反隱身預(yù)警雷達的發(fā)展動態(tài)與新技術(shù)*

劉建言，艾俊強，王 健

(中國航空工業(yè)第一飛機設(shè)計研究院，西安 710089)

反隱身預(yù)警雷達的發(fā)展動態(tài)與新技術(shù)*

劉建言*，艾俊強，王 健

(中國航空工業(yè)第一飛機設(shè)計研究院，西安 710089)

預(yù)警雷達一直是戰(zhàn)場防空和國土防御的基本裝備之一，而隱身飛行器的出現(xiàn)迫使現(xiàn)代預(yù)警雷達必須提高其反隱身能力。首先從雷達的工作頻率、目標的極化信息和非后向散射特性剖析了現(xiàn)代預(yù)警雷達的反隱身關(guān)鍵技術(shù)，然后根據(jù)不同的雷達體制對典型反隱身預(yù)警雷達進行分類綜述，最后總結(jié)了多輸入多輸出、低截獲概率、太赫茲超寬帶、微波光子相控陣、第三代半導(dǎo)體和基于數(shù)學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等新技術(shù)的特點和難點，并展望了反隱身預(yù)警雷達需進一步研究的方向，以期為反隱身預(yù)警雷達相關(guān)設(shè)計人員提供一定的幫助和參考。

預(yù)警雷達；反隱身；有源相控陣；無源雷達；新技術(shù)

1 引 言

預(yù)警雷達是現(xiàn)代防空系統(tǒng)的重要組成部分，能夠?qū)﹄[身飛行器和彈道導(dǎo)彈等先進武器平臺進行定位、識別與跟蹤，是現(xiàn)代防空系統(tǒng)探測空中目標的重要手段。近年來的多次局部戰(zhàn)爭或沖突，美軍總是以干擾或摧毀對方的預(yù)警雷達為先導(dǎo)，然后進行大規(guī)模的空中作戰(zhàn)和地面攻擊。在最近一次的伊拉克戰(zhàn)爭中，美英聯(lián)軍發(fā)動“斬首”和“震懾”大規(guī)?？找u和地面攻勢，在短短數(shù)天的時間摧毀了伊境內(nèi)大部分預(yù)警系統(tǒng)，從而贏得戰(zhàn)爭的制空權(quán)，由此預(yù)警雷達在現(xiàn)代電子戰(zhàn)中的地位可見一斑。

可追溯的預(yù)警雷達起源于第二次世界大戰(zhàn)的低頻短波雷達，但是其作用距離短，分辨率和測量精度低，信號處理能力差，因此各國開始競相研制頻段更高的預(yù)警雷達，預(yù)警頻段也從短波向微波發(fā)展。現(xiàn)代航空宇航技術(shù)的迅速發(fā)展，對預(yù)警雷達提出了遠距離、多目標、高精度、高分辨力和抗干擾等諸多要求，特別是隱身飛行器的出現(xiàn)對其提出了更加嚴苛的要求。近年來，電子與數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代預(yù)警雷達的反隱身提供了更多實現(xiàn)途徑。

本文第2節(jié)根據(jù)隱身目標的特點對現(xiàn)代預(yù)警雷達的反隱身關(guān)鍵技術(shù)進行分析，第3節(jié)根據(jù)雷達體制論述了有源相控陣雷達和無源雷達的特點和發(fā)展動態(tài)，第4節(jié)歸納總結(jié)反隱身預(yù)警雷達的部分新技術(shù)，最后歸納目前存在的問題同時展望進一步的研究方向。

2 預(yù)警雷達的反隱身關(guān)鍵技術(shù)

隱身飛行器極低的雷達散射截面(Radar Cross Section，RCS)能夠延緩預(yù)警雷達的發(fā)現(xiàn)時間，縮小它的探測距離并且迫使其提高發(fā)射功率從而增強己方電子偵察系統(tǒng)的檢測優(yōu)勢[1]。圖1展示了幾款典型反隱身預(yù)警雷達的探測距離與目標RCS的對應(yīng)關(guān)系，從中可以看出目標的RCS越低，對應(yīng)的雷達探測距離就越大。目標的RCS與預(yù)警雷達的工作頻率、極化方式和部署樣式緊密相關(guān)。

