荷蘭海軍APAR多功能雷達(dá)系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)

謝紅勝，宿勇

（1．中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北武漢430064;2．海軍裝備部，北京 100071）

0 引言

早在1991年11月，荷蘭電信設(shè)備公司（Signaal）就和FEL-TNO公司的物理與電子實(shí)驗(yàn)室發(fā)起了“改進(jìn)監(jiān)視和跟蹤的先進(jìn)雷達(dá)技術(shù)（ARTIST）”項(xiàng)目的研究工作。目的是設(shè)計(jì)一種以“改進(jìn)型海麻雀”導(dǎo)彈為基礎(chǔ)的全綜合防空戰(zhàn)（AAW）系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)能進(jìn)行擴(kuò)展以控制“標(biāo)準(zhǔn)”2導(dǎo)彈。由ARTIST項(xiàng)目發(fā)展而成的防空戰(zhàn)系統(tǒng)最終將SMART-L和SMART-S雷達(dá)、STING相控陣火控雷達(dá)、紅外傳感器和防空導(dǎo)彈綜合起來(lái)。1992年11月，德國(guó)和加拿大加入此項(xiàng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃。1993年7月，荷蘭、德國(guó)、加拿大三國(guó)共同簽署了聯(lián)合研制APAR艦載有源相控陣?yán)走_(dá)的諒解備忘錄（MOU），正式開(kāi)啟了APAR雷達(dá)的研制工作。

1995年12月29 日，荷蘭電信設(shè)備公司與其海軍簽訂了1．25億美元關(guān)于APAR雷達(dá)工程開(kāi)發(fā)模型（EMD）的合同。根據(jù)重新協(xié)商的APAR EMD的分工，荷蘭出資0．456億美元，德國(guó)0．419億美元，加拿大0．375億美元。該EMD合同分為2部分:第一部分為試驗(yàn)樣機(jī)/技術(shù)示范品EMD-1（工程開(kāi)發(fā)型1），用來(lái)確認(rèn)計(jì)劃中雷達(dá)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，主要是單陣列原型樣機(jī)的研制;第二部分為一個(gè)技術(shù)試驗(yàn)臺(tái)（EMD-2），由單個(gè)天線陣列構(gòu)成，將其用作評(píng)估工具。EMD-2具有APAR雷達(dá)的全部性能，但其覆蓋域、靈活性和ECCM功能受到一定限制。EMD -2是按照“三方護(hù)衛(wèi)艦合作”防空戰(zhàn)（TFC-AAW）計(jì)劃單獨(dú)生產(chǎn)APAR雷達(dá)，并參與TFC-AAW系統(tǒng)的陸基試驗(yàn)。第一部APAR雷達(dá)樣機(jī)于1998年9月研制完成。同年底德國(guó)和荷蘭海軍都訂購(gòu)了該雷達(dá)。首批APAR雷達(dá)于2001年交付德國(guó)和荷蘭海軍。

APAR雷達(dá)設(shè)計(jì)用于保障海軍區(qū)域防空任務(wù)，能同時(shí)完成對(duì)掠海飛行及高速俯沖小雷達(dá)反射截面積（RCS）反艦導(dǎo)彈威脅的探測(cè)、跟蹤、火力控制、導(dǎo)彈引導(dǎo)等多種作戰(zhàn)任務(wù)。

