平流層飛艇載SIAR雷達系統探測能力分析

趙 亮，董鵬署，李宗亭

(1.濟南基地，山東 濟南 250000；2.空軍預警學院，湖北 武漢 430019)

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平流層飛艇載SIAR雷達系統探測能力分析

趙 亮1，董鵬署2，李宗亭2

(1.濟南基地，山東 濟南 250000；2.空軍預警學院，湖北 武漢 430019)

提出了一種臨近空間預警監視系統——平流層飛艇載綜合脈沖孔徑雷達(SIAR)系統，它采用綜合脈沖孔徑雷達體制，不僅能夠實現對臨近空間目標的預警監視，還具備較強的低空探測能力和反隱身能力，論證了平流層飛艇載SIAR系統的探測能力。

臨近空間；平流層飛艇；綜合脈沖孔徑雷達

0 引 言

隨著臨近空間飛行器的發展，臨近空間已成為重要的作戰空域，但現役預警監視系統沒有對臨近空間的探測能力。平流層飛艇載綜合脈沖孔徑雷達(SIAR)系統是將雷達通過飛艇平臺升高至平流層高度的臨近空間預警監視系統，它不僅可以實現對臨近空間目標的預警探測，還可有效拓展現役預警監視系統的探測范圍，加強和彌補低空探測能力和反隱身能力。它既是地面雷達的一種有效補充，也是戰略預警體系的重要組成部分[1]。

1 發展現狀

以美國為代表的諸多國家大力開展臨近空間平臺和武器研究，對預警監視系統提出了更高要求。臨近空間飛行器的運行高度一般在20～100 km，不僅活動空間超出現役情報雷達覆蓋范圍，而且臨近空間武器的高速運動更增加了探測難度。

美國洛克希德·馬丁公司制造的HAA飛艇，能長時間滯空，監視可能飛向北美大陸的彈道導彈、巡航導彈等；以色列飛機工業公司研制的偵察飛艇，也可執行對其周邊國家的監視和預警任務。

本文提出平流層飛艇載SIAR雷達系統，搭載稀布陣、綜合脈沖孔徑(SIAR)體制雷達，可以實現對臨近空間目標、低空超低空突防目標和隱身目標的探測。SIAR體制雷達是由法國航空航天研究局于20世紀70年代末提出并研制的一種新體制雷達[2-3]，是一種嶄新的四維(方位、仰角、距離和速度)米波多功能雷達系統。

2 平流層飛艇載SIAR雷達系統需求分析

平流層飛艇載SIAR雷達系統是指將稀布陣綜合脈沖孔徑雷達通過高空飛艇平臺升高到平流層，使其在平流層內運行的一種預警監視系統。它綜合了平流層、飛艇和稀布陣SIAR的優勢，大大增強了雷達的預警探測能力[4-5]。

平流層飛艇載SIAR雷達系統作戰優勢包括：

(1) 空域探測能力強

雷達可長期懸停空中，既能仰視探測臨空目標，又能俯視低空、超低空突防目標。而地面情報雷達俯視探測能力弱，預警機和氣球載雷達僅能實現對低空目標的預警監視。平流層飛艇載雷達探測臨空目標時，由于環境簡單，幾乎無雜波干擾；臨近空間內空氣密度低，電磁波的損耗和折射相對較小，因而探測距離和仰角范圍比地面雷達大。

(2) 快速響應能力強

雷達日常處于待命或執行編組開機預警監視任務，當接收到地面指揮中心指令后，可隨時根據任務需要機動至相關任務空域，較地面雷達機動性能更強。

(3) 運用綜合脈沖孔徑雷達技術

米波稀布陣綜合脈沖孔徑雷達既有傳統米波雷達的優點，又克服了米波方向分辨力差的問題，具備完成平流層飛艇載雷達系統各種作戰任務的能力。

3 平流層飛艇載SIAR雷達系統探測能力模擬仿真

3.1 目標模型

設置臨近空間目標，高度40 km，巡航時速5 400 km；U-2高空偵察機高度21 000 m，巡航時速830 km；低空目標雄風-2E對陸攻擊巡航導彈采用機載平臺發射，飛行時速800 km，射程1 000 km，可對我重要目標造成威脅，其X波段雷達反射截面積小于0.01 m2。