圖1 雷達探測距離與目標RCS關(guān)系Fig.1 Relationship between radar detection range and RCS

2.1 優(yōu)選雷達的工作頻率

目標的隱身特性對電磁波頻率十分敏感，目標在光學(xué)區(qū)的隱身性能往往優(yōu)于瑞利區(qū)，而在諧振區(qū)的目標RCS隨電磁波頻率劇烈變化，因此預(yù)警雷達工作頻率的選擇對其探測性能具有重要影響。

從表1可以看出，在不考慮俯仰角的情況下，垂直極化時某典型隱身飛行器[2]在300 MHz和1 GHz的頭向RCS均值相差達到14 dB。這說明通過頻點的優(yōu)選，可以使預(yù)警雷達的作用距離增大約93%[3]。當(dāng)目標處于諧振區(qū)時，目標散射信號由諸多諧振分量組成，并且目標諧振頻率(極點)不隨方位變化，這為預(yù)警雷達的頻率優(yōu)選提供了理論可能。

表1 某典型隱身飛行器的方位RCSTab.1 Orientation RCS of a stealth aircraft

圖2展示了某典型隱身飛行器水平極化的高低頻RCS，可以看出在絕大多數(shù)角域內(nèi)，該目標的低頻RCS要高于高頻RCS，這是因為低頻雷達波波長更接近于目標的幾何尺寸，因此更容易使目標在波峰產(chǎn)生諧振。實際上，很多目標也滿足類似規(guī)律。頻域反隱身的關(guān)鍵在于尋找合適的頻點使目標在波峰產(chǎn)生諧振。通過自適應(yīng)選頻，可以從目標特征數(shù)據(jù)庫中選擇目標的諧振頻率作為預(yù)警雷達當(dāng)前的工作頻率，然而目前構(gòu)造目標特征數(shù)據(jù)庫還存在諸多挑戰(zhàn)[4]。

圖2 某典型隱身飛行器的高低頻RCSFig.2 High and low frequency RCS of a stealth aircraft

2.2 挖掘目標的極化信息

與頻率、幅值和相位一樣，信號的極化狀態(tài)也是表征其屬性的重要參數(shù)。目標的隱身特性是針對特定極化狀態(tài)的雷達波而言的，而絕大多數(shù)預(yù)警雷達的極化方式是單一不變的。

圖3展示了采用隱身措施前后垂直極化和水平極化的目標RCS，其中目標是菱形翼，翼尖處翼型尺寸很小，可近似為一個點，隱身措施是減小翼根處翼型的前緣半徑。從圖3可以看出，當(dāng)采用隱身措施后，目標的RCS在垂直極化時下降多，水平極化時下降少。事實上，很多目標也滿足類似規(guī)律。

(a)垂直極化

(b)水平極化圖3 采用隱身措施前后目標的垂直和水平極化RCSFig.3 Vertical and horizontal polarization RCS of the target before and after adopting stealth measure

2.3 利用目標的非后向散射

與傳統(tǒng)目標相比，隱身目標的后向RCS下降多，雙站RCS下降少，前向RCS基本不下降，因此可以利用目標的非后向散射來實現(xiàn)對目標的反隱身，也稱空域反隱身。圖4展示了1.12 GHz水平極化無俯仰時某典型隱身飛行器的單站后向散射RCS與雙站非后向散射RCS，其中紅線是雷達發(fā)射機置于飛行器正前方，雷達接收機分別置于不同方位角時的RCS(雙站非后向散射RCS)，藍線是雷達發(fā)射機置于飛行器正前方，以雷達接收機置于飛行器正前方時RCS(單站后向散射RCS)為半徑的圓。通過比較可以看出當(dāng)發(fā)射機置于飛行器正前方時，該隱身飛行器在絕大多數(shù)扇區(qū)內(nèi)的雙站非后向散射RCS均超過其單站后向散射RCS。

圖4 某典型隱身飛行器的雙站RCSFig.4 Biostatic RCS of a typical stealth aircraft

3 反隱身預(yù)警雷達的發(fā)展動態(tài)

從天線體制來看，預(yù)警雷達主要經(jīng)歷了二坐標雷達、三坐標雷達、相控陣及基于相控陣技術(shù)的新型天線陣列雷達和無源雷達等階段；從掃描體制來看，預(yù)警雷達主要經(jīng)歷了機械掃描、機相掃結(jié)合和全固態(tài)有源相掃等階段[5]。表2列出了部分典型預(yù)警雷達體制的特點及適用范圍。