1 APAR雷達(dá)的威脅分析和功能概述

隨著反艦導(dǎo)彈技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)代艦載雷達(dá)必將面臨掠海飛行及高速俯沖小雷達(dá)反射截面積（RCS）反艦導(dǎo)彈的威脅。上述2類導(dǎo)彈能以數(shù)個(gè)重力加速度機(jī)動(dòng)，以極快的速度對(duì)己艦或防御平臺(tái)發(fā)起攻擊，對(duì)傳統(tǒng)艦載雷達(dá)構(gòu)成了巨大的挑戰(zhàn)。其中，掠海飛行導(dǎo)彈威脅對(duì)于艦載雷達(dá)來(lái)說(shuō)尤為危險(xiǎn)。由于受水平和垂直視距的限制，加上艦載雷達(dá)在低空探測(cè)時(shí)通常會(huì)遭受多徑效應(yīng)和異常傳播現(xiàn)象（如大氣波導(dǎo)現(xiàn)象）影響，艦載雷達(dá)對(duì)這種導(dǎo)彈的探測(cè)能力會(huì)受到很大限制。即使對(duì)于地平線探測(cè)，艦載雷達(dá)的防御反應(yīng)時(shí)間極為短暫，尤其當(dāng)目標(biāo)以超音速運(yùn)動(dòng)時(shí)。另外，傳統(tǒng)艦載雷達(dá)通常需要1部火控雷達(dá)或光電傳感器配合完成對(duì)艦載武器的火力控制以應(yīng)敵。傳統(tǒng)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)火控雷達(dá)或光電傳感器必須以一定的時(shí)間順序應(yīng)對(duì)多個(gè)來(lái)襲目標(biāo)，存在很大的時(shí)延。即使對(duì)于最先進(jìn)的相控陣火控雷達(dá)來(lái)說(shuō)，也要經(jīng)歷接收來(lái)自艦載雷達(dá)目標(biāo)信息所消耗的時(shí)間。當(dāng)敵方以足夠多的導(dǎo)彈同時(shí)對(duì)己艦或防御平臺(tái)發(fā)起飽和攻擊時(shí)，這種探測(cè)、火控功能分離艦載雷達(dá)與敵導(dǎo)彈的交戰(zhàn)能力將受到極大的限制。

要想從容應(yīng)對(duì)上述威脅，艦載雷達(dá)必須要提高對(duì)低空目標(biāo)、小RCS目標(biāo)的探測(cè)能力，縮短從目標(biāo)探測(cè)到與目標(biāo)交戰(zhàn)的反應(yīng)時(shí)間，具有同時(shí)支持多批次艦對(duì)空交戰(zhàn)的能力。APAR雷達(dá)能滿足上述需求，可同時(shí)完成地平線搜索、導(dǎo)彈引導(dǎo)支援、（空中、水面、直升機(jī)）目標(biāo)跟蹤、水面火力支援、高距離分辨率目標(biāo)成像、指令搜索、目標(biāo)指示、有限體搜索等任務(wù)，并且每種任務(wù)均有相應(yīng)的電子對(duì)抗措施以減少各種干擾的影響。APAR雷達(dá)作為艦上多傳感器組件的一部分，與SMART-L遠(yuǎn)程監(jiān)視三坐標(biāo)雷達(dá)、艦載紅外搜索與跟蹤傳感器等協(xié)同工作，進(jìn)一步提高了戰(zhàn)艦的綜合防空探測(cè)能力。

2 APAR雷達(dá)的系統(tǒng)構(gòu)成及主要性能參數(shù)

APAR雷達(dá)系統(tǒng)由4個(gè)固定的橢圓形天線陣列陣面組成，每個(gè)陣列包含3 200個(gè)X波段砷化鎵單片微波集成電路（GaAs MMIC）收/發(fā)組件。這3 200個(gè)收/發(fā)組件又分為32個(gè)縱列。每個(gè)收/發(fā)組件都有自己的數(shù)據(jù)分配和功率變換單元，每秒能產(chǎn)生500個(gè)筆形波束。4陣面的APAR雷達(dá)對(duì)空探測(cè)距離達(dá)150 km，覆蓋范圍達(dá)360°×70°。在甲板下面，該雷達(dá)的組成部分還有1個(gè)數(shù)據(jù)處理和信號(hào)控制機(jī)柜以及1個(gè)與戰(zhàn)艦綜合指揮系統(tǒng)對(duì)接的接口裝置。APAR雷達(dá)在大多數(shù)型號(hào)的護(hù)衛(wèi)艦上都適于安裝。

3 APAR雷達(dá)的技術(shù)特點(diǎn)

近年來(lái)不斷增加的艦載雷達(dá)低空探測(cè)需求以及短系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間和高發(fā)射功率要求，在很大程度上決定了APAR雷達(dá)的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)特點(diǎn)。

