多功能相控陣?yán)走_(dá)在反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用

郭更生

摘 要：近幾年來周圍戰(zhàn)爭(zhēng)局勢(shì)不斷升溫，國(guó)際軍備競(jìng)賽的趨勢(shì)越來越明顯，十分不利于局勢(shì)的穩(wěn)定和和諧發(fā)展，尤其是戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的快速發(fā)展和蔓延已成為多數(shù)國(guó)家憂慮的問題，在防御性國(guó)防政策的指導(dǎo)下，大力發(fā)展反導(dǎo)系統(tǒng)是預(yù)防解決上述問題有效途徑，反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)能夠有效保障我國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略安全，而多功能相控陣?yán)走_(dá)是反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)中的主要關(guān)鍵組成核心，其中系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的預(yù)警反導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：多功能；相控陣?yán)走_(dá)；反導(dǎo)預(yù)警；研究應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）06-0079-01

戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈防御是所有國(guó)家國(guó)防戰(zhàn)略目標(biāo)的重點(diǎn)，戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈引因其高殺傷力、高危害性的特點(diǎn)被國(guó)際列為重要的威脅性武器，如何提高反導(dǎo)預(yù)警能力，提高雷達(dá)監(jiān)測(cè)的真實(shí)可靠性，有效縮短雷達(dá)的反應(yīng)時(shí)間是防御的核心問題。多功能相控陣?yán)走_(dá)是近些年來逐漸應(yīng)用于實(shí)踐的雷達(dá)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)雷達(dá)相比具備獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，能夠有效滿足探測(cè)戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的戰(zhàn)術(shù)要求，具有多功能作戰(zhàn)能力[1]。本文著重就多功能相控陣?yán)走_(dá)在反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)中應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，研究詳情見下文：

1 多功能相控陣?yán)走_(dá)的基本簡(jiǎn)介

相控陣技術(shù)的發(fā)展已具有幾十年的歷史，可追溯至上實(shí)際80年代，彼時(shí)主要利用天線陣面輻射單元的相位變化，不斷變化的過程中能夠形成相控陣波束，從而能夠在方位和仰角方向均能夠發(fā)揮無慣性電掃能力，將相控陣技術(shù)應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)使其具有多目標(biāo)、遠(yuǎn)距離、高數(shù)據(jù)率、高測(cè)量精度、高真實(shí)可靠性及高適應(yīng)能力的優(yōu)勢(shì)，逐漸應(yīng)用于戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)知指導(dǎo)中，能夠發(fā)揮顯著的戰(zhàn)略防御和威嚇作用。

多功能相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展至今不斷增強(qiáng)其精準(zhǔn)性，結(jié)合更為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷擴(kuò)大其掃描監(jiān)測(cè)范圍、增多雷達(dá)功能，多功能相控陣?yán)走_(dá)可用于執(zhí)行對(duì)空警戒和引導(dǎo)任務(wù)，并且能夠根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的情況，針對(duì)防空作戰(zhàn)單元下達(dá)指令，從而針對(duì)我國(guó)國(guó)防防御的重點(diǎn)區(qū)域提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)揮重要的對(duì)空監(jiān)視、防空引導(dǎo)和戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈防御功能[2]，當(dāng)然針對(duì)一般條件和環(huán)境下，多功能相控陣?yán)走_(dá)具備上述功能便能有效發(fā)揮其作用。但是當(dāng)面對(duì)復(fù)雜惡劣的環(huán)境或是針對(duì)國(guó)際局勢(shì)變化多端的區(qū)域，多功能相控陣?yán)走_(dá)的性能也需滿足戰(zhàn)略防御需求，具備同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤作業(yè)的能力，能夠?qū)崟r(shí)掌握導(dǎo)彈和他國(guó)飛機(jī)飛行軌跡，保護(hù)我國(guó)的空域安全；除此以外，多功能相控陣?yán)走_(dá)應(yīng)具備自動(dòng)化和智能化的特點(diǎn)，能夠自行根據(jù)實(shí)際空域情況合理調(diào)配雷達(dá)資源，最大程度在寬范圍內(nèi)改變目標(biāo)照射時(shí)間，最大程度縮小高空椎掃盲區(qū)，盡量擴(kuò)大雷達(dá)監(jiān)測(cè)范圍；多功能相控陣?yán)走_(dá)具備高精準(zhǔn)性，能夠快速準(zhǔn)確的排除干擾項(xiàng)，在眾多干擾誘餌中找到導(dǎo)彈目標(biāo)，并能夠精確計(jì)算飛行軌跡、發(fā)射點(diǎn)和撞擊點(diǎn)的能力[3]；當(dāng)然隨著軍事技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各種電子對(duì)抗干擾儀器的發(fā)展也取得較大進(jìn)展，多功能相控陣?yán)走_(dá)應(yīng)該具備防干擾能力，這是多功能相控陣?yán)走_(dá)最為重要的性能，只有具備全天候操作能力，有效降低電子對(duì)抗的干擾性，才能保障后續(xù)工作順利開展和運(yùn)行。