表2 部分雷達體制的特點及適用范圍Tab.2 Characteristics and application ranges of some radar systems

3.1 有源相控陣雷達

有源相控陣雷達的顯著特點是它的每個輻射單元都裝備收發(fā)組件，具備波束掃描快、波形變化靈活、可靠性高、抗干擾能力強、功率孔徑積大和易于全固態(tài)化等特點[6]。

3.1.1 先進米波雷達

由俄羅斯諾夫哥羅德無線電工程研究所(NNIIRT)研制的米波三坐標雷達Nebo-UE由一個水平天線和測高天線組合而成，采用兩個扇形波束而非筆形波束實現(xiàn)三坐標的測量，因此其不能稱之為嚴格意義上的現(xiàn)代三坐標雷達體制，并且依舊存在傳統(tǒng)米波雷達的缺陷。Nebo系列米波三坐標雷達的后續(xù)型號主要包括Nebo-SVU、Nebo-M、Nebo-ME和最新型的Nebo-UME[7]，它們都是有源相控陣體制。其中Nebo-UME采用3種天線：有源相控陣天線用于俯仰角范圍的掃描，測距VHF天線用于監(jiān)視模式，測高L天線用于監(jiān)視、精確跟蹤以及目標坐標分布的測量[8]。由此可以推測Nebo-UME雖然采用了有源相控陣體制，但米波測高問題并未完全解決，仍需要其他輔助測高手段。

3.1.2 新型X頻段預(yù)警雷達

為了對陸基中段防御系統(tǒng)提供識別支持，美國不斷增加超遠程大型X頻段陸基雷達(Ground-based Radar，GBR)的研制預(yù)算[9]。GBR可以發(fā)射和接收一個很窄的波束，絕大部分能量都集中在主波束中。GBR擁有非常多的收發(fā)組件，可以提高目標的跟蹤精度，但卻犧牲了孔徑功率，這種設(shè)計體現(xiàn)GBR著重目標的跟蹤與遠距離識別能力。

?；鵛頻段雷達(Sea-based X-band Radar，SBX)實際是GBR的?；吞枺捎昧讼冗M的有源相控陣和信號處理技術(shù)，而且具備更高的機動性。SBX是迄今為止世界上最大最復(fù)雜的相控陣機電掃描X頻段雷達。雖然它的掃描范圍很大，但跟其他雷達系統(tǒng)一樣也受到雷達視距的限制，SBX發(fā)現(xiàn)目標的能力完全取決于雷達系統(tǒng)的部署位置。

3.1.3 雙頻段艦載預(yù)警雷達

防空反導(dǎo)雷達(Air and Missile Defense Radar，AMDR)是美海軍第一部同時執(zhí)行防空和反導(dǎo)任務(wù)的一體化固態(tài)有源相控陣雷達系統(tǒng)。AMDR采用S和X雙頻段，S頻段負責(zé)立體搜索、跟蹤和彈道導(dǎo)彈識別，而X頻段雷達將提供水平搜索、精確跟蹤、導(dǎo)彈通信和末端照射功能。

在AMDR的研制過程中，美海軍曾提出將搜索雷達天線頻段從L頻段變?yōu)镾頻段，因為S頻段在高濕度環(huán)境中具備更好的搜索性能。與“宙斯盾”的SPY-1雷達相比，AMDR具備更高的靈敏度和帶寬，但是AMDR放大器的低效率導(dǎo)致雷達效率較低。提高雷達效率的一種途徑是使用更大的發(fā)射功率，這對雷達的電源和冷卻系統(tǒng)提出了更高的要求。由雷錫恩公司(Raytheon)提出并已取得一定進展的氮化鎵(GaN)功率放大器代替砷化鎵(GaAs)功率器件方案就是一條有效途徑。

3.1.4 共形陣預(yù)警雷達

共形陣雷達能夠?qū)⑻炀€通過鑲嵌、封閉等方式共形到隱身平臺中，避免復(fù)雜的天線分布，優(yōu)化平臺的隱身性能。共形陣天線往往能夠充分利用平臺表面區(qū)域，增加平臺有效載荷，擴大天線口徑，在保形不影響氣動性能的同時實現(xiàn)反隱身。目前已經(jīng)有共形陣天線應(yīng)用于隱身飛行器和隱身艦船[10]。EL/M-2248是以色列埃爾塔系統(tǒng)公司(Elta)為新一代軍用艦船設(shè)計的遠程對空共形陣預(yù)警雷達，能夠從復(fù)雜電磁環(huán)境中捕獲快速和低RCS目標。共形陣預(yù)警雷達的關(guān)鍵技術(shù)主要包括共形天線的架構(gòu)設(shè)計，共形陣幅度、相位和極化控制方法以及分布式陣面控制。