3．1 靈活性和自適應(yīng)能力

APAR雷達(dá)具有很強(qiáng)的靈活性，這使其能以盡可能快的速度探測(cè)到最具威脅的目標(biāo)。與傳統(tǒng)監(jiān)視雷達(dá)和跟蹤雷達(dá)不同，APAR雷達(dá)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)二者的功能。傳統(tǒng)監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為在盡可能大的距離、方位和高度范圍內(nèi)具備不依賴環(huán)境或未知目標(biāo)特性的高魯棒探測(cè)能力;跟蹤雷達(dá)系統(tǒng)則設(shè)計(jì)為只在有限的距離、方位、高度和速度范圍內(nèi)具備對(duì)目標(biāo)的精確探測(cè)能力。監(jiān)視雷達(dá)與跟蹤雷達(dá)在波束類型、掃描原理、信號(hào)波形、數(shù)據(jù)更新率等方面均有很多不同之處。APAR雷達(dá)之所以能同時(shí)完成技術(shù)要求截然不同的監(jiān)視與跟蹤任務(wù)，原因在于其具有較強(qiáng)的靈活性、自適應(yīng)能力以及系統(tǒng)復(fù)雜性。下面舉例說(shuō)明APAR雷達(dá)的靈活性。

1）能自動(dòng)調(diào)整跟蹤目標(biāo)所需的能量與時(shí)間消耗

APAR雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)跟蹤過(guò)程均假定目標(biāo)特性（如目標(biāo)的RCS值）已知。RCS值可能隨雷達(dá)視角、射頻及電磁波傳播環(huán)境改變而改變。圖1為1架戰(zhàn)斗機(jī)低空飛行接近雷達(dá)時(shí)的RCS測(cè)量值。圖中曲線底部凹點(diǎn)是由多徑波瓣引起的。APAR雷達(dá)在消除多徑波瓣0點(diǎn)時(shí)，不只是通過(guò)自動(dòng)功率調(diào)整手段，還通過(guò)在寬頻范圍內(nèi)改變雷達(dá)載頻來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖1 1架戰(zhàn)斗機(jī)以低仰角的飛行方向接近雷達(dá)時(shí)的RCS測(cè)量值Fig．1The RCS measured from a fighter aircraft，approaching the radar at low elevation

2）目標(biāo)跟蹤更新率參數(shù)能與目標(biāo)參數(shù)自適應(yīng)面對(duì)直線移動(dòng)目標(biāo)或非威脅目標(biāo)，采用正常跟蹤模式，而面對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)或交戰(zhàn)目標(biāo)，則采取較高的目標(biāo)跟蹤更新率。當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入雷達(dá)視野范圍時(shí)，APAR雷達(dá)還可通過(guò)加寬波束來(lái)保持對(duì)目標(biāo)的跟蹤。此外，APAR雷達(dá)還采用與目標(biāo)RCS值變化相適應(yīng)的“自適應(yīng)目標(biāo)跟蹤算法”。通過(guò)采用上述多種技術(shù)手段，APAR雷達(dá)能在各種作戰(zhàn)條件下對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。圖2給出了某典型目標(biāo)的RCS值隨視角改變而變化的情況。

圖2 目標(biāo)RCS值隨視角改變而變化的示例Fig．2Changes of the RCS due to variation of the aspect angle of the aircraft

3）能探測(cè)到在近程到中程距離范圍之內(nèi)突然出現(xiàn)的威脅目標(biāo)

APAR雷達(dá)采用了特殊的波束和波形來(lái)探測(cè)所謂的“彈射目標(biāo)”，如潛艇發(fā)射的導(dǎo)彈目標(biāo)。雷達(dá)在探測(cè)到導(dǎo)彈目標(biāo)之后，系統(tǒng)能立即計(jì)算目標(biāo)跟蹤軌跡，通過(guò)調(diào)整發(fā)射波形緊密監(jiān)視目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)飛行軌跡反推發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)。

3．2 抗干擾能力強(qiáng)

APAR雷達(dá)的4陣面有源相控陣天線采用X工作波段，使其具有了頻率覆蓋范圍大、目標(biāo)探測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)，能更好地抗多徑效應(yīng)、大氣波導(dǎo)以及其他干擾。另外，APAR雷達(dá)的接收電路具有高增益、低噪聲特性和大動(dòng)態(tài)范圍。因此，該雷達(dá)的靈敏度較高、產(chǎn)生的信號(hào)純度高、抗雜波性能優(yōu)良。在雜波環(huán)境下，該雷達(dá)還采用特殊波形來(lái)提高目標(biāo)在雜波回波中的可見(jiàn)度。

