浅析机载预警雷达协同探测技术

孙永强

（空军预警学院，湖北 武汉 430019）

【摘 要】新形势作战背景下对预警机提出了更为苛刻的要求，特别是战场环境复杂的电磁干扰和自身的隐身两个方面。本文就针对新形势下预警机雷达的发展趋势进行了展望，并对涉及到的关键技术进行分析。

【关键词】作战环境；雷达；缺失；技术；分布式协同

预警机的最大作用就是在有强杂波的战场环境下进行目标探测和跟踪，当前衡量雷达的指标有探测能力、抗干扰能力、反杂波能力等。当前预警机雷达的基本构架是采用有源相控阵和STAP处理结合，把机械扫描加入到雷达基本架构中将是新的应用前景。E-2D和APY-9是预警机雷达的标杆之作。

一、機载预警雷达的发展趋势

（一）体系化和网络化

在实战环境中单机预警是很难实现反干扰和反隐身，所以要实现空中多平台协同预警才是提升综合作战水平的保证。通过单平台、多平台、多平台有源和无源综合手段开展空域探测，提高整体反隐身能和抗干扰能力，实现平台中心战相网络中心战转变，提升作战效能。

预警机可以实现双基无人协同探测，提高对隐身目标的探测。双基地雷达实现了收不发的无人机与发射功率更大的预警机的完美结合，提高了预警机的作战能力。

（二）一体化和宽带化

预警机必然要将高低频段相结合，以提高全息感知能力。隐身目标在低频段的隐身效果会降低，在高频段的RCS与普通目标一样（1㎡-2㎡）。我国现役的预警机频段大部分在L与S波段，将频段下探到UHF和VHF频段将提高对隐身目标的探测。如果载机资源充足，可以将L和S频段与低频段结合使用，提高探测和跟踪的精度。海空目标识别将是预警机将来的发展趋势，在海空目标识别中要实现移动目标检测定位和侦察对象成像，做到发现、定位、打击、效果反馈的一机多能的功能。

（三）小型化和共形化

大型飞机可以为预警雷达提供安装天线的面积，其大的载重可以为预警雷达提供电源和载重，因此大型飞机一直是预警机的首选，但是随着技术的进步，雷达呈现出小型化和共享化的趋势，也使得对飞机的要求不断降低，运八、SaaB340B、G550等中型机也可以为预警雷达提供安身之所。随着导弹技术的不断提高和维护费用的增加，大中型机的空中预警受到了极大威胁。现代信息化战争中，无人机有着快速灵活的特点，可以深入敌后进行高空侦察，在获取信息方面具有强大的又是，将来无人预警机将是预警机发展的新趋势，无人机作为预警平台可以有效的降低综合使用成本。

（四）相控阵和智能化

我们知道有源相控阵可以提高反杂波和抗干扰能力，在预警雷达中使用有源相控阵可以提高雷达的环境适应能力，特别是和数字技术相结合可以提供更为先进和复杂的算法，软件技术可以提高成像的精细化，智能化技术将提高雷达在强杂波和干扰环境下的探测能力。STAP处理是基于理想杂波模型的最佳滤波，但是雷达的实际工作环境是一个复杂环境，一定程度上影响了STAP的发挥，未来预警机将实现在STAP基础上智能化处理，提高发射和处理数据能力。

二、分布式协同探测技术

雷达反隐身技术途径是通过提高雷达的功率孔径积，也就是提高发射天线的孔径，从能量的维度看，由于受到天线罩的限制，天线孔径也受到了限制，提高雷达发射功率的可行性也比较小，如果采用分布式贴到机身表面就可以比背负式天线就可以优先的提高天线的总孔径，提高的数量级将是1到2个数量级。子孔径呈正交波形独立发射，协同探测区域，并在接收端采用MIMO+STAP模式将信号进行相参处理，同时这也为隐身目标的探测提供了一种可能性。

（一）分布式雷达相参处理模型

分布式雷达有n个子孔径发射正交波形，有m个子阵进行接收，处理原理为先用m个参考信号对每个接收通道的数据进行匹配滤波，对发射信号的回波进行处理，得到相应的匹配滤波输出，然后形成联合波束，经过接收端处理形成等效发射波束与接收波束并进行后续STAP数据处理。分布式射频相参探索主要解决的问题就是多子孔径的优化处理、多子孔径手法方向图综合技术、杂波抑制方法等。

（二）多平台协同探测技术

多平台探测技术是在多架有人机或在多架无人机之间对同一空域进行联合探测，多平台协同探测是未来多平台预警作战的主要方向，当两架以及两架以上预警机在同一空域进行探测，每架预警机既接收本机发射回波信号，又接收他机回波信号，两架预警机之间通过数据连接进行时时数据互联。当一架有人预警机与多架无人预警机进行联合对同一空域探测时，无人预警机可以只接收回波信号，有人预警机只发射信号，这样可以最大限度的增加辐射范围，当然多架无人预警机可以按照不同的工作频率和波形进行发射，有人预警机则采用多通道接收，按照MIMO模式进行信息处理与匹配，最终形成目标图像。

（三）多平台协同预警系统出现的问题

多平台协同预警出现的问题需要们不断解决，例如有多平台在时空和相位同步方面的技术不成熟、多基地杂波抑制技术研究不成熟、多平台空中布站技术问题、时时数据保密传输问题、多平台数据融合问题都是需要解决的。

三、总结

预警机是综合探测的重要组成部分，雷达是预警机核心部分。预警机本身面临着来自于隐身飞机、远程打匹配滤波皿击武器、复杂战场环境、新型作战样式的挑战。本文对预警机雷达的展前景做了分析，并在此基础上就分布式协同探测技术进行模型和需解决问题进行了探讨。

【参考文献】

[1]多预警机雷达信息融合的多普勒盲区目标检测[J]. 付莹，汤子跃，孙永健.火力与指挥控制. 2013（05）

[2]一种基于多普勒信息的雷达目标跟踪方法[J]. 韩伟，汤子跃，朱振波.现代雷达. 2012（12）

[3]机载预警雷达协同探测航线模式研究[J]. 刘波，陈春晖，沈齐.现代雷达. 2012（06）

[4]基于防空警戒任务的多预警机协同补盲[J]. 王国师，李强，代科学，杨征，谢毓湘.系统工程与电子技术. 2012（05）