2 多功能相控陣?yán)走_(dá)在反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 多功能相控陣?yán)走_(dá)的基本原理

多功能相控陣?yán)走_(dá)發(fā)揮反導(dǎo)預(yù)警作用時(shí)主要是采用快速機(jī)械掃描或方位電掃描的方式，這兩種方式能夠有效提高戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的監(jiān)測(cè)效率和質(zhì)量，在上述兩種方式下多功能相控陣?yán)走_(dá)可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量數(shù)據(jù)，而且偵測(cè)范圍廣泛，高度較高，能夠有效偵測(cè)到飛行速度較快、飛行高度較高的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈[4]，而且采用方位電掃描方式可以快速對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索探測(cè)。多功能相控陣?yán)走_(dá)可自動(dòng)調(diào)控資源配置，面對(duì)戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的監(jiān)測(cè)，有效縮短發(fā)現(xiàn)、搜索探測(cè)的時(shí)間十分重要，只有這樣才能積累更多的探測(cè)數(shù)據(jù)，了解來襲飛機(jī)的基本資料做好針對(duì)性的反擊準(zhǔn)備，當(dāng)確定截獲目標(biāo)后，功能相控陣?yán)走_(dá)能夠自動(dòng)從探測(cè)搜索模式切換至跟蹤搜索模式，而且在跟蹤搜索模式下，雷達(dá)能夠獲得更多關(guān)于目標(biāo)的數(shù)據(jù)，后續(xù)便會(huì)展開對(duì)戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的計(jì)算，分析其可能造成的損害，并能夠?qū)Φ孛娣揽詹筷?duì)下達(dá)指揮命令，做好防空襲和攻擊準(zhǔn)備。當(dāng)然功能相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展至今，在技術(shù)領(lǐng)域仍有不少的難關(guān)尚未突破，例如如何減少跟蹤搜索模式下的能量資源分配，延長(zhǎng)雷達(dá)跟蹤搜索模式的使用時(shí)間，再如如何設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)使之能夠針對(duì)距離最近、威脅最大的目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)先攔截等[5]，這些均是日后功能相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)改進(jìn)發(fā)展方向。

2.2 多功能相控陣?yán)走_(dá)關(guān)鍵技術(shù)分析

數(shù)字波束處理技術(shù)和有源陣列技術(shù)是雷達(dá)的主要關(guān)鍵技術(shù)，具有不同的優(yōu)勢(shì)和缺陷，分別適用于不同環(huán)境和情形下。

2.2.1 有源陣列技術(shù)簡(jiǎn)介

有源陣列技術(shù)是在無源陣列技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由于無源陣列技術(shù)存在一定的缺陷，在能量管理、重量、可靠性方面具有缺陷，有源陣列技術(shù)是多功能相控陣?yán)走_(dá)未來的發(fā)展方向，重點(diǎn)目標(biāo)是提高多功能相控陣?yán)走_(dá)的可靠性和效率，有效縮小雷達(dá)的體積和重量，增強(qiáng)多功能相控陣?yán)走_(dá)的功能性和實(shí)用性，能夠更加有效降低電子對(duì)抗的干擾，使得多功能相控陣?yán)走_(dá)監(jiān)測(cè)更為精準(zhǔn)。而多功能相控陣?yán)走_(dá)使用有源陣列技術(shù)能夠有效增大輻射功率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的跟蹤搜索，有效緩解能源分置不均問題，延長(zhǎng)多功能相控陣?yán)走_(dá)的使用時(shí)間，以便獲得更多的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，滿足探測(cè)中程彈道導(dǎo)彈的探測(cè)需求。