盡管APAR雷達(dá)具備了上述基本技術(shù)特征，但掠海飛行導(dǎo)彈的小RCS值對(duì)雷達(dá)仍然提出了極為苛刻的要求。因此，抗雜波干擾對(duì)于APAR雷達(dá)來(lái)說(shuō)仍是最具挑戰(zhàn)性的。為此，APAR雷達(dá)進(jìn)一步采用了一系列抗雜波/抗干擾技術(shù):變化的信號(hào)波形、變化的波束形狀、在處理電路中引入各種目標(biāo)特征提取與分類技術(shù)等。

3．3 目標(biāo)探測(cè)能力強(qiáng)

由于采用基于砷化鎵單片微波集成電路的有源固態(tài)收/發(fā)組件，APAR雷達(dá)能產(chǎn)生滿足各種作戰(zhàn)任務(wù)所需的發(fā)射功率。APAR雷達(dá)的目標(biāo)探測(cè)是基于多脈沖駐留時(shí)間實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)脈沖駐留時(shí)間內(nèi)的射頻和脈沖重復(fù)頻率均不相同。通過(guò)對(duì)單脈沖的雷達(dá)回波進(jìn)行正確組合能有效補(bǔ)償多徑衰落，因此在駐留時(shí)間內(nèi)的目標(biāo)探測(cè)概率較大一些。

3．4 目標(biāo)探測(cè)到交戰(zhàn)的反應(yīng)時(shí)間短

APAR雷達(dá)在使用搜索波束探測(cè)到目標(biāo)之后馬上用1束特定波束進(jìn)一步確認(rèn)探測(cè)，從而縮短系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。在確認(rèn)探測(cè)之后，系統(tǒng)立即啟動(dòng)火控跟蹤。相控陣天線在雷達(dá)中的應(yīng)用極大地縮短了傳統(tǒng)搜索雷達(dá)在確認(rèn)探測(cè)之前的旋轉(zhuǎn)探測(cè)時(shí)間。

3．5 抗飽和攻擊能力強(qiáng)

為了保障抗飽和攻擊能力，APAR雷達(dá)的相控陣天線與新型的導(dǎo)彈引導(dǎo)方式相結(jié)合，在終端引導(dǎo)與交戰(zhàn)階段采用中段引導(dǎo)和間斷連續(xù)波照射（ICWI）技術(shù)，能同時(shí)與多枚導(dǎo)彈交戰(zhàn)。這種引導(dǎo)方式的引導(dǎo)信號(hào)脈沖特性與傳統(tǒng)的連續(xù)引導(dǎo)不同，它使得APAR雷達(dá)可以通過(guò)時(shí)分的方式共享天線孔徑，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)與多目標(biāo)交戰(zhàn)。

4 APAR雷達(dá)的開(kāi)發(fā)方法和經(jīng)驗(yàn)

4．1 開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)

由于缺少有源相控陣?yán)走_(dá)的相關(guān)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，APAR雷達(dá)的開(kāi)發(fā)必定會(huì)伴隨大量的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。因此，風(fēng)險(xiǎn)降低一直都是APAR雷達(dá)開(kāi)發(fā)過(guò)程中遵循的一項(xiàng)基本原則，反應(yīng)在APAR雷達(dá)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程的多個(gè)方面。

1）APAR雷達(dá)項(xiàng)目在啟動(dòng)之前已有一定的技術(shù)積累

APAR雷達(dá)項(xiàng)目的啟動(dòng)得益于之前的幾項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃。該項(xiàng)目從20世紀(jì)70年代的機(jī)械旋轉(zhuǎn)無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃（TOEKAN計(jì)劃）中，獲得了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。80年代，泰利斯公司全身心地投入到北約防空戰(zhàn)系統(tǒng)（NAAWS）的開(kāi)發(fā)。通過(guò)該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，泰利斯公司完成了能滿足北約未來(lái)防空任務(wù)需求的X波段有源相控陣?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)草圖。受NAAWS計(jì)劃的啟發(fā)，荷蘭海軍授予了Signaal公司一份試驗(yàn)型有源相控陣?yán)走_(dá)（EXPAR）主要建造單元的開(kāi)發(fā)合同。通過(guò)該合同，雷達(dá)樣機(jī)天線單元于1992年開(kāi)發(fā)成功，同年APAR雷達(dá)計(jì)劃的定義合同簽訂。在1995年開(kāi)始的APAR雷達(dá)工程與制造開(kāi)發(fā)（EMD）合同框架之下，APAR雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和鑒定最終得以完成。APAR雷達(dá)的這種漸進(jìn)式的開(kāi)發(fā)模式使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)逐步降低。

