雙基地雷達在作戰中的應用研究

項陽

（身份證號：4206211985****7735）

一、引言

（一）基本關系

雙基地雷達因其“收發分置，無源被動接收”的技術特點而被認為是對抗“四大威脅”的有效體制，收發分置（收發異址）為其本質特征，配置靈活。圖1中，發射站T和接收站R間的連線稱為雙多基地雷達基線，其長度L稱為基線距離；發射站或接收站任一端向外延伸的基線稱為基線延長線。RT和RR分別為發射站和接收站到目標間的距離，β=θR-θT稱為雙基地角，它是以目標為頂點，發射站、接收站與目標連線之間的夾角。由于幾何結構對稱性，研究問題時只考慮上半平面即可。

發射機或接收機使用定向波束來指向橢圓上的目標。如果發射機信號是脈沖的（通常如此），雙基地雷達接收機必須與發射機同步。雙基地接收機中信號處理需要以下信息：1）發射機和接收機的位置；2）每個脈沖的發射時間；3）發射波束的指向位置（若定向發射）；4）發射信號的相位（若相干處理）。

（二）能量關系

雙基地雷達方程中，發射基地到目標的距離與接收基地到目標的距離之積，取代了單基地雷達方程中雷達到目標的距離平方項。在單基地雷達方程中，信噪比等值線為圓，雙基地雷達方程信噪比等值線卻為卡西尼（Cassini）卵形線。用目標的雙基地雷達截面積取代了單基地雷達截面積，用發射基地和接收基地天線增益取代了單基地雷達收發合一的天線增益項。由于收發分置，發射基地和接收基地的方向圖傳播因子將影響雙基地雷達的空間探測范圍。

（三）目標散射特性

單基地雷達只能從散射場的一小部分中取得目標信息，雙（多）基地雷達卻能從分散的若干位置中獲取信息，因此它具有許多其他雷達所沒有的品質。

設Ei是發射機以(θT，φT)為入射方向入射到目標處的電磁強度，Es是目標以(θR，φR)為散射方向散射到接收機處的電場強度，則雙基地雷達截面積定義為

與單基地雷達一樣，雙基地雷達目標截面積除了與目標幾何尺寸、形狀和表面材料的電氣性能有關外，還與雷達工作波長、入射與反射角度、極化等因素有關，是收、發基地視線角和雙基地角的函數。根據雙基地角的大小不同，雙基地雷達截面積可大致分為三個區域：準單基地區、雙基地區和前向散射區。在雙基地區，雙基地雷達截面積具有如下特性：

1.該區域的大部分角度范圍內，比視線角在雙基地角平分線上的單基地雷達截面積小，一般小2dB～7dB；

2.該區域的某些角度范圍內，雙基地雷達截面積有增大的現象；

3.該區域內雙基地雷達截面積的閃爍效應減小。閃爍是導彈導引頭目標回波中心的角位移，它是由位于導引頭分辨單元內的兩個或兩個以上主導散射體之間的相位干涉引起的。隨著目標角的變化，相位中心發生變化，導引頭角跟蹤誤差增大，從而造成脫靶。

二、隱身目標的雙基地目標散射特性

（一）隱身飛機的雙基地目標散射特性

飛行器雷達隱身技術的核心在于盡量減縮飛行器的雷達截面積（RCS）和增大雷達跟蹤誤差。采取的主要措施有外形結構的設計、吸（透）波結構材料的采用、吸波涂層及有源對消技術的應用等。

（二）隱身艦船的雙基地目標散射特性

對傳統艦船而言，其上層建筑、艦舷、艦船與海面相互作用形成的二次反射等是主要的強散射中心。目前，對海警戒雷達及掠海飛行的反艦導彈是艦船的主要威脅，因此艦船隱身的目的是減少電磁波水平入射時船體主要強散射中心的散射。

三、雙基地雷達性能分析

雙基地雷達除和單站雷達有許多相似之處外，亦存在著一些顯著的差異，其中之一是雙基地雷達的探測范圍，影響探測范圍的主要因素有工作頻率、發站到目標、目標到收站的電磁波傳播衰減、發站和收站的天線高度等系統和環境因素。上面提到的Cassini卵形線的定義是三角形底邊長度不變，另外兩邊長度乘積為常數的三角形頂點的軌跡。對于相距L的某一發站和收站以及恒定的雙基地最大距離積KB：