2.2.2 數(shù)字波束形成技術(shù)

近些年來數(shù)字處理技術(shù)發(fā)展進(jìn)步較快，其中我國(guó)超大規(guī)模集成電路的發(fā)展為數(shù)字波束技術(shù)的應(yīng)用提拱了技術(shù)支持，數(shù)字波束形成技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠明顯提升多功能相控陣?yán)走_(dá)的性能，采用數(shù)字波束形成技術(shù)能夠明顯提高靈活性，能夠隨意變化波束形狀，同時(shí)該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)搜索波束與跟蹤波束的轉(zhuǎn)換，且能夠有效縮短轉(zhuǎn)換時(shí)間，可以有效避免時(shí)間的浪費(fèi)，更加適用于戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的探索監(jiān)測(cè)；而且數(shù)字波束形成技術(shù)能夠改變波束相交電平，擴(kuò)展波束寬度，還可形成跟蹤和差波束及余割平方波束。

2.3 多功能相控陣?yán)走_(dá)資源管理

雷達(dá)的資源管理和分配也是影響雷達(dá)系統(tǒng)運(yùn)行、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠性等的關(guān)鍵，解決好多功能相控陣?yán)走_(dá)的資源管理分配問題，有助于雷達(dá)發(fā)揮其最佳的搜索探測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)能量的合理分配，增強(qiáng)雷達(dá)資源分配的自動(dòng)化，對(duì)于增加雷達(dá)功能、提高多功能相控陣?yán)走_(dá)性能具有重要的積極意義；只有解決雷達(dá)資源分配問題，才能讓多功能相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)高速改變天線波束指向和形狀的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，使得雷達(dá)系統(tǒng)能夠更加適應(yīng)飛行速度快、飛行高度高等目標(biāo)的監(jiān)測(cè)，發(fā)揮顯著的反導(dǎo)預(yù)警作用，使得多功能相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)各項(xiàng)性能不斷提升，波形、數(shù)據(jù)更新率、波束形狀及處理算法不斷根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)改善。

3 結(jié)語

綜上所述，本文主要介紹了多功能相控陣?yán)走_(dá)反導(dǎo)預(yù)警的工作原理、未來技術(shù)的發(fā)展方向和當(dāng)前雷達(dá)系統(tǒng)中存在的問題，不難發(fā)現(xiàn)多功能相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展關(guān)系到國(guó)家國(guó)防戰(zhàn)略安全，開展多功能相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)研究和開發(fā)尤為必要，不斷提高我國(guó)的區(qū)域防空能力，增強(qiáng)我國(guó)的防御能力。

參考文獻(xiàn)

[1]任俊亮，邢清華，蘇曉勇等.反導(dǎo)預(yù)警雷達(dá)的優(yōu)化配置問題研究[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2013，41（4）：11-15，43.

[2]阮菲，高玉良，藺美青等.面向反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)的雷達(dá)交接班時(shí)機(jī)選擇方法[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2013，41（4）：121-125，140.

[3]李凌鵬，陳明珣，董長(zhǎng)清等.反導(dǎo)地基多功能相控陣?yán)走_(dá)與發(fā)射架配對(duì)研究[J].空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，（3）：173-176.

[4]蔣偉，盛文，楊莉等.視情維修條件下相控陣?yán)走_(dá)備件優(yōu)化配置[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2017，39（9）：2052-2057.

[5]毛藝帆，張多林，王路等.基于軌道根數(shù)交接的彈道導(dǎo)彈落點(diǎn)快速預(yù)報(bào)[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，18（1）：33-38.