2）APAR雷達(dá)工程與制造開(kāi)發(fā)本身也是采用漸進(jìn)式的開(kāi)發(fā)模式

有一個(gè)例子最好地證明了這一點(diǎn)。一個(gè)主要的風(fēng)險(xiǎn)是建造高效費(fèi)比的X波段有源收/發(fā)模塊。收/發(fā)模塊是雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)首要考慮的成本因素，其能否批量生產(chǎn)決定了系統(tǒng)可承受性。APAR雷達(dá)在收/發(fā)模塊中大量應(yīng)用了多步設(shè)計(jì)法，即分層多階段的方式來(lái)設(shè)計(jì)和制造收/發(fā)模塊，在每個(gè)階段中逐步加入測(cè)試過(guò)的零部件。這種開(kāi)發(fā)方法可以在保證收/發(fā)模塊成品率的同時(shí)通過(guò)減少階段數(shù)來(lái)降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。APAR雷達(dá)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)也采用類似的分階段多版本方法，在每個(gè)階段中逐步定義一些S/W版本，每一版本則增加一些新功能。這種系統(tǒng)功能增量式添加的方式對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜性的控制非常重要。

3）對(duì)測(cè)試和評(píng)估環(huán)境進(jìn)行最大程度的控制

由于APAR雷達(dá)具有多功能性和一定的自適應(yīng)處理能力，進(jìn)一步加大了對(duì)雷達(dá)測(cè)試的難度。任何一次系統(tǒng)故障都可能是多種原因引起的，因此，如果不能相應(yīng)地對(duì)系統(tǒng)測(cè)試和評(píng)估環(huán)境作出改變和控制，分離并解決故障將變得十分困難。這種對(duì)測(cè)試環(huán)境的控制是通過(guò)大量使用具有實(shí)時(shí)仿真能力的自適應(yīng)雷達(dá)環(huán)境模擬器（ARES）實(shí)現(xiàn)的。這種模擬器能產(chǎn)生各種特征的目標(biāo)、噪聲和干擾信號(hào)，注入APAR雷達(dá)各級(jí)系統(tǒng)中，如:緊跟在天線后的視頻顯示終端、射頻終端甚至在緊湊天線測(cè)試場(chǎng)內(nèi)APAR天線發(fā)射的EM平面波。使用模擬器定義場(chǎng)景并注入到APAR雷達(dá)系統(tǒng)中能對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析。這種對(duì)測(cè)試環(huán)境的完全控制降低了系統(tǒng)級(jí)測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用。

APAR雷達(dá)的這種測(cè)試和評(píng)估環(huán)境的控制模式表明，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中選擇的風(fēng)險(xiǎn)管理方法很成功。此外，反復(fù)的系統(tǒng)評(píng)估同樣十分重要，特別是對(duì)于系統(tǒng)級(jí)的集成，多功能雷達(dá)的系統(tǒng)復(fù)雜性往往會(huì)造成一些無(wú)法預(yù)測(cè)的挑戰(zhàn)。APAR雷達(dá)花在系統(tǒng)級(jí)上的開(kāi)發(fā)工作量超過(guò)了硬件設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)工作量，因此系統(tǒng)級(jí)集成技術(shù)對(duì)于APAR雷達(dá)來(lái)說(shuō)風(fēng)險(xiǎn)也最大。