并非所有載機均適合采用共形天線。對于下單翼飛行器，機身共形天線可以兩側(cè)共形以獲得較大的完整口徑。機身兩側(cè)共形的機頭/尾還需要集成額外天線以實現(xiàn)頭/尾探測，而對于上單翼飛行器，由于發(fā)動機對電磁輻射的嚴重遮擋，機身共形天線只能前后分塊，較小的單塊面積限制了雷達威力。

3.2 無源預(yù)警雷達

與有源雷達不同，無源雷達自身不會輻射電磁波，而是一種借助非協(xié)同外部輻射源實現(xiàn)目標探測和定位的被動式雷達。非協(xié)同外部輻射源指輻射源和無源雷達沒有直接的協(xié)同作戰(zhàn)關(guān)系，因此探測設(shè)備和反輻射導(dǎo)彈就無法利用電磁信號對無源雷達進行定位、跟蹤和攻擊，也不存在被干擾的問題，從而提高了它的戰(zhàn)時生存力。非協(xié)同外部輻射源可能是調(diào)頻廣播、電視臺、通信臺和其他平臺的有源雷達等，也可能是目標本身或其攜帶輻射源。

與有源雷達相比，無源雷達沒有高功率發(fā)射機和收發(fā)開關(guān)及其相關(guān)電子設(shè)備，大大降低了系統(tǒng)的制造和維護成本，并且可以全天候和全天時有效工作。無源雷達也不需要頻率分配，因此可以部署在常規(guī)雷達無法部署的地區(qū)。

不斷增加的外部輻射源種類對無源雷達的信息處理能力提出了更高的要求。為了盡可能地提高目標定位能力，可以將不同平臺的無源雷達進行組網(wǎng)。如果網(wǎng)絡(luò)中多個無源雷達都接收到了同一輻射源信號，那么要完成目標定位，無源雷達還必須具備有效的定位算法。另外，當(dāng)外部輻射設(shè)備關(guān)閉或無法利用時，無源雷達就無法對目標進行探測定位，因此可以將無源雷達與有源雷達結(jié)合使用。

鑒于無源雷達的工作特點，為了保證在復(fù)雜電磁環(huán)境下能夠通過每個電磁信號的細微差別來區(qū)別定位發(fā)射或反射該電磁信號的目標，無源雷達還必須具備快速而精細的信號鑒別和分析能力。

3.2.1 基于外部輻射源的照射

這類無源雷達探測的目標本身不輻射電磁波。無源雷達利用外部非協(xié)同輻射源的直射波和該輻射源照射目標后形成的反射波或散射波實現(xiàn)對目標的探測、定位和跟蹤。這類無源雷達的探測距離也與外部非協(xié)同輻射源的種類緊密相關(guān)。

美國洛馬公司(Lockheed Martin)研制的“沉默哨兵”(Silent Sentry)和法國泰利斯公司研制的“警戒者”HA-100都是利用調(diào)頻廣播和電視臺發(fā)射的連續(xù)波信號對監(jiān)視區(qū)內(nèi)的運動目標進行檢測、跟蹤與監(jiān)視。

由我國西南電子設(shè)備研究所研制的DWL002是一種能夠?qū)﹃懞？漳繕诉M行定位、識別和跟蹤的三維無源雷達。該系統(tǒng)利用對流層散射特性，具備超視距能力。DWL002可以根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務(wù)采取不同的部署方式，也可以與有源雷達結(jié)合部署。

3.2.2 基于目標自身的輻射

在被探測目標本身就是輻射源或者攜帶輻射源的情況下，無源雷達利用探測目標自身輻射的電磁波實現(xiàn)對目標的探測、定位和跟蹤。

“維拉”系列無源雷達由捷克研制，最新型號“維拉”-E是一種能夠?qū)﹃懞？漳繕诉M行定位、識別和跟蹤的可移動電子情報監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)由1個居中的分析處理中心和3個呈圓弧分布并且間隔超過50 km的信號接收站組成?！熬S拉”-E能夠提供目前只有有源雷達才能提供的功能。

