雷達網對隱身目標的檢測方法研究

楊志滔，邢宇峰

（空軍工程大學防空反導學院，西安 710038）

1 引言

隱身飛機的出現、應用和發展，迫使人們研究反隱身技術。隱身飛機的威脅主要在于其多種技術的采用使得在其受攻擊方向盡可能減小雷達散射截面積（RCS），探測距離縮短，雷達的生存概率急劇下降。為了對抗隱身目標，組網雷達應運而生，組網雷達可通過多頻率可在大角度范圍內從不同方位照射隱身飛機，通過彌補隱身目標的RCS實現對隱身飛機的探測[1]。因此在當下單部雷達具備對隱身目標預警探測能力較低的條件下，對抗隱身目標較有效的方法就是雷達組網。

2 雷達組網反隱身理論

隱身飛機整形設計主要針對易受攻擊的方向進行的水平±45°，垂直±30°的單基地雷達，在這個方向上目標的雷達散射截面積（RCS）縮減了10dB～30dB；而在其他方向上的RCS減小不多，這種設計使得隱身飛機并非是完全“看不見的”，而是給雷達探測留有空間窗口；吸波材料涂層和吸波結構主要對1GHz～20GHz頻段內的微波發生作用，這種特點給雷達探測留下了頻率窗口。組網雷達系統正是利用這種原理，采用多雷達以不同頻率從不同角度照射隱身目標，使處于網絡范圍內的隱身目標可被多部雷達探測到，提高了雷達對隱身目標的發現概率。因此雷達組網是實現反隱身的有效途徑。

目前該技術主要從頻域、空域和極化域三個角度實現。其中頻域反隱身是基于隱身目標對VHF，UHF，HF 等頻段的雷達隱身效果較差的弱點實現的。空域反隱身利用了隱身目標 RCS 只能在特定方位上降低明顯的特性。雷達只要避開隱身目標 RCS 明顯減縮的方向，從其他角度對隱身飛行器進行照射，就能保持原有作用距離上對隱身目標探測的能力。極化域反隱身是通過改變雷達發射極化方向使隱身目標的 RCS 達到最大值實現的。結合上述分析和雷達最大距離方程可知探測性能是雷達網反隱身性能的綜合體現，因此，進行雷達網探測性能研究具有重要的現實意義，本文主要研究空域反隱身措施的角度來簡述雷達網反隱身方法。

3 雷達組網反隱身方法分析

現實假設雷達網由N部雷達D1,D2,…,Dn組成，對應的工作頻率為f1,f2,…,fn各雷達點的位置為（xi，yi），目標飛行航向為θi，俯仰角為φi。

則雷達組網后對目標的發現概率為

Pd（i）為單個雷達檢測概率，我們可以看到，雷達網對目標的發現概率與單個雷達發現概率有很大關系，所以從單個雷達的性能提升與雷達網的組網模式對兩個方面來進行簡述。

圖1 雷達網目標探測示意圖

3.1 基于單個雷達探測性能提升的方法

對于雷達而言，隱身目標的雷達散射截面減小主要體現在雷達的發現距離的縮減。

工程實踐中，雷達的發射功率，天線增益噪聲系數受器件制約，于是我們立足現有裝備對單個雷達的探測性能，提出基于N-P優化準則，推導出給定雷達虛警概率及接收機信噪比求取單部雷達的探測概率

Pf（i） 為雷達的虛警概率，SNR 為接收機的信噪比，N-P優化準則就是在給定的虛警概率下，求系統最大的檢測概率，在此基礎上，提出通過改善單雷達積累檢測性能，提高信噪比。進一步引入了影響制導雷達組網反隱身探測效能的兩個因子：雷達探測覆蓋系數和保精度系數，基于上述因子建立了單基地制導雷達反隱身探測效能評估模型，得出單雷達保精度探測區域。細致研究了隱身目標的起伏特性，對目標的檢測概率修改為

P（A）為目標回波的概率密度函數I0（.） 是第一類零階修正貝塞爾函數。

3.2 組網雷達檢測技術

針對組網雷達，許多專家學者展開了研究，在計算出單個雷達的發現概率后。提出了雷達網綜合發現概率的概念。基于經驗公式，采用秩D法則評估雷達網的綜合檢測概率。采用累計發現概率取代傳統的瞬時探測概率，給出了多雷達探測系統對目標發現概率的計算方法。提出了一種針對光學傳感器全探測空域的描述方法，并進行了探測概率建模。分析比較了基于 N-P準則的直接融合算法和秩 K融合算法的優劣，提出了一種綜合應用兩種方法，從而提高系統最終探測概率的工作模式。詳細介紹了集中式融合和分布式融合組網模式的工作原理，定量研究了兩種模式下雷達網抗干擾反隱身性能。

4 結束語

綜上所述，雷達組網屬于一種空域反隱身的有效手段，本文通過對隱身目標的隱身效能，雷達網對隱身目標的反隱身性能分析，為雷達組網反隱身工程實踐提供了較好的理論依據。未來隱身與反隱身的對抗會更加的激烈，量子技術，人工智能的加入必將對軍事科技的走向帶來顛覆性的變化，深入研究，積極實踐才能保障我國安全利益。

[1] 陳彬，童創明，李西敏.基于檢測概率的雷達組網反隱身建模與仿真[J].系統仿真學報，2017（29）.