系統(tǒng)級(jí)集成包括將APAR雷達(dá)各部分的功能集成到一個(gè)能體現(xiàn)特定行為的自適應(yīng)操作環(huán)中。這方面的發(fā)展從1999年以來(lái)就變得非常明顯，當(dāng)時(shí)工程開(kāi)發(fā)模型（EDM）正安裝在荷蘭海軍位于荷蘭赫爾德海軍基地的陸地試驗(yàn)場(chǎng)（LBTS）。LBTS緊鄰海岸，能提供操作環(huán)境下的典型測(cè)試環(huán)境。2001年以來(lái)，APAR雷達(dá)先后安裝在了德國(guó)F124和荷蘭LCF艦上，為系統(tǒng)級(jí)的活動(dòng)提供了更多可用的測(cè)試場(chǎng)所。

4．2 主要挑戰(zhàn)

1）系統(tǒng)級(jí)評(píng)估的挑戰(zhàn)

①惡劣環(huán)境下的自動(dòng)分類算法。APAR雷達(dá)工作在包括海雜波、地雜波、飛鳥(niǎo)、雨以及各種目標(biāo)的真實(shí)環(huán)境中，必須對(duì)接收到的大量回波信號(hào)進(jìn)行分析和解釋。其中，大量的工作都花在了能使雷達(dá)虛警率最小化的目標(biāo)信號(hào)自動(dòng)分類算法的設(shè)計(jì)和調(diào)整上，力求在不降低雷達(dá)靈敏性的情況下對(duì)所關(guān)心的目標(biāo)進(jìn)行可靠跟蹤。

②時(shí)間預(yù)算管理。APAR雷達(dá)以時(shí)分方式共享天線孔徑，能執(zhí)行多種任務(wù)。為避免天線空閑，天線時(shí)間線（每個(gè)天線有1個(gè)）通常會(huì)被完全占用。為能找到滿足更新率、降低時(shí)延要求的傳輸時(shí)間間隙，系統(tǒng)需要采用智能動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，在預(yù)算開(kāi)支和駐留優(yōu)先級(jí)間找到令人滿意的平衡。這樣的算法需要在各種條件下做出詳細(xì)的評(píng)估之后才能獲得可靠的性能。

③閉環(huán)目標(biāo)跟蹤時(shí)的在線波形計(jì)算。對(duì)于采用特定跟蹤駐留時(shí)間的目標(biāo)跟蹤（與邊跟蹤邊掃描不同，是APAR雷達(dá)的一項(xiàng)能力）來(lái)說(shuō)，雷達(dá)波形是基于之前的在線測(cè)量和處理過(guò)的目標(biāo)特征在線確定的。這樣就能在保證優(yōu)良跟蹤性能的同時(shí)最小化跟蹤時(shí)間和更新率，因此可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間預(yù)算消耗的最小化。這種在線解決系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題所涉及的參數(shù)數(shù)量相當(dāng)巨大，使得APAR雷達(dá)“波形計(jì)算”過(guò)程極為復(fù)雜。

④導(dǎo)彈集成。為了給平臺(tái)提供盡可能多的同時(shí)可用的交戰(zhàn)通道，同時(shí)又不需要分離的照射系統(tǒng)，APAR雷達(dá)使用了一種新型的導(dǎo)彈引導(dǎo)思路——中段引導(dǎo)和間斷連續(xù)波照射相結(jié)合是一種新思路，但要求在走向?qū)崙?zhàn)之前需要一系列以風(fēng)險(xiǎn)降低為目標(biāo)的測(cè)試和評(píng)估。另外，導(dǎo)彈的自主目標(biāo)獲取也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

盡管APAR雷達(dá)系統(tǒng)和技術(shù)復(fù)雜、功能強(qiáng)大，但仍需在各種實(shí)際和虛擬工作中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證，這樣有助于更好理解和預(yù)測(cè)系統(tǒng)性能和工作特性。通過(guò)在某種工作環(huán)境中進(jìn)行多年的系統(tǒng)評(píng)估和鑒定試驗(yàn)，APAR雷達(dá)的開(kāi)發(fā)成果可以為客戶提供更好地系統(tǒng)性能，為工業(yè)部門(mén)提供大量的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

2）實(shí)際操作使用挑戰(zhàn)

