無源探測與跟蹤雷達系統技術及其發展分析

朱偉 胡杰 73106部隊

雷達能夠將大功率的電磁波向空中持續輻射，通過對目標回波的收集，來達到探測目標并實現對其準確定位的目的。針對此種大功率有源探測設備來講，其所發射的信號，非常容易遭到敵方截獲或偵收，因此，易遭到干擾。此外，受限于地雜波與波束覆蓋范圍，雷達的難免會出現低空探測盲區，此些基于有源探測而出現的缺陷，使得雷達在諸如電子干擾等威脅下，出現了嚴重的生存危機。無源探測與跟蹤雷達系統作為當前比較常用的雷達系統類型，伴隨當今相關技術的日漸推新，其在此背景下，呈現出較好的發展勢頭。本文就其技術及發展情況作一探討。

1 無源探測與跟蹤雷達系統的基本分類

針對無源探測與跟蹤而言，應該囊括全部自身僅接收目標輻射的電磁波，而不發射電磁波的電磁波，或對第三方所發射的電磁波經過目標反射后所傳回的回波進行接收，以此來得到目標信息。因此，無源探測與跟蹤雷達依據輻射源類型的不同，可劃分為兩種類型：其一，借助目標自身輻射源的無源探測與跟蹤雷達，包含正在等待觀測的目標自身所攜帶的諸如通信、雷達及有源干擾機、應答機等電子設備的輻射源；其二，借助第三方發射信號，通過目標反射所得到的回波，來對目標信息進行獲取，此類第三方發射源囊括GPS、通信臺站、電視臺及廣播電臺等。

針對第一類系統而言，最為常見的系統有三類，分別為紅外線無源探測、可見光無源探測與無線電無源探測。其所具有的共同特點就是借助飛行器所輻射的熱能、電磁波等，實施定位與探測。因其不輻射能量，所以難以被定位與偵察導，不易受到敵方的攻擊與干擾。對于第二類系統來講，主要借助天線來實時接收外部輻射源的直射波，或者是散射波所自帶的多普勒頻移，多站接收信號的各種信息（如到達角、時間差等），通過相關處理后，對目標信息進行提取，且將無用信息或干擾給清除掉，最終實現對目標的跟蹤與探測。

2 無源探測與跟蹤雷達系統的發展

1983 年，美國成功研制了F-117A隱身飛機，自此之后，一批隱身飛行器不斷誕生，這對雷達探測系統帶來了許多挑戰。美國一邊進行隱身飛機的研究，另一邊則著手反隱身技術的深入研究。1989年，有研究[2]指出，美國空軍聲稱蘇聯所建立的防御系統對本國研制的B-2轟炸機沒有效果，他還指出，美國早在80年代時，便組織開展了各種反隱身技術的研究，并對多達50余種的非常規概念進行了評估，比如反隱身雷達波形、聲學系統及電暈放電檢測、天基雷達、高頻雷達、宇宙射線及雙基地反射儀等，其中便囊括無源相關檢測方法。2010年，洛克希德 馬丁公司成功更新了“沉默哨兵”系統，此系統不僅能對敵方雷達發射信號進行實時收集，而且還能收集來自被敵方雷達觀察的目標返回信號，如此一來，便可以從美國空中情報收集系統中，就堆放雷達正在觀察的內容進行明確。而到了2017年，德國西門子集團成功研制出以移動電話系統基礎設施為基礎的無源探測系統，用此對隱身目標進行探測。其把移動電話基站當作機會照射源，用作空中目標的照射。系統通過對各基站所發出且返回的信號相位差進行計算，以此來定位目標。現階段，國內許多單位也在進行相關研究，如借助商用信號對目標進行探測定位的隱蔽雷達技術，且借助實測數據的處理，以及實時系統的運作，對遠距離民航目標所對應的多次連續航跡進行觀測，從中所得到的研究成果與技術，有力推動著此項技術的發展與更新。

3 基于機會照射下的無源探測與跟蹤雷達系統的核心技術

（1）抑制電磁干擾。針對電磁干擾來講，可采用頻域或者時域的方法來施加抑制，比如借助性能優異的接收端頻率預選器來達成相關功能。如果通帶干擾比較強，那么可借助時域處理等方法來施加抑制。如果采用的是陣列天線技術，此時，還能借助空域濾波法來施加抑制（。2）檢測微弱信號。檢測比較微弱的目標回波信號，實際就是借助相干接收來達成；而對于此種相干接收的達成而言，與常規的脈壓技術相似，也就是匹配濾波。當系統當中的多徑雜波、直達波等抑制到特定程度后，為了能使威力覆蓋滿足現實要求，還需根據現實需要，圍繞目標回波，對其開展長期性的相干積累，以此來促進有效檢測所需信雜比的提升。（3）目標定位法。現階段，無源雷達系統所采取的定位方法主要有如下幾種，其一，借助若干接收站，同時測量多個目標，將信號的時間差取出，以此來定位外部輻射源，即為雙曲面定位法。其二，利用2～3個接收站，對目標信號到達角進行測量，借此定位目標，即為三角形定位法。除上述內容外，其技術類別還有跟蹤、識別與數據融合，優化輻射源等，這些均為無源探測與跟蹤雷達系統的關鍵性技術。

4 結語

綜上，伴隨當今科學技術水平的不斷提升，許多新技術、新理念在軍事領域中得到廣泛應用，有力推動著此方面的發展與推新。無源探測與跟蹤雷達系統作為軍事發展背景下的重要產物，其在實際運行中容易遭受各種干擾，因此，做好其抗干擾工作十分必要。本文就其核心技術作一剖析，并探討了其發展情況，望能為相關研究提供一些參考。