由以色列埃爾塔公司研制的無源雷達EL/L-8388是ESM/ELINT三坐標警戒系統(tǒng)的一部分。EL/L-8388可以根據(jù)對飛行器、艦船和陸基發(fā)射機的動態(tài)跟蹤并結(jié)合已知的位置信息創(chuàng)建能夠與由有源雷達創(chuàng)建的傳統(tǒng)空情圖相媲美的三維態(tài)勢圖。無源空情圖還改善了目標識別，具備更強的測距和低空雜波穿透能力。

4 反隱身預(yù)警雷達的新技術(shù)

4.1 MIMO技術(shù)

為了提高信號的低截獲性能與雷達的抗干擾能力，一些學(xué)者提出多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)雷達概念并在本世紀初的雷達會議上引起的廣泛關(guān)注[11-14]。MIMO雷達可分為密集式MIMO雷達和分布式MIMO雷達。

MIMO米波雷達采用收發(fā)分置的雷達體制與寬頻米波天線，空間并存的多觀測通道使其能夠?qū)崟r采集攜帶不同幅值與相位的目標回波信息，具備高空隱身目標探測與多目標成像的能力。實踐證明，MIMO雷達體制能夠克服米波雷達測高的多路徑干擾。作為一種多頻MIMO 雷達，米波稀布陣綜合脈沖孔徑雷達不僅能夠有效提高測高精度，同時還能夠獲得很高的方位分辨率和方位測量精度。MIMO雷達需要長時間的積累來彌補發(fā)射增益的損失，并不能適用于所有應(yīng)用場合。文獻[15-16]在MIMO技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對不同地形的大量試驗和研究，將超分辨技術(shù)成功應(yīng)用于米波雷達低仰角測高問題。此外，與傳統(tǒng)的雷達組網(wǎng)相比，統(tǒng)計MIMO雷達組網(wǎng)的探測能力更強，抗干擾能力更強，雷達發(fā)射信號間的干擾更弱。目前MIMO雷達的研究聚焦于如何更高效地獲取和利用多觀測通道數(shù)據(jù)。

4.2 低截獲概率技術(shù)

低截獲概率(Low Probability of Interception，LPI)技術(shù)指能夠讓對方雷達偵察接收機很難甚至不能截獲雷達的輻射信號，從而實現(xiàn)雷達LPI的技術(shù)。LPI技術(shù)的探索可以追溯至20世紀70年代末，目前已經(jīng)發(fā)展出一套比較完善的理論體系[17-18]。

現(xiàn)代雷達嘗試采用多載頻調(diào)制來擴大信號帶寬，從而提高信號的LPI性能。近年來發(fā)展的基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多載頻調(diào)制信號，具備時寬帶寬積大、頻譜利用率高、調(diào)制解調(diào)技術(shù)易實現(xiàn)和波形設(shè)計靈活等優(yōu)點。此外，低副瓣波束捷變掃描、掩護脈沖和低脈沖功率波形等也是有效的LPI手段。

4.3 太赫茲超寬頻帶技術(shù)

太赫茲(Terahertz，THz)波指頻率為1011～1013Hz的電磁波，屬于遠紅外頻段，也是宏觀電子向微觀光子的過渡頻段。由于缺乏有效的產(chǎn)生和檢測方法，其發(fā)展一度受到很大限制。超快光電子技術(shù)和低尺度半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，為THz波提供了合適的光源和檢測手段。近年來，隨著THz理論和實驗研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)運行于THz頻段的雷達能夠為低RCS目標的探測提供一種新手段。

THz超寬帶雷達具備極高的頻率，并且能夠在很寬的頻段內(nèi)工作，而隱身飛行器通常僅在一段較窄的頻帶內(nèi)具備良好的隱身性能，因此THz超寬帶雷達具備極強的反隱身能力。與微波相比，THz波的波束更窄，方向性更好，可以探測隱身性能更好的目標，并且定位更精確。THz波的波長比微波更短，因此天線尺寸更小。此外，THz波還可用于高頻段的縮比模型目標散射特性的實驗測試[19]。

THz波的大氣衰減很大，尤其是大氣中水對THz波吸收最為強烈，因此地面THz雷達系統(tǒng)的作用距離往往較短，而機載THz雷達系統(tǒng)則可以避開THz波在地面?zhèn)鞑サ拇髶p耗。此外，THz波還存在輻射功率低、成像速度慢等問題。

