機(jī)載雷達(dá)對(duì)海試飛典型問(wèn)題及解決方法研究

趙楊 連強(qiáng)強(qiáng)

摘 要：該文主要以機(jī)載雷達(dá)對(duì)海試飛為背景，首先提出了雷達(dá)對(duì)海試飛一般會(huì)遇到的最典型的兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是雷達(dá)對(duì)海上目標(biāo)探測(cè)時(shí)，如何從眾多目標(biāo)中提取合作目標(biāo)；另一個(gè)是由于合作目標(biāo)船只RCS過(guò)小，影響雷達(dá)對(duì)目標(biāo)探測(cè)時(shí)，采取什么方法進(jìn)行補(bǔ)償。同時(shí)結(jié)合實(shí)際試飛情況，提出了幾種解決和緩解措施，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了比較好的效果。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)對(duì)海試飛 合作目標(biāo) 船只RCS

中圖分類號(hào)：TN959 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）02（b）-0037-02

對(duì)海探測(cè)能力，是考核現(xiàn)代機(jī)載雷達(dá)在海雜波背景下對(duì)目標(biāo)探測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)，主要是驗(yàn)證機(jī)載雷達(dá)對(duì)海面船只的探測(cè)能力，包括探測(cè)距離、探測(cè)精度、跟蹤穩(wěn)定性等指標(biāo)。在對(duì)海試飛實(shí)施期間，合作目標(biāo)船只和飛機(jī)均按指定航路和航線運(yùn)動(dòng)，雷達(dá)操作手首先操作雷達(dá)對(duì)海面船只進(jìn)行搜索，找到合作目標(biāo)后，操作雷達(dá)進(jìn)入跟蹤模式，但一般情況，海面上的非合作目標(biāo)非常多，雷達(dá)操作手需要在眾多目標(biāo)中，快速挑出合作目標(biāo)，并截獲，否則會(huì)錯(cuò)過(guò)最佳截獲時(shí)間。但如何從眾多目標(biāo)中提取合作目標(biāo)，對(duì)雷達(dá)操作手有著很高的要求。

目前，機(jī)載雷達(dá)對(duì)海試飛，合作目標(biāo)船只的RCS評(píng)估一直以來(lái)都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值判斷，有時(shí)偏差很大，如何在目標(biāo)船RCS沒(méi)有達(dá)到雷達(dá)需求的情況下，利用有限資源對(duì)船只RCS調(diào)整，也是雷達(dá)對(duì)海試飛面臨的一個(gè)主要問(wèn)題。

1 提取合作目標(biāo)

試飛過(guò)程中，由于海上漁船、通航的貨船及游輪很多，對(duì)目標(biāo)辨認(rèn)提出了較高要求。為方便合作目標(biāo)辨認(rèn)，試飛中采取了多種方案進(jìn)行合作目標(biāo)確認(rèn)，每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)具體情況單用或結(jié)合使用。

1.1 AIS系統(tǒng)

試飛前，在飛機(jī)上安裝了AIS（船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)）接收機(jī)和天線。該系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)交聯(lián)，可將船只各類信息實(shí)時(shí)傳輸給雷達(dá)系統(tǒng)。

目前，我國(guó)海上民船（漁船、貨船、游輪等）均安裝了AIS系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)VHF頻段，向鄰近船舶、岸基臺(tái)、機(jī)載臺(tái)廣播本船的船名、識(shí)別號(hào)、吃水量及其他船只相關(guān)信息，識(shí)別號(hào)唯一，類似航空器二次代碼，試飛時(shí)，雷達(dá)可根據(jù)合作目標(biāo)識(shí)別號(hào)，快速在眾多海上目標(biāo)中檢測(cè)出合作目標(biāo)。

但試飛中發(fā)現(xiàn)，AIS系統(tǒng)作用距離較近，而現(xiàn)代機(jī)載雷達(dá)的探測(cè)距離很遠(yuǎn)，AIS系統(tǒng)無(wú)法滿足在雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)前，將船只的識(shí)別號(hào)發(fā)送到飛機(jī)上的要求，便于雷達(dá)操作手提取合作目標(biāo)，故AIS系統(tǒng)僅能在飛機(jī)與合作目標(biāo)船只距離較近時(shí)，向雷達(dá)系統(tǒng)提供合作目標(biāo)識(shí)別號(hào)，不能完全滿足試飛需求。

1.2 裝訂截獲框

預(yù)設(shè)進(jìn)入點(diǎn)區(qū)域：由于目標(biāo)船進(jìn)入點(diǎn)經(jīng)緯度已知，故提前預(yù)設(shè)一個(gè)方框，疊加到雷達(dá)顯示畫面上，為盡量準(zhǔn)確找到目標(biāo)船，該方框邊長(zhǎng)盡量小，1～2km左右，合作目標(biāo)船一般都會(huì)按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的航線行駛，不會(huì)偏離預(yù)定航線很遠(yuǎn)，故出現(xiàn)在截獲框內(nèi)的船只，可以認(rèn)為是合作目標(biāo)，但由于捕魚期，海上漁船眾多，該方框內(nèi)有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)，結(jié)合船只配置的GPS設(shè)備精度誤差，以及雷達(dá)跟蹤誤差，該方案并不能滿足所有對(duì)海試飛需求，故對(duì)方案進(jìn)行了調(diào)整。