3.2 預警監視系統模型

平流層飛艇載SIAR雷達系統和地面雷達部署在目標飛行航線上，預警機在預定區域跑道型航線上巡航。其主要設置參數如表1所示。

表1 平臺參數設置

3.3 仿真結果與分析

在上述場景條件下，各種預警監視系統對目標的探測時間是反映預警能力的重要性能指標。低空、高空、臨近空間目標探測時間掃描圖如圖1～圖3所示。

圖1～圖3中橫軸表示目標飛行時間，縱軸表示預警監視手段，線段表示預警監視系統從搜索到目標開始到跟蹤結束的時間，線段的中斷部分表示目標在雷達上暫消，此時目標在預警監視系統的低空盲區或頂空盲區。圖1中低空目標的飛行時間約為60 min，圖2中高空目標的飛行時間約為58 min，圖3中臨近空間目標的飛行時間約為9 min。分析得出各種預警監視系統對目標的探測時間大致如表2所示。

表2 探測時間

4 結束語

根據以上分析，初步論證了平流層飛艇載SIAR雷達具有較好的探測能力，分析可得出如下結論：

(1) 平流層飛艇載SIAR雷達系統對低空突防目標具有較好的探測能力，預警機次之，而地面雷達由于受地球曲率的影響，探測能力有限，不能為預警監視系統提供足夠的反應時間。

(2) 平流層飛艇載SIAR雷達系統和地面雷達對高空目標均有較好的探測能力，而預警機由于受滯空高度制約，不能為預警監視系統提供足夠的反應時間。

(3) 平流層飛艇載SIAR雷達系統對臨近空間目標具有較好的探測能力，而預警機和地面情報雷達受雷達體制限制，無法實現空域覆蓋，不具備探測臨近空間目標的能力。

綜上所述，平流層飛艇載SIAR雷達系統相比以預警機為代表的空基雷達和地面雷達具有較好的目標探測能力，同時可作為探測臨近空間目標的有效手段加以利用。

[1] 齊子國，張建明，王燕宇，等.無人飛艇合成孔徑雷達演示系統研究與試驗[J].中國雷達，2010(3)：1-4.

[2] DOREY J,BLANCHARD Y,CHRISTOPHE F.Le projet “RIAS”:uneapproche aerienne [C]//Colloque International sur le Radar,Paris,1984:505-510.

[3] LUSE A S.Experimental results on “RIAS” digital beamforming radar[C]//International Conference on Radar,London,1992:505-510.

[4] 保錚，張慶文.一種新型的米波雷達：稀布陣綜合脈沖孔徑雷達[J].火控雷達技術，1995，24(3):2-14.

[5] 董鵬曙，李宗亭，張朝偉.平流層飛艇載綜合脈沖孔徑雷達系統研究[J].雷達科學與技術,2012(5):476- 480.

AnalysisofDetectionCapabilityofStratosphericAirship-basedSIARRadarSystem

ZHAO Liang1,DONG Peng-shu2,LI Zong-ting2
(1.Ji Nan Base，Jinan 250000,China;2.Air Force Early Warning Academy,Wuhan 430019,China)

This paper presents a kind of near space early warning surveillance system——the stratospheric airship-based synthesized impulse aperture radar (SIAR) system,which adopts SIAR system,not only can realize the early warning and surveillance to near space targets,but also has good low-altitude detection capability and anti-stealth capability.The detection capability of stratospheric airship-based SIAR system is demonstrated.

near space;stratospheric airship;synthesized impulse aperture radar

2017-03-20

TN957.51

：A

：CN32-1413(2017)03-0032-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.03.008