双基地雷达在作战中的应用研究

项阳

（身份证号：4206211985****7735）

一、引言

（一）基本关系

双基地雷达因其“收发分置，无源被动接收”的技术特点而被认为是对抗“四大威胁”的有效体制，收发分置（收发异址）为其本质特征，配置灵活。图1中，发射站T和接收站R间的连线称为双多基地雷达基线，其长度L称为基线距离；发射站或接收站任一端向外延伸的基线称为基线延长线。RT和RR分别为发射站和接收站到目标间的距离，β=θR-θT称为双基地角，它是以目标为顶点，发射站、接收站与目标连线之间的夹角。由于几何结构对称性，研究问题时只考虑上半平面即可。

发射机或接收机使用定向波束来指向椭圆上的目标。如果发射机信号是脉冲的（通常如此），双基地雷达接收机必须与发射机同步。双基地接收机中信号处理需要以下信息：1）发射机和接收机的位置；2）每个脉冲的发射时间；3）发射波束的指向位置（若定向发射）；4）发射信号的相位（若相干处理）。

（二）能量关系

双基地雷达方程中，发射基地到目标的距离与接收基地到目标的距离之积，取代了单基地雷达方程中雷达到目标的距离平方项。在单基地雷达方程中，信噪比等值线为圆，双基地雷达方程信噪比等值线却为卡西尼（Cassini）卵形线。用目标的双基地雷达截面积取代了单基地雷达截面积，用发射基地和接收基地天线增益取代了单基地雷达收发合一的天线增益项。由于收发分置，发射基地和接收基地的方向图传播因子将影响双基地雷达的空间探测范围。

（三）目标散射特性

单基地雷达只能从散射场的一小部分中取得目标信息，双（多）基地雷达却能从分散的若干位置中获取信息，因此它具有许多其他雷达所没有的品质。

设Ei是发射机以(θT，φT)为入射方向入射到目标处的电磁强度，Es是目标以(θR，φR)为散射方向散射到接收机处的电场强度，则双基地雷达截面积定义为

与单基地雷达一样，双基地雷达目标截面积除了与目标几何尺寸、形状和表面材料的电气性能有关外，还与雷达工作波长、入射与反射角度、极化等因素有关，是收、发基地视线角和双基地角的函数。根据双基地角的大小不同，双基地雷达截面积可大致分为三个区域：准单基地区、双基地区和前向散射区。在双基地区，双基地雷达截面积具有如下特性：

1.该区域的大部分角度范围内，比视线角在双基地角平分线上的单基地雷达截面积小，一般小2dB～7dB；

2.该区域的某些角度范围内，双基地雷达截面积有增大的现象；

3.该区域内双基地雷达截面积的闪烁效应减小。闪烁是导弹导引头目标回波中心的角位移，它是由位于导引头分辨单元内的两个或两个以上主导散射体之间的相位干涉引起的。随着目标角的变化，相位中心发生变化，导引头角跟踪误差增大，从而造成脱靶。

二、隐身目标的双基地目标散射特性

（一）隐身飞机的双基地目标散射特性

飞行器雷达隐身技术的核心在于尽量减缩飞行器的雷达截面积（RCS）和增大雷达跟踪误差。采取的主要措施有外形结构的设计、吸（透）波结构材料的采用、吸波涂层及有源对消技术的应用等。

（二）隐身舰船的双基地目标散射特性

对传统舰船而言，其上层建筑、舰舷、舰船与海面相互作用形成的二次反射等是主要的强散射中心。目前，对海警戒雷达及掠海飞行的反舰导弹是舰船的主要威胁，因此舰船隐身的目的是减少电磁波水平入射时船体主要强散射中心的散射。

三、双基地雷达性能分析

双基地雷达除和单站雷达有许多相似之处外，亦存在着一些显著的差异，其中之一是双基地雷达的探测范围，影响探测范围的主要因素有工作频率、发站到目标、目标到收站的电磁波传播衰减、发站和收站的天线高度等系统和环境因素。上面提到的Cassini卵形线的定义是三角形底边长度不变，另外两边长度乘积为常数的三角形顶点的轨迹。对于相距L的某一发站和收站以及恒定的双基地最大距离积KB：