4.4 微波光子相控陣技術(shù)

為了提高對目標的分辨、識別和成像能力，同時降低雷達信號被探測和截獲的概率，相控陣雷達應(yīng)該具備大瞬時帶寬。當(dāng)大角度掃描時，孔徑效應(yīng)和渡越時間(空間色散和時間色散)會使基于移相器相控陣雷達的瞬時帶寬受到限制。為了解決這個問題，傳統(tǒng)相控陣雷達在子陣級上引入微波實時延遲線(True Time Delay，TTD)，而光控相控陣在子陣級上引入光波實時延遲線(Optical True Time Delay,OTTD)[20-25]。

微波光子技術(shù)將微波信號調(diào)制到光載波上，充分利用光纖傳輸?shù)乃矔r帶寬大、體積質(zhì)量小、抗干擾能力強等特點[26-27]，在不改變信號頻相特性的同時實現(xiàn)對其的分配、傳輸和加權(quán)，從而實現(xiàn)大瞬時帶寬的信號無失真?zhèn)鬏?。基于波分?fù)用技術(shù)，光控相控陣雷達可以實現(xiàn)光載波數(shù)目與相控陣天線子陣數(shù)目一一對應(yīng)，便于同時控制多子陣延時[28]。傳統(tǒng)相控陣與光控相控陣的對比如表3所示。

表3 傳統(tǒng)相控陣天線與光控相控陣天線比較Tab.3 Comparison between PAA and OCPAA

相比于傳統(tǒng)TTD波導(dǎo)或同軸電纜，光纖的傳輸損耗要低很多，因此允許雷達更長的主機與天線間距，提高了雷達的戰(zhàn)時生存能力。光纖和大量光波器件均為介質(zhì)材料，無電磁輻射，而電纜會向外輻射電磁能量，因此具備更好的隱身以及抗電磁干擾和脈沖性能。此外，光纖傳輸對于所有頻率信號的損耗均一樣，有利于信號的遠程傳輸分配和雷達系統(tǒng)的遠程控制[29]。目前國外光探測器的頻率可達520 GHz，而高速大功率光電二極管是光控陣雷達發(fā)展的一個制約因素[30]。未來光控相控陣還可能應(yīng)用于天基預(yù)警平臺和艦載多功能射頻系統(tǒng)等[31]。

4.5 第三代半導(dǎo)體技術(shù)

與以GaAs為代表的第二代半導(dǎo)體技術(shù)相比，以GaN為代表的第三代半導(dǎo)體技術(shù)更優(yōu)異。GaN高電子遷移率晶體管可以提供更高的發(fā)射功率[32]，并且GaN芯片具備更寬的工作頻帶，從而增加了有源相控陣雷達的探測距離和搜索范圍，基于GaN芯片的有源相控陣雷達還具備更強的電子攻擊能力。GaN芯片比GaAs芯片具備更高的熱穩(wěn)定性。此外，GaN芯片允許雷達電源不需要像其他設(shè)計那樣必須靠近天線陣列，從而放寬對雷達電源安裝位置的約束，有助于天線陣列的安裝。

2009年美國雷錫恩公司對GaN芯片進行了長達1 000 h的可靠性測試，測試結(jié)果表明GaN器件向工程實用化邁出了重要的一步。2011年美國諾格公司(Northrop Grumman)為GaN收發(fā)組件建立了新標準[33]，同年日本富士實驗室(Fuji Laboratory)宣布成功研制出應(yīng)用GaN高電子遷移率晶體管技術(shù)的收發(fā)組件。

4.6 基于數(shù)學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)

傳統(tǒng)對空情報雷達組網(wǎng)立足于單雷達在檢飛基礎(chǔ)上所繪制的波瓣圖和雷達探測威力圖，考慮了各組網(wǎng)雷達在距離、高度和頻段上的相互銜接與補充，并保持了一定的冗余，然而一旦面臨對方電子干擾導(dǎo)致雷達性能發(fā)生變化時，在主要方向上缺乏嚴格數(shù)學(xué)規(guī)劃的部署，將會產(chǎn)生資源浪費、低效重復(fù)甚至自我干擾[34]。基于數(shù)學(xué)模型的雷達網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)是在綜合考慮所有因素的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)模型優(yōu)化雷達部署方法，屬于多目標優(yōu)化和決策問題。

