雷達反隱身技術研究

楊秀凱

摘要：雷達反隱身技術在現代立體化戰爭中的作用日益凸顯，該文首先分析了雷達隱身機理，緊接著從低頻反隱身、大功率孔徑積反隱身及雙/多基地反隱身三方面分析了傳統的雷達反隱身技術，并結合隱身目標作戰新特性，研究了網絡化協同探測反隱身技術。

關鍵詞：雷達;反隱身;大功率孔徑;網絡化協同探測

中圖分類號：TP3? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）36-0155-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

在現代戰爭中，各種隱身武器的出現對現有的防空體系構成了嚴峻挑戰，雷達作為現代戰場上主要的探測手段，研究雷達反隱形技術成為一項緊迫而重要的任務。隨著現代武器系統對隱身技術的全面應用，雷達反隱身技術也在不斷發展，同時，雷達技術的全面發展也為反隱身提供了多種有效的途徑。同時，隱身武器系統的發展向著更快、無人化、密集飽和攻擊、空海/編隊空間協同化、干擾/隱身功能一體化等方向發展，對雷達反隱身技術提出了新的挑戰。

2 隱身機理

隱身目標主要包括低空隱身巡航導彈和中高空隱身飛機，主要通過吸波材料和外形結構優化設計等技術減小雷達散射截面積（Radar Cross Section， RCS），其RCS通常比常規模目標RCS低兩個數量級以上，使雷達有效探測距離明顯縮短，以至己方無法及時組織攔截摧毀來襲目標。吸波材料具有一定的頻率選擇性，通常可使微波頻段的反射回波能量降低約20分貝，而對于低頻段的吸波性能則將顯著下降。外形結構優化設計可將雷達信號反射至威脅較小的方向，而在規定方向具有較小的反射能量，對傳統的單基地雷達具有較好的隱身效果，而對于雙/多基地雷達的隱身效果則會變差。同樣，外形隱身設計也與雷達波長密切相關，隱身戰斗機易于在S波段和X波段實現隱身，而大型隱身轟炸機一定程度上也可以在米波段實現隱身[1]。

3 反隱身技術

3.1 低頻反隱身

現階段采用米波頻段反隱身是最直接、高效的方法[2]。米波雷達與微波雷達相比，在相同電尺寸條件下（復雜度相當），300MHz米波雷達是3000MHz微波雷達孔徑面積的100倍，同時考慮米波段RCS增加的15dB，綜合得益在35dB。從機動性出發，減小米波雷達電尺寸，降低其復雜度，仍然可抵消隱身目標帶來的RCS縮減。

米波段存在嚴重的地面或水面多路徑干涉問題，傳統米波雷達存在不能準確測高、威力覆蓋不連續、低角盲區大、陣地適應性差等缺陷。新型米波雷達通過體制創新，探索出獨特技術路徑[3-4]，系統地克服了傳統米波雷達的主要缺陷。目前，新型米波雷達主要性能指標上要超過同類微波雷達水平，如JY-27A米波三坐標雷達，結合二維數字有源相控陣技術，有很強的反隱身性能，而且探測距離遠、精度高，可用于對空警戒與引導作戰任務。

3.2 大功率孔徑積反隱身

雖然低頻段雷達具有反隱身優勢，但從體系對抗角度考慮，不能局限于某個頻段，為了占據更寬的頻譜資源，需要發展微波等高頻段雷達。根據雷達方程，如公式（1）所示，提高功率孔徑積可抵消目標RCS下降造成的探測威力下降，結合精細化設計等低處理損耗手段，可有效實現反隱身。目前，新一代微波頻段防空預警雷達主要以大的功率孔徑積實現反隱身，如SLC-7雷達等。

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3.3 雙/多基地反隱身

由于目標在穿越電磁場的過程中，會向各個不同方向輻射不同強度的輻射信號，我們可以稱之為目標的“空域響應”，因此其必然存在“空域窗口”，這些空域窗口比平均RCS一般增加10dB，最強的側向點增加20dB以上，如圖3所示，這是因為飛行器的外形設計不可避免地使電磁波折射到對目標構成威脅較小的幾個方向上去，以躲避單站雷達系統的探測。雙/多基地反隱身是利用空間分布的多個單元協同，探測某指定區域內的目標，并將多個接收端獲得的信息進行信號級融合處理，以獲取更優的檢測、估計、識別等系統性能。

此外，利用外部已經存在且不受控制的低頻電磁輻射源（如調頻廣播等）進行探測的外輻射源雷達，兼具低頻段反隱身和雙/多基地反隱身的優勢。天波超視距雷達通常也是雙基地形式，但是其反隱身能力主要是通過下視探測和低頻段實現的，并且容易受電離層擾動影響。

3.4 網絡化協同探測

網絡化協同探測是對傳統雷達組網探測系統的繼承和發展，是一種自頂向下指導新型探測系統設計的理論和方法。多傳感器覆蓋同一區域，基于任務驅動動態自組織，獲取目標全空域、多時頻信息，空、時、頻分布式協同處理，實現對目標遠程探測、跟蹤、定位、識別和引導，支持協同作戰。對于工作在同頻段的組網雷達，可組成雙/多基地探測形式進行協同探測。

網絡化協同探測從多角度、多頻段、多極化、多體制等方面獲取隱身目標的多維信息，結合優化的網絡拓撲結構，可以高數據率采集目標的特征。再者，通過數據融合，實現信息相互補充，彌補單雷達因隱身目標RCS小和不穩定帶來的不連續問題。另外，通過對系統內雷達實時協同控制，發揮各雷達對隱身目標探測的有效措施，實現各雷達的協同工作。網絡化協同探測將是未來反隱身的重要發展方向，但是相應的理論和方法還不夠完善，要在多傳感器資源優化管控、多層次信息融合、分布式計算、時空同步和網絡通信等方面開展相應研究。

4 結束語

隱身技術的大量使用，促使雷達反隱身技術不斷發展。低頻段反隱身作為已經驗證的有效手段，具備綠色低功耗的天然優勢;大功率孔徑作為微波段雷達反隱身主要手段，是新一代雷達的基本特點;雙/多基地作為新體制反隱身手段，是反隱身體系的重要補充;網絡化協同探測作為系統化的反隱身手段，可應對復雜戰場環境中的新型隱身目標，是新一代反隱身技術的重要發展方向。

參考文獻：

[1] 吳劍旗.先進米波雷達[M].北京：國防工業出版社，2015.

[2] 吳劍旗.反隱身與發展先進米波雷達[J].雷達科學與技術，2015，13（1）：1-4.

[3] 吳劍旗，賀瑞龍，江凱，等.稀布陣綜合脈沖孔徑雷達的研究與試驗[J].現代電子，1998（3）：1-5.

[4] 胡坤嬌，陳伯孝，吳劍旗.超分辨算法在米波雷達測高中的應用[J].中國電子科學研究院學報，2008，3（5）：507-509.

【通聯編輯：梁書】