米波雷達(dá)陣地選擇三要素分析

米波雷達(dá)技術(shù)特點

米波雷達(dá)頻段為30~300MHz，波長為1m~10m，米波雷達(dá)屬于長波雷達(dá)，它帶有自己的發(fā)射機，主要用于長距離探測，對戰(zhàn)機的威脅相對較小。對于隱形飛行器的探測是通過多批次連續(xù)開機掃描來完成的。但是由于其自身有輻射源，很容易被對方發(fā)現(xiàn)并實施有效打擊。

米波雷達(dá)工作原理

隱身戰(zhàn)機主要通過外形的隱身設(shè)計和吸波涂層降低雷達(dá)的可探測。但就目前所有隱身戰(zhàn)機而言，仍然無法實現(xiàn)全方位和全電磁波段的所謂“全隱身”能力，特別是當(dāng)戰(zhàn)機在執(zhí)行任務(wù)時，掛載的導(dǎo)彈或者外部油箱等不具備隱身性能，大大增加了戰(zhàn)機被雷達(dá)探測到的可能性。而即便沒有外掛，隱身戰(zhàn)機也只有前部和腹部可實現(xiàn)對微波雷達(dá)的隱身，其隱身的電磁波段大都在0.3~29GHZ范圍，而米波雷達(dá)恰好避開了隱身戰(zhàn)機的隱身波段，這成為它能探測到隱身戰(zhàn)機的原因所在。

正是因為米波雷達(dá)“天然”擁有發(fā)現(xiàn)隱身戰(zhàn)機的“專長”，其探測距離較遠(yuǎn)，體積重量也都不大，而且受天氣條件的影響小，電子對抗能力強，適宜放置在陸基、海基和空基平臺上機動部署，因此許多軍事專業(yè)人士認(rèn)為，相比之下，米波雷達(dá)的綜合優(yōu)勢更好，理應(yīng)承擔(dān)反隱身戰(zhàn)機的重任。不過，傳統(tǒng)的米波雷達(dá)多使用簡單的八木天線或老式網(wǎng)狀天線，缺點在于分辨率差，探測精度低、不能測高、目標(biāo)識別能力有限，而且由于不易消除地面反射波的影響，導(dǎo)致其低空探測能力弱、覆蓋空域不連續(xù)、抗干擾能力不足、陣地適應(yīng)性差。而這些問題也正是導(dǎo)致米波雷達(dá)發(fā)展一度停滯不前的重要原因，也決定了如不加以改進的話，米波雷達(dá)“視力”不提高，只能側(cè)重于防空警戒，不能用于武器引導(dǎo)，無法對隱身戰(zhàn)機提供高質(zhì)量的追蹤，難以成為當(dāng)前反隱身戰(zhàn)機中的核心雷達(dá)。

米波雷達(dá)陣地選擇三要素分析

1、地形遮蔽影響

在地物環(huán)境對雷達(dá)作用范圍的影響中，地物遮蔽是一個重要的方面，如果在雷達(dá)周圍有高大建筑物的存在或者山區(qū)地形的存在，都可能會對雷達(dá)形成一定范圍的遮蔽盲區(qū)，影響雷達(dá)探測威力的發(fā)揮。在不考慮繞射效應(yīng)的情況下，在遮蔽角以下雷達(dá)將不能探測到目標(biāo)。

作為遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)，米波雷達(dá)需要探測遠(yuǎn)距離目標(biāo)，為了使得模型更加精確，需要考慮地球曲率的影響，采用球面反射模型。在球面反射模型下，根據(jù)目標(biāo)仰角和目標(biāo)距離、高度、雷達(dá)架設(shè)高度等參數(shù)的關(guān)系

式中：θｔ為目標(biāo)仰角；ht為目標(biāo)高度；ho為雷達(dá)相位中心高度；Rｔ為目標(biāo)距離；R0為等效地球半徑。

當(dāng)目標(biāo)高度為20000ｍ、10000ｍ時，不同遮蔽角對雷達(dá)作用距離的影響如圖1所示。

因此，在選擇雷達(dá)架設(shè)陣地時，必須研究陣地周圍的地物特點，在主要作戰(zhàn)方向避開可能對雷達(dá)產(chǎn)生遮蔽的地物，同時兼顧其它方向，以保證雷達(dá)威力的充分發(fā)揮。