當目標特征尺寸與雷達波長相當時，目標的RCS會增強；當來自構成目標的不同散射體的貢獻在特定的雷達頻率和幾何形狀下以相位相加時，就會出現這種共振效應。根據評估表明，目標的前向散射RCS，可能比單站RCS大幾十倍，但目標接近基線時的距離和多普勒分辨力都很差。因此，前向散射可能有利于目標檢測，但用它進行定位和跟蹤就困難些。另外，前向散射的另一個問題是雜波單元面積和雜波散射系數都很大，因此雜波的回波信號也很大。這意味著前向散射中的目標檢測可能是雜波背景下的而不是噪聲背景下的。

四、雙基地雷達在作戰應用中的研究分析

（一）反隱身

隱身目標會將單站雷達發射的能量散射到各個方向，而雙基地雷達能夠提高對隱身目標的檢測能力。

（二）反偵察

雙基地雷達的接收機是被動式的，不易被電子支援措施所定位，很難針對雙基地雷達接收機部署對抗措施。因此，任何干擾都必須在一個角度范圍內傳播，削弱其有效性。雙基地雷達的發射機可采用低功率大占空比的發射信號和低副瓣天線等低截獲（LPI）技術，其被偵知概率也低。另外一部雙基地雷達接收機可以利用幾部不同發射機的照射信號，一部發射機也可供多部接收機工作，所以雙基地雷達系統的功能和參數也是敵方很難偵知和判斷的。

(三)反輻射

反輻射導彈是通過跟蹤雷達發射的電磁波束進行制導而摧毀雷達系統的。首先，雙基地雷達的發射機可放在戰區后方并加以保護，遭受攻擊的概率也比單基地雷達少。其次，一部雙基地接收機可以利用多部發射機的信號工作，一旦某個發射機受損，系統仍能堅持工作。雙（多）基地雷達使用兩個以上的分離基地，發射站與接收站分開設置，其中接收站是無源的，處在隱蔽的地方，受到敵方電子偵察的概率幾乎為零，因此反輻射導彈只能追蹤和攻擊發射站。若合理配置發射站，如遠離戰區或將發射站置于飛機或衛星上，構成空地間的雙基地雷達，就可以避免反輻射導彈的攻擊，增強防御系統的抗摧毀能力。尤其是在無人機系統（UAVs）中，因為無人機可以只攜帶接收機，而重型、復雜、高功耗的發射機可以位于別處。

（四）反干擾

雙（多）基地雷達不僅接收站相對比較隱蔽，對方無法偵察其具體位置，而且還可以通過兩個以上接收站間的交叉測向確定干擾源的位置，適時地避開干擾源。

強方向性的后向干擾只能對準雙基地雷達的發射機，而對雙基地雷達接收機影響很小。若采用全方向、寬頻帶的干擾，其功率密度和干擾效果自然降低。所以，雙基地雷達體制可以增強雷達抗有源壓制干擾的能力。由于較難判定雙基地雷達系統的參數，不了解雙基地雷達接收機的位置，有源欺騙干擾也難以奏效。

對于無源干擾，因為既不能選定準確的投放方式（位置），也很難把握投放時機，無論是箔條還是其他假目標都難以發揮干擾效果。所以，不管是有源干擾還是無源干擾，雙基地雷達被干擾的概率和受干擾的影響都大大減少。

（五）抗低空突防

低空和超低空突防是現代飛行和巡航導彈主要的戰術手段之一，而低空和超低空是單基地雷達的盲區，是飛機和巡航導彈突防的主要路徑。雙、多基地雷達的收發區不重疊，可使用合理布站的方式完成，如將發射機布置在衛星上，把接收機布置在戰區前沿的預警機上，以提供充足的預警時間。在接收機前置的情況下，雙基地雷達可探測到發射機視線以下的目標。地面的雙基地雷達接收機可以利用空中、空間的照射源，隱蔽地發現遠區低空目標。