多功能雷達(dá)為用戶帶來(lái)了很多自由度，用戶可以按照一定的規(guī)則調(diào)整雷達(dá)系統(tǒng)以適應(yīng)各種作戰(zhàn)環(huán)境。用戶無(wú)需了解與系統(tǒng)通信的技術(shù)細(xì)節(jié)，但必須能用特定的操作指令來(lái)控制系統(tǒng)。為了能發(fā)揮多功能雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，用戶必須能將操作指令有效地轉(zhuǎn)換為對(duì)傳感器系統(tǒng)細(xì)節(jié)的技術(shù)設(shè)置。這種轉(zhuǎn)換應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞴芾項(xiàng)l令執(zhí)行，該條令體現(xiàn)于能控制多功能雷達(dá)的作戰(zhàn)管理系統(tǒng)中。終端用戶與工業(yè)部門(mén)應(yīng)該協(xié)同完成條令的定義工作，因?yàn)橛脩舨僮骱凸I(yè)技術(shù)是完成這項(xiàng)工作的前提條件。

5 啟示

現(xiàn)代海軍的作戰(zhàn)任務(wù)逐漸遠(yuǎn)離了開(kāi)放的遠(yuǎn)海環(huán)境，更加強(qiáng)調(diào)在特定的近海水域執(zhí)行任務(wù)。在這種水域，各種作戰(zhàn)任務(wù)往往由小型艦艇來(lái)完成。因此，多功能雷達(dá)系統(tǒng)必須要具備在有限的艦艇空間中將所有作戰(zhàn)任務(wù)組合在一起的能力，而且要具有較強(qiáng)的應(yīng)對(duì)防御火力和探測(cè)嚴(yán)重海雜波下的掠海飛行目標(biāo)的能力。通常認(rèn)為，1部I/J波段多功能雷達(dá)和1枚中程艦空導(dǎo)彈配合被認(rèn)為是這種戰(zhàn)艦最為理想的系統(tǒng)配置，也是目前I/J波段有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)應(yīng)用的研究焦點(diǎn)。在APAR雷達(dá)基礎(chǔ)上，一型經(jīng)濟(jì)可承受的多功能雷達(dá)——“改進(jìn)型海麻雀”有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)（SEAPAR）研制成功。該雷達(dá)能根據(jù)艦上的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，與“改進(jìn)型海麻雀”導(dǎo)彈（ESSM）配合提升艦艇的對(duì)空作戰(zhàn)能力。

系統(tǒng)級(jí)集成與評(píng)估是APAR雷達(dá)研發(fā)面臨的最大挑戰(zhàn)。鑒于APAR雷達(dá)系統(tǒng)的主要成本在于有源相控陣前端系統(tǒng)，因此，基于APAR雷達(dá)已有的前端部件，有針對(duì)性地改進(jìn)APAR雷達(dá)已有的系統(tǒng)后端功能，將能使整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最小化。如果對(duì)前端部件進(jìn)行改進(jìn)將能在降低雷達(dá)系統(tǒng)在艦船甲板以上重量的同時(shí)提高系統(tǒng)的可伸縮性。將APAR雷達(dá)已有的后端與有工程應(yīng)用價(jià)值的、可升級(jí)的前端組合在一起，就能開(kāi)發(fā)出適應(yīng)各種實(shí)際應(yīng)用的新型雷達(dá)系統(tǒng)，SEAPAR就是成功案例之一。APAR雷達(dá)的上述開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)如果在實(shí)際中得以應(yīng)用將顯著降低多功能雷達(dá)的研制工作量和研制周期。

現(xiàn)代多功能有源相控陣?yán)走_(dá)從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)成功是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作。APAR雷達(dá)的成功為我們提供了一系列值得借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。多功能雷達(dá)的自適應(yīng)能力及其與生俱來(lái)的系統(tǒng)復(fù)雜性使得系統(tǒng)級(jí)集成顯得極為關(guān)鍵。模塊化和清晰的接口對(duì)于系統(tǒng)級(jí)集成尤為重要，能最大程度挖掘系統(tǒng)的功能重配置能力，保證系統(tǒng)的高可靠性和高質(zhì)量。APAR雷達(dá)的成功經(jīng)驗(yàn)被很好地應(yīng)用在了SEAPAR雷達(dá)系統(tǒng)的研制中。SEAPAR雷達(dá)完全基于APAR雷達(dá)的系統(tǒng)功能，很多時(shí)候只需設(shè)定和調(diào)整某些系統(tǒng)參數(shù)，就能對(duì)雷達(dá)的某些功能重新配置。

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