1.3 裝訂航線

將目標(biāo)船航線提前做好疊加到雷達(dá)顯示畫面上，通過(guò)進(jìn)入點(diǎn)和目標(biāo)船航線提取合作目標(biāo)，有了截獲框的限制，再加上航線裝訂，按裝訂航線行駛的船只，是合作目標(biāo)的概率非常大。該方法較截獲框裝訂更加精確，對(duì)于船只密集區(qū)域效果較好。

1.4 臨時(shí)調(diào)整目標(biāo)船航線

如果目標(biāo)船只到達(dá)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的指定海域后，仍有大量的漁船在附近，船只可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，繼續(xù)行駛至船只相對(duì)稀少的區(qū)域，到位后，通過(guò)對(duì)空電臺(tái)或船只配置的高頻電臺(tái)，向載機(jī)或岸基通報(bào)船只經(jīng)緯度，雷達(dá)操作員根據(jù)船只最新通報(bào)的經(jīng)緯度，臨時(shí)裝訂航線或截獲框，便于合作目標(biāo)提取。

2 目標(biāo)船RCS調(diào)整

目前，船只RCS評(píng)估主要靠經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，和雷達(dá)頻段和船只排水量有很大關(guān)系，且經(jīng)驗(yàn)公式是在特定條件下給出的，不一定適用所有情況。且排水量相同的兩艘船，由于上層結(jié)構(gòu)不同，對(duì)雷達(dá)的反射面積也有很大差別。

試飛中，由于目標(biāo)船只較小，故在船只上安裝了角反射器，增大船只反射面積，便于雷達(dá)捕獲。此次試飛共攜帶10個(gè)邊長(zhǎng)33cm的三角形角反射器，雷達(dá)配試需要兩艘目標(biāo)船，每艘船各安裝5個(gè)角反射器。安裝在船甲板及船四周，理論上，單個(gè)角反射器反射面積和角反射器邊長(zhǎng)幾雷達(dá)波長(zhǎng)有關(guān)。

此次使用的角反射器邊長(zhǎng)為33cm，雷達(dá)波長(zhǎng)約為3cm，計(jì)算得到：RCS=55m2。5個(gè)角反共計(jì)約275m2，船排水量約1000t，根據(jù)理論公式，船本身的RCS約為1000m2。二者之和，理論上應(yīng)超過(guò)1000m2。

但通過(guò)對(duì)前期試飛數(shù)據(jù)分析，安裝角反射器的兩艘船RCS仍較小，不到1000m2，對(duì)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)造成了影響，事后分析原因，主要有以下幾個(gè)方面：

（1）船的RCS由船的排水量估算，僅為經(jīng)驗(yàn)估計(jì)值，存在誤差。

（2）飛行時(shí)，若風(fēng)平浪靜，船行駛平穩(wěn)，角反射器的張口能夠按事先預(yù)想對(duì)向載機(jī)方向，但若碰上風(fēng)浪較大的天氣條件，船行駛過(guò)程中，上下顛簸，角反射器無(wú)法對(duì)準(zhǔn)載機(jī)方向，基本屬于失效狀態(tài)。

（3）角反射器安裝位置過(guò)低，船行駛過(guò)程中，由于船體遮擋，使雷達(dá)無(wú)法發(fā)現(xiàn)角反射器。

通過(guò)分析問(wèn)題，采取了以下幾條解決措施：

（1）兩艘船分別為主船和輔船，雷達(dá)以看主船為主，將輔船上的角反射器卸下，安裝在主船上，增大主船的RCS值。

（2）調(diào)整主船輔船的相對(duì)位置關(guān)系，主船原與載機(jī)正迎頭，輔船在主船側(cè)面約20km，將主船、輔船位置調(diào)整，使雙船均與航線形成一定夾角進(jìn)入，因?yàn)榇^方向RCS最小，側(cè)向進(jìn)入，使雷達(dá)能夠看到船體側(cè)面，等效于增大了船只的RCS值。

（3）將角反射器安裝位置抬高，盡量避免行駛過(guò)程中因?yàn)榇w的遮擋現(xiàn)象。

（4）考慮風(fēng)浪對(duì)船只造成的顛簸，調(diào)整個(gè)別角反射器張口朝向，增加在風(fēng)浪條件下，角反射器張口能夠朝向載機(jī)方向的概率。

3 結(jié)語(yǔ)

該文分析了機(jī)載雷達(dá)對(duì)海試飛經(jīng)常會(huì)遇到的兩個(gè)典型問(wèn)題，一個(gè)是合作目標(biāo)提取，一個(gè)是目標(biāo)船RCS調(diào)整。第一個(gè)問(wèn)題能夠快速地將合作目標(biāo)從一群非合作目標(biāo)中提取出來(lái)，提高了試飛效率，爭(zhēng)取了寶貴的雷達(dá)跟蹤時(shí)間；第二個(gè)問(wèn)題是遇到合作目標(biāo)船實(shí)際RCS值小于理論分析值時(shí)，通過(guò)加裝角反射器，調(diào)整角反射器角度以及對(duì)船只航線的微調(diào)，人為增大合作目標(biāo)船RCS，便于雷達(dá)發(fā)現(xiàn)合作目標(biāo)。

通過(guò)以上解決措施，在機(jī)載雷達(dá)對(duì)海試飛中，得到了良好的效果，可以為其他同類產(chǎn)品對(duì)海試飛提供一定的參考和借鑒。

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