關(guān)于低副瓣、超低副瓣天線技術(shù)知識(shí)

截獲因子與低截獲概率雷達(dá)

低副瓣、超低副瓣天線技術(shù)是屬于實(shí)現(xiàn)低截獲概率（Low Probability of Interception，LPI）雷達(dá)的一種技術(shù)途徑。

LPI 理論的探索始于 20 世紀(jì) 70 年代末，1983 年英國(guó)倫敦大學(xué)的 J.R.Forest 首次引入 LPI 雷達(dá)方程。從那以后，世界各國(guó)都在探索 LPI 雷達(dá)。LPI 雷達(dá)可定性地理解為“雷達(dá)在探測(cè)到敵方目標(biāo)的同時(shí)，敵方截獲到雷達(dá)信號(hào)的概率最小”。

如下圖所示,為躲避截獲接收機(jī)的偵察，雷達(dá)的探測(cè)距離必須比截獲接收機(jī)的截獲距離遠(yuǎn)。為了定量分析低截獲概率雷達(dá)的 LPI 性能，施里海爾（D.C Schleher）提出了截獲概率因子的概念,

其中，為偵察接收機(jī)能發(fā)現(xiàn)雷達(dá)輻射信號(hào)的最大截獲距離，為雷達(dá)對(duì)偵察接收機(jī)平臺(tái)的最大探測(cè)距離。

從截獲概率因子的定義可以看出，當(dāng)時(shí)，電子偵察設(shè)備的截獲接收機(jī)可以檢測(cè)到雷達(dá)的存在而雷達(dá)不能發(fā)現(xiàn)截獲接收機(jī)平臺(tái)目標(biāo)，此時(shí)偵察設(shè)備占優(yōu)勢(shì)，雷達(dá)有被干擾和摧毀的危險(xiǎn)；

而當(dāng)時(shí)，雷達(dá)能發(fā)現(xiàn)截獲接收機(jī)平臺(tái)目標(biāo)而截獲接收機(jī)不能檢測(cè)到雷達(dá)的存在，此時(shí)雷達(dá)占優(yōu)勢(shì)，這種雷達(dá)被稱(chēng)為L(zhǎng)PI 雷達(dá)或“寂靜”雷達(dá)。

越小，雷達(dá)的 LPI 性能越佳。但需要說(shuō)明的是，LPI 雷達(dá)是針對(duì)某種截獲設(shè)備而言的，對(duì)另一種截獲設(shè)備就不一定是 LPI 或“寂靜”的了。

下面用具體的公式推導(dǎo)來(lái)討論截獲因子與雷達(dá)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系，從中分析影響截獲因子的主要因素。自由空間中雷達(dá)作用距離方程為

其中為雷達(dá)的發(fā)射功率，為雷達(dá)發(fā)射天線的增益，為雷達(dá)接收天線的增益，為發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng)，為目標(biāo)的雷達(dá)反射截面積，為雷達(dá)的損耗因子，為雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度。

自由空間中偵察接收機(jī)截獲雷達(dá)信號(hào)的距離方程為：

其中為平臺(tái)偵察接收機(jī)的系統(tǒng)損耗因子，為平臺(tái)偵察接收機(jī)靈敏度，為偵察天線增益，為雷達(dá)發(fā)射天線在偵察平臺(tái)方向上的增益。

對(duì)于收發(fā)共用天線的雷達(dá)系統(tǒng)，當(dāng)給定雷達(dá)的最大作用距離值時(shí)，可得到截獲因子

低副瓣、超低副瓣天線技術(shù)

在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中，為了提高雷達(dá)的探測(cè)性能和目標(biāo)參數(shù)測(cè)量精度，通常雷達(dá)天線主波束寬度都很窄。

因此，偵察系統(tǒng)要想從雷達(dá)天線主波束方向截獲雷達(dá)信號(hào)是很困難的，偵察截獲的概率也很低。但是，除了很窄的主波束外，雷達(dá)還有占相當(dāng)大輻射空間的天線旁瓣，這為偵察系統(tǒng)提供了偵察截獲雷達(dá)信號(hào)的有利條件。由上式可得正比于。

低截獲概率設(shè)計(jì)對(duì)雷達(dá)天線旁瓣電平提出了很高的技術(shù)指標(biāo)，在天線理論上，天線副瓣電平低于者稱(chēng)為低副瓣天線，低于者稱(chēng)為超低副瓣天線。雷達(dá)天線旁瓣電平越低，則偵察系統(tǒng)要想達(dá)到相同的偵察距離就必須提高偵察接收機(jī)靈敏度，這就增加了偵察系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造難度。

上式中，是雷達(dá)天線的增益，說(shuō)明雷達(dá)主瓣增益的增加可以獲得截獲因子的改善；是平臺(tái)偵察接收機(jī)天線在被偵察雷達(dá)方向的增益。

當(dāng)雷達(dá)旁瓣或副瓣被截獲時(shí)，約正比于雷達(dá)副瓣增益的平方根，因此降低副瓣增益可以改善截獲因子。假如雷達(dá)副瓣增益（第一副瓣電平）為至，那么就可為提供至的改善。

從時(shí)空域上講，雷達(dá)天線主瓣增益越高、副瓣電平越低、波束寬度越窄，那么為敵方截獲雷達(dá)提供的時(shí)間就越短，從而截獲概率就越低。

審核編輯 ：李倩