雷達網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)能夠提高信息獲取能力和數(shù)據(jù)處理能力，增強系統(tǒng)可靠性和抗干擾能力，同時改善網(wǎng)內(nèi)雷達的新組合能力。針對雷達網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題，很多學(xué)者已經(jīng)發(fā)表了相關(guān)研究成果[35]。

5 結(jié)束語

如今在以信息為主導(dǎo)的陸?？仗煲惑w化戰(zhàn)爭形態(tài)下，反隱身預(yù)警雷達的作戰(zhàn)環(huán)境、任務(wù)和對象不斷發(fā)生著變化[36]。為適應(yīng)不斷發(fā)展的突防技術(shù)，反隱身預(yù)警雷達需要不斷提高其探測距離、精度和概率，同時增強其戰(zhàn)時生存力，可以從以下幾個方面進行進一步深入研究：

(1)目前很多反隱身預(yù)警雷達系統(tǒng)的預(yù)警范圍比較有限，預(yù)警方式也比較單一，而預(yù)警范圍廣的反隱身預(yù)警雷達往往系統(tǒng)較復(fù)雜，質(zhì)量體積較大，機動性較差甚至無機動性，未來可以開展更多高機動性新體制反隱身預(yù)警雷達的研制以及多種新體制反隱身預(yù)警雷達相結(jié)合的研究工作；

(2)大力發(fā)展臨近空間和太空預(yù)警系統(tǒng)，利用天基雷達建立地空天一體化的反隱身預(yù)警探測系統(tǒng)，同時保證不同平臺之間信息數(shù)據(jù)的高效融合以發(fā)揮系統(tǒng)的整體優(yōu)勢；

(3)反突防的關(guān)鍵之一是目標識別，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭電磁環(huán)境的愈加復(fù)雜，需要不斷增強反隱身預(yù)警雷達的信號識別能力，同時提高雷達系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力；

(4)目前已有部分模塊化設(shè)計的反隱身預(yù)警雷達系統(tǒng)，未來可以嘗試更多將模塊化與開放式相結(jié)合的設(shè)計工作，在保證系統(tǒng)可維護性的同時提高它的靈活性和可擴展性。

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Recent Development and New Technology of Anti-stealth Early Warning Radars

LIU Jianyan，AI Junqiang，WANG Jian
(AVIC The First Aircraft Institute,Xi′an 710089,China)

The early warning radar(EWR) has been one of the basic equipment of air defense both on the battlefield and the national territory. The appearance of the stealth aircraft forces the modern EWR to enhance its anti-stealth ability. First the anti-stealth key technology of modern EWR is listed in terms of the radar’s working frequency,the target’s polarization information and non-backscattering characteristics. Then typical EWRs are classified and clarified according to different radar systems. To predict the possible trends of future EWR,characteristics and challenges of new technology are summarized,including multiple-input multiple-output(MIMO),low probability of interception(LPI),terahertz ultra-wideband(THz UWB),microwave optics phased array,the third generation of semiconductor and network optimization based on mathematical models,and open issues for future research on EWR are pointed out. All of these are supposed to provide some help and reference for designing anti-stealth EWRs.

early warning radar(EWR);anti-stealth;active phased array;passive radar;new technology

2016-06-08；

2016-09-22 Received date:2016-06-08；Revised date：2016-09-22

10.3969/j.issn.1001-893x.2017.02.020

劉建言，艾俊強，王健.反隱身預(yù)警雷達的發(fā)展動態(tài)與新技術(shù)[J].電訊技術(shù)，2017,57(2):243-250.[LIU Jianyan，AI Junqiang，WANG Jian.Recent development and new technology of anti-stealth early warning radars[J].Telecommunication Engineering,2017,57(2):243-250.]

TN958

A

1001-893X(2017)02-0243-08

劉建言(1991—)，男，四川巴中人，2014年于西北工業(yè)大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為助理工程師，主要研究方向為飛行器隱身設(shè)計；

Email：ljy_fai@163.com

艾俊強(1961—)，男，陜西西安人，研究員，主要從事飛機氣動布局設(shè)計工作；

王 健(1980—)，男，江蘇鹽城人，高級工程師，主要從事飛行器總體設(shè)計工作。

*通信作者：357233440@qq.com Corresponding author：357233440@qq.com