球載反巡雷達系統設計

文/張新苗

1 概述

巡航導彈具有發射平臺機動、遠程巡航、突防能力強、精確打擊等優點，在近代幾場局部戰爭中發揮了排頭兵的重要作用。在伊拉克戰爭中，美軍從海灣和紅海等向伊拉克首都及周邊地區發起了第一輪空襲，共發射了45 枚戰斧式巡航導彈；戰爭全面開展后，又發射了近500 枚巡航導彈，摧毀了伊拉克主要軍事設施和防空系統。

由于巡航導彈飛行高度低，常規地面防空雷達受地球曲率影響，對超低空飛行的目標探測距離受限，因此低空巡航導彈通常能夠突破地面防空雷達的搜索，極大地縮短了攔截武器的反應時間。

氣球載雷達系統通過系留氣球平臺將雷達系統升空工作，能夠充分發揮“站得高、看得遠”的優勢，一定程度地克服地球曲率的影響，對低空巡航導彈具有探測距離遠的優勢，大幅削弱了巡航導彈的突防能力，延長攔截武器的反應時間，是反低空巡航導彈的有有效手段。并且由于巡航導彈掠地飛行，常規地面雷達受地形的遮蔽，對巡航導彈的探測盲區大，探測和跟蹤不連續；氣球載雷達系統升空高度高，受地形遮蔽影響較小，覆蓋連續。利用Global Mapper 仿真軟件，通過仿真得到在地形遮蔽條件下，海拔高度50 米的地面雷達和升空高度3200 米的球載雷達對25 米掠地飛行的巡航導彈的覆蓋效能對比如圖1和圖2所示。

從仿真結果中可以看出，氣球載雷達對低空巡航導彈的覆蓋范圍更大，連續性更好，較地面雷達反巡航導彈能力更強。

圖1：地面雷達對巡航導彈覆蓋效能圖

圖2：氣球載雷達對巡航導彈覆蓋效能圖

2 系統體制選擇

氣球載雷達系統反巡航導彈，需要具備靈活的波束指向和系統資源調度能力，采用常規機掃雷達，只能實現對巡航導彈的搜索，必須采用機掃結合相掃的工作方式；另外，要實現對攔截武器提供目標指示信息，必須具備同時跟蹤多批目標的能力。

系統采用數字陣列雷達體制，通過數字域的收發波束幅相精確控制，實現靈活的同時或分時多波束工作能力，實現反巡航導彈功能。氣球載雷達反巡航導彈場景如圖3所示。

3 反巡航導彈作戰流程

圖4為典型的反巡航導彈場景，雷達機掃發現目標，跟蹤確認后轉相掃跟蹤模式，并將目標指示信息發送給攔截作戰單元，發射攔截彈，雷達同時跟蹤兩批目標，并通過空間位置差分器實時解算兩批目標的空間位置差，將位置差轉換為攔截彈的姿態修正量反饋給攔截彈，引導攔截彈修正姿態，最終實現對巡航導彈的精確攔截。

4 信號處理方式選擇

由于氣球平臺升空后，為覆蓋低空目標，雷達波束指向向下，雷達波束入射角增大，因此地雜波能量顯著增強；同時，由于氣球平臺和地物的慢動，導致地物雜波的展寬，采用常規動目標顯示（MTI）方式，無法實現地物雜波的對消，導致系統回波信雜比降低，目標探測性能下降。

球載雷達系統信號處理采用全程脈沖多普勒（PD）處理，通過空域、頻域聯合濾波，由于巡航導彈速度為高亞音速，通過優化設計系統工作參數，能有效抑制地物雜波對巡航導彈目標檢測的影響，顯著提升巡航導彈的探測性能。

5 總結

圖3：氣球載雷達反巡航導彈場景

本文簡述了球載反巡系統的總體設計思路，包括系統體制選擇、反巡作戰流程和信號處理方式選擇等。

氣球載雷達系統通過系留氣球將雷達升空工作，能有效克服地球曲率影響，大幅拓展對低空巡航導彈的覆蓋效能，在反巡航導彈的應用中具有明顯的優勢，可以作為導彈防御體系重要補充。

圖4：典型反巡航導彈流程