2、同頻段干擾影響

米波雷達(dá)工作在VHF波段，而該波段通常被通信、導(dǎo)航、電視等電子設(shè)備占用，因此米波雷達(dá)易于受到這些民用設(shè)備的無意干擾。以電視頻道干擾為例，根據(jù)ＧＢ／T14433－93《彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，我國米波波段無線電視1～12頻道的頻率分布如表1所示，這些同頻段的干擾會對米波雷達(dá)產(chǎn)生噪聲干擾或假目標(biāo)干擾。

考慮噪聲干擾時，根據(jù)雷達(dá)距離方程，干擾條件下雷達(dá)作用距離隨干噪比變化關(guān)系如圖2所示。可見，噪聲干擾嚴(yán)重影響雷達(dá)的作用距離，因此，在選擇雷達(dá)陣地時，應(yīng)盡量避開這些同頻段干擾。

3、地面反射影響

米波雷達(dá)工作頻段低，波束寬度寬，容易受到地（水）面反射的影響。由于地（水）面多徑信號的干涉影響，天線的垂直面波瓣會發(fā)生變化，設(shè)在自由空間天線垂直面的幅度波瓣函數(shù)為ｆ0（θ，θ0），其中θ0是波瓣最大值的指向角；δ為直達(dá)波與反射波在目標(biāo)處的波程差；Sｄ為直達(dá)波在目標(biāo)處的電場強度；Sｒ為反射波在目標(biāo)處的電場強度；φｄ為自由空間天線波瓣在直達(dá)波仰角θｄ處的相位；φｒ為自由空間天線波瓣在直達(dá)波仰角θｒ處的相位；ｆ0（θｄ，θ）為自由空間天線波瓣在直達(dá)波仰角θｄ處的幅度值；ｆ0（θｒ，θ）為自由空間天線波瓣在直達(dá)波仰角θｒ處的幅度值；ρ為地面反射系數(shù)的幅值；φｇ為地面反射系數(shù)的相位。

在這里僅考慮地面導(dǎo)電性能、地面粗糙度等因素的影響，不考慮地球曲率的影響。根據(jù)迭加原理，在目標(biāo)處的電場強度是直達(dá)波電場強度與反射波電場強度的迭加，表示如下：

由電磁場理論知：

將式（2）、式（3）代入式（1）得到考慮多徑效應(yīng)后天線的波瓣為：

下面對不考慮地面反射以及不同架高條件下雷達(dá)波束分裂情況進行仿真，如圖3～圖8所示。仿真條件為：工作頻率60MHz，波束寬度6.5°，雷達(dá)架設(shè)高度分別為40ｍ、100ｍ、200ｍ、300ｍ、400ｍ。

從仿真結(jié)果可以看出，不同架高條件下，波瓣分裂情況明顯不同，造成威力覆蓋范圍也不同。選擇陣地時，可以根據(jù)雷達(dá)性能參數(shù)以及架設(shè)高度評估雷達(dá)威力覆蓋情況，在架高情況下，采用與架設(shè)高度相匹配的工作參數(shù)，實現(xiàn)雷達(dá)威力的充分發(fā)揮。

結(jié)束語

隱身飛機的出現(xiàn)對各國的防空雷達(dá)系統(tǒng)提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，迫使各國大力發(fā)展、部署米波雷達(dá)以應(yīng)對路仿真的干擾分析技術(shù)對進入接收機的干擾對于接 收機性能的作用影響進行分析。

尤其是針對軍事應(yīng)用來說，目前現(xiàn)代軍用電子用頻設(shè)備普遍具備抗干擾措施，同一個干擾信號進入采用不同抗干擾措施的２個同類接收機，雖然進入接收機的干擾功率相同，但是會產(chǎn)生不同的干擾作用，需要采用更為精細(xì)化的分析手段。對于待分析設(shè)備量非常大的應(yīng)用場景，可先采用確定式分析技術(shù)進行初步篩查，然后利用基于干擾鏈路仿真的干擾分析技術(shù)進行進一步深入分析，以達(dá)到分析效率和分析準(zhǔn)確性的平衡。