当目标特征尺寸与雷达波长相当时，目标的RCS会增强；当来自构成目标的不同散射体的贡献在特定的雷达频率和几何形状下以相位相加时，就会出现这种共振效应。根据评估表明，目标的前向散射RCS，可能比单站RCS大几十倍，但目标接近基线时的距离和多普勒分辨力都很差。因此，前向散射可能有利于目标检测，但用它进行定位和跟踪就困难些。另外，前向散射的另一个问题是杂波单元面积和杂波散射系数都很大，因此杂波的回波信号也很大。这意味着前向散射中的目标检测可能是杂波背景下的而不是噪声背景下的。

四、双基地雷达在作战应用中的研究分析

（一）反隐身

隐身目标会将单站雷达发射的能量散射到各个方向，而双基地雷达能够提高对隐身目标的检测能力。

（二）反侦察

双基地雷达的接收机是被动式的，不易被电子支援措施所定位，很难针对双基地雷达接收机部署对抗措施。因此，任何干扰都必须在一个角度范围内传播，削弱其有效性。双基地雷达的发射机可采用低功率大占空比的发射信号和低副瓣天线等低截获（LPI）技术，其被侦知概率也低。另外一部双基地雷达接收机可以利用几部不同发射机的照射信号，一部发射机也可供多部接收机工作，所以双基地雷达系统的功能和参数也是敌方很难侦知和判断的。

(三)反辐射

反辐射导弹是通过跟踪雷达发射的电磁波束进行制导而摧毁雷达系统的。首先，双基地雷达的发射机可放在战区后方并加以保护，遭受攻击的概率也比单基地雷达少。其次，一部双基地接收机可以利用多部发射机的信号工作，一旦某个发射机受损，系统仍能坚持工作。双（多）基地雷达使用两个以上的分离基地，发射站与接收站分开设置，其中接收站是无源的，处在隐蔽的地方，受到敌方电子侦察的概率几乎为零，因此反辐射导弹只能追踪和攻击发射站。若合理配置发射站，如远离战区或将发射站置于飞机或卫星上，构成空地间的双基地雷达，就可以避免反辐射导弹的攻击，增强防御系统的抗摧毁能力。尤其是在无人机系统（UAVs）中，因为无人机可以只携带接收机，而重型、复杂、高功耗的发射机可以位于别处。

（四）反干扰

双（多）基地雷达不仅接收站相对比较隐蔽，对方无法侦察其具体位置，而且还可以通过两个以上接收站间的交叉测向确定干扰源的位置，适时地避开干扰源。

强方向性的后向干扰只能对准双基地雷达的发射机，而对双基地雷达接收机影响很小。若采用全方向、宽频带的干扰，其功率密度和干扰效果自然降低。所以，双基地雷达体制可以增强雷达抗有源压制干扰的能力。由于较难判定双基地雷达系统的参数，不了解双基地雷达接收机的位置，有源欺骗干扰也难以奏效。

对于无源干扰，因为既不能选定准确的投放方式（位置），也很难把握投放时机，无论是箔条还是其他假目标都难以发挥干扰效果。所以，不管是有源干扰还是无源干扰，双基地雷达被干扰的概率和受干扰的影响都大大减少。

（五）抗低空突防

低空和超低空突防是现代飞行和巡航导弹主要的战术手段之一，而低空和超低空是单基地雷达的盲区，是飞机和巡航导弹突防的主要路径。双、多基地雷达的收发区不重叠，可使用合理布站的方式完成，如将发射机布置在卫星上，把接收机布置在战区前沿的预警机上，以提供充足的预警时间。在接收机前置的情况下，双基地雷达可探测到发射机视线以下的目标。地面的双基地雷达接收机可以利用空中、空间的照射源，隐蔽地发现远区低空目标。