多彈協(xié)同雷達(dá)導(dǎo)引頭信號(hào)融合探測架構(gòu)分析

王奧亞 周生華 劉宏偉 嚴(yán)俊坤 蘇洪濤 曹運(yùn)合

DOI：10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0155

0引言

未來戰(zhàn)爭是高科技戰(zhàn)爭，面對逐漸成熟的導(dǎo)彈防御技術(shù)，單個(gè)導(dǎo)彈進(jìn)行突防的難度逐漸增加，彈群攻擊將是未來的主流模式。多彈條件下個(gè)體能力是基礎(chǔ)，但體系化、協(xié)同化能力對于綜合實(shí)力的影響越來越大。隨著定位、導(dǎo)航、通信和計(jì)算機(jī)等技術(shù)的飛速發(fā)展，開展多彈分布式協(xié)同探測打擊技術(shù)研究具有了現(xiàn)實(shí)必要性。

目前，世界各國發(fā)展的多彈協(xié)同技術(shù)有很多模式，雖然多數(shù)具體細(xì)節(jié)尚不清楚，但是多彈導(dǎo)引頭之間的協(xié)同可提升目標(biāo)探測能力幾乎獲得了一致的共識(shí)[1]。對于多彈分布式協(xié)同雷達(dá)目標(biāo)探測問題，最優(yōu)探測能力由雷達(dá)導(dǎo)引頭協(xié)同探測的融合方式?jīng)Q定，其決定了探測性能的上界，對該問題進(jìn)行研究不僅具有理論意義，也具有實(shí)際意義。分布式融合探測的最優(yōu)探測能力由信號(hào)融合算法提供，信號(hào)融合探測是指無信息損失的融合各雷達(dá)通道接收信號(hào)的目標(biāo)探測方式。研究多彈信號(hào)融合首先需要解決相參還是非相參的體制選擇問題，在多彈信號(hào)融合處理過程中，前者使用了相位信息，后者沒有使用相位信息。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，信號(hào)融合探測需要帶寬大，但分布式非相參利用信號(hào)融合的雙門限機(jī)制[2-7]，可降低系統(tǒng)通信帶寬，同時(shí)將檢測性能損失最小化。本文通過分析空基多彈雷達(dá)導(dǎo)引頭信號(hào)融合檢測性能上界，給出多彈相參信號(hào)融合性能所需的定時(shí)定位等支撐技術(shù)要求，表明多彈相參信號(hào)融合對支撐技術(shù)要求高，同時(shí)，在信噪比較高時(shí)，多彈相參融合探測的理想探測性能可能比非相參信號(hào)融合要低。

4結(jié)論

本文分析了多彈組網(wǎng)雷達(dá)導(dǎo)引頭協(xié)同探測面臨的第一個(gè)關(guān)鍵問題，即相參和非相參模式的選擇問題。雖然不同分析方法都能導(dǎo)致選擇非相參體制的結(jié)論，但本文針對分布式組網(wǎng)目標(biāo)檢測問題，給出了理論上和數(shù)值上的結(jié)果對該結(jié)論進(jìn)行支撐，明確了多彈協(xié)同采用非相參體制這個(gè)重點(diǎn)研究方向。

本文重點(diǎn)從目標(biāo)回波特性和系統(tǒng)的性能要求這兩個(gè)點(diǎn)分析分布式相參在實(shí)現(xiàn)過程中面臨的難點(diǎn)：無論是目標(biāo)回波還是系統(tǒng)相參，在多彈環(huán)境下實(shí)現(xiàn)均難度較高。最后本文從性能的角度分析表明，分布式非相參并非一定比分布式相參的性能要差，這取決于目標(biāo)回波信號(hào)的相關(guān)特性。在常見的基準(zhǔn)檢測概率下，如果多彈目標(biāo)回波獨(dú)立，分布式非相參融合可以獲得比分布式相參更好的檢測性能，也就是說，即使技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)分布式相參，在性能上也并不一定意味著更高的目標(biāo)檢測性能。

多彈協(xié)同信號(hào)融合探測理論上傳輸更多信息，可以實(shí)現(xiàn)更高的檢測性能，但即使采用了非相參體制，也會(huì)面臨較高的通信帶寬需求，目前已有研究表明，可以通過雙門限等機(jī)制降低系統(tǒng)的通信帶寬，但在多彈特殊環(huán)境下，如何對算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)仍然是值得深入研究的問題，最終多彈導(dǎo)引頭信號(hào)融合是否采用不僅取決于可實(shí)現(xiàn)性，還取決于性能得益。

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