐身目标 RCS 只能在特定方位上降低明显的特性。雷达只要避开隐身目标 RCS 明显减缩的方向，从其他角度对隐身飞行器进行照射，就能保持原有作用距离上对隐身目标探测的能力。极化域反隐身是通过改变雷达发射极化方向使隐身目标的 RCS 达到最大值实现的。结合上述分析和雷达最大距离方程可知探测性能是雷达网反隐身性能的综合体现，因此，进行雷达网探测性能研究具有重要的现实意义，本文主要研究空域反隐身措施的角度来简述雷达网反隐身方法。

3 雷达组网反隐身方法分析

现实假设雷达网由N部雷达D1,D2,…,Dn组成，对应的工作频率为f1,f2,…,fn各雷达点的位置为（xi，yi），目标飞行航向为θi，俯仰角为φi。

则雷达组网后对目标的发现概率为

Pd（i）为单个雷达检测概率，我们可以看到，雷达网对目标的发现概率与单个雷达发现概率有很大关系，所以从单个雷达的性能提升与雷达网的组网模式对两个方面来进行简述。

图1 雷达网目标探测示意图

3.1 基于单个雷达探测性能提升的方法

对于雷达而言，隐身目标的雷达散射截面减小主要体现在雷达的发现距离的缩减。

工程实践中，雷达的发射功率，天线增益噪声系数受器件制约，于是我们立足现有装备对单个雷达的探测性能，提出基于N-P优化准则，推导出给定雷达虚警概率及接收机信噪比求取单部雷达的探测概率

Pf（i） 为雷达的虚警概率，SNR 为接收机的信噪比，N-P优化准则就是在给定的虚警概率下，求系统最大的检测概率，在此基础上，提出通过改善单雷达积累检测性能，提高信噪比。进一步引入了影响制导雷达组网反隐身探测效能的两个因子：雷达探测覆盖系数和保精度系数，基于上述因子建立了单基地制导雷达反隐身探测效能评估模型，得出单雷达保精度探测区域。细致研究了隐身目标的起伏特性，对目标的检测概率修改为

P（A）为目标回波的概率密度函数I0（.） 是第一类零阶修正贝塞尔函数。

3.2 组网雷达检测技术

针对组网雷达，许多专家学者展开了研究，在计算出单个雷达的发现概率后。提出了雷达网综合发现概率的概念。基于经验公式，采用秩D法则评估雷达网的综合检测概率。采用累计发现概率取代传统的瞬时探测概率，给出了多雷达探测系统对目标发现概率的计算方法。提出了一种针对光学传感器全探测空域的描述方法，并进行了探测概率建模。分析比较了基于 N-P准则的直接融合算法和秩 K融合算法的优劣，提出了一种综合应用两种方法，从而提高系统最终探测概率的工作模式。详细介绍了集中式融合和分布式融合组网模式的工作原理，定量研究了两种模式下雷达网抗干扰反隐身性能。

4 结束语

综上所述，雷达组网属于一种空域反隐身的有效手段，本文通过对隐身目标的隐身效能，雷达网对隐身目标的反隐身性能分析，为雷达组网反隐身工程实践提供了较好的理论依据。未来隐身与反隐身的对抗会更加的激烈，量子技术，人工智能的加入必将对军事科技的走向带来颠覆性的变化，深入研究，积极实践才能保障我国安全利益。

[1] 陈彬，童创明，李西敏.基于检测概率的雷达组网反隐身建模与仿真[J].系统仿真学报，2017（29）.