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国外典型的GSR雷达及其应用情况(2)

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2015-08-25 共8629字

  2. 3 其他典型的地面战场侦察雷达

  2. 3. 1 俄罗斯的地面监视雷达俄罗斯地面战场侦察雷达主要包括 FARA - 1、CREDO - M1、CREDO -1E 雷达[16],其性能指标见表1.【1】

  
  俄罗斯 FARA - 1 轻便式集群目标武器引导和侦察雷达用于侦察地面运动目标,在缺乏光学能见度的情况下引导机架上的自动武器瞄准目标,在自动状态下发现入侵者时能发出声、光报警。FARA -1 是连续波多普勒雷达,在指定观测扇区内可自动探测运动目标,根据声音信号特点识别目标类型,并通过标准接口发送信息。CREDO - M1 雷达是多普勒脉冲相干雷达,可自动搜索和确定运动位置,在地形图上显示目标状况,形成运动轨迹。CREDO -1E雷达除用于侦察地面运动目标之外,还可校准火炮射击。

  2. 3. 2 以色列的 EL /M 系列地面监视雷达以色列艾尔塔公司(ELTA Systems Corporation)的 EL/M - 2140NG 地面监视雷达是一种连续脉冲压缩的陆基远程运动目标侦察雷达,工作频率为 I/J频段(8 ~12. 5 GHz),质量约65 kg,检测目标包括行人、车辆、低飞的固定翼飞机、直升机和滑翔机,还能用于炮兵火力校射。它既能固定在观察站点,也能安装在车辆上;采用全固态技术,无活动部件,可靠性高,能自动监测感兴趣的移动目标。

  EL / M2112 系列地面监视雷达采用同时多波束技术,具备大区域持久监视和瞬时目标跟踪能力,既可用于地面监视,也可用于检测恶劣海情条件下的海面目标。该雷达采用 4 副固定平面天线,每副天线覆盖 90 $扇区,可根据相关的背景地图选择地面动目标检测或海面目标检测,实现自适应处理,用户可选择 2D 或 3D 数字地图显示。M2112 雷达工作在 X 频段,能同时跟踪 500 个目标,跟踪精度高达 1~ 2 m.M2112 系列共有 5 种型号,2107 是其中最轻小型化的一款雷达,质量仅3. 5 kg,能检测300 m以外的人员和车辆;2112 作为功能最强大的一款,能检测20 km以外的行人和40 km以外的车辆[17].

  2. 4 地面战场侦察雷达的应用情况

  随着军事重点从高强度的常规战争转向非对称战争和精确打击,要求地面战场侦察雷达不仅能实现对地面目标的探测、分类和识别,提供更为详细的目标数据,还要求进一步改进可靠性,提升对单兵作战至关重要的轻便性,以满足陆军步兵网络中心战需求。地面战场侦察雷达一般采用3 cm或更短的波长,以提高精度,减少体积和重量。

  美、法、英、俄、德、以色列等近 20 个国家共研制和装备了 150 余种型号产品[18],其中泰勒斯公司的Rasit、RB - 12、BOR - A 550 和 SQUIRE 等雷达以及艾尔塔公司的 MDSR(EL/M - 2129)或 PPS - 5(现已被 SRC 公司升级为 PPS - 5D 型)是地面战场侦察雷达用于安全应用的几款典型代表。英国 Plextek公司还特别针对反恐和非对称作战开发了 Blighter 雷达系列。这些雷达不仅能单独使用,而且能够集成到大型的安全系统中,为保证前线部队、油库、基地和机场等重要设施的安全发挥重要作用[19].

  2. 5 国外地面战场侦察雷达主要性能对比

  国外典型的地面战场侦察雷达主要性能指标对比如表 2 所示。【略】
  
  3 国外地面战场侦察雷达的发展特点

  随着战场侦察监视与情报搜集的需求日益增长,世界各国对战场侦察雷达的需求急剧增长。各国根据各自的实际作战需求,强化军事需求牵引和作战应用导向,持续新技术开发,促进地面监视雷达优化,在提高 GSR 技术性能的同时,也在寻求降低成本的方案,不断探寻两者相结合的最优综合平衡方案。纵观国外地面战场侦察雷达的发展可以发现有三个显着特点。

  (1)采用新技术,雷达性能不断改进20 世纪 80 年代后期,随着晶体管和计算机技术的发展,GSR 广泛采用固态电路,以减轻重量、提高机动性和简化操作。进入 21 世纪,由于微电子技术特别是计算机技术的迅猛发展和广泛使用,GSR采用更先进的技术,如脉冲压缩、频率捷变、相控阵、低截获概率、雷达组网等[20].随着军事重点从高强度的常规战争转向非对称战争和精确打击,对地面战场侦察雷达提出了更高的要求,雷达不仅实现对地面目标的探测、分类和识别,还提供更为详细的目标数据,以及进一步改进可靠性、轻量化和功率效用等其他指标,尤其是对单兵作战至关重要的轻便性,以满足陆军步兵网络中心战需求。

  (2)雷达的机动性和适用性逐步增强,进一步轻小型化地面战场侦察雷达的作战使命就是在各种战场环境下感知战场态势,其生存的环境相当恶劣,因此运输方便、架设快捷成为设计时必须考虑的重点。

  为实现能“看得准、跑得快”,地面战场侦察雷达系统设计非常重视体积、重量、功耗等指标,国外地面战场侦察雷达在设计上都很注重降低重量和功耗,以利于人力携带和搬运,并能适应多种架设工作方式以及遥控操作。目前,国外开发的地面战场侦察雷达都采用模块化和快速拆装设计,采用低功耗电路、轻型高容量电池、高速处理器、平板显示器等简化雷达电路和结构形式,进一步减小雷达的体积和重量,提高整机可靠性和轻小型化水平。

  (3)雷达与多传感器平台综合国外地面战场侦察雷达在数十年的发展过程中,除了探测距离和精度的性能提升,还逐渐地与各种传感器平台综合,实现多传感器协同工作,组成多频谱/多传感器侦察系统。

  目前,如以色列的 EL/M - 2140、美国的 AN/PPS - 5、英国的 MSTAR 雷达等都有与其他光电传感器的接口。泰勒斯公司开发了 Ravel 轻型雷达侦察车,将 BOR - A 550 远程地面监视雷达置于4 m高的可升降桅杆,再装在 Panhard PVP 战车之上。挪威维 恩 霍 格 公 司 ( Vinhog Company) 也 开 发 了Vingtaqs II远程目标捕获和激光指示系统,由泰勒斯公司的 SQUIRE 雷达与其自主研发的昼用摄相机和Sagem 公司的 MATIS 热成像仪组成[21].以色列航宇工业公司(IAI Corporation)的 EL/I -3302 快速部署机动情报平台(RADMIP)系统,也以越野车为平台,提供 GSR 和 EO/IR 监视能力。匈牙利柏迪亚电子公司(Pro Patria Electronics Corporation)也将两部或多部 PGSR -2i 雷达集成到一辆 MGS3 侦察车之上,实现更广泛的侦察与监视能力[22].

  4 国外地面战场侦察雷达的发展趋势

  未来进入安全和防务市场的雷达厂商不断增多,国外地面战场侦察雷达产品也会随之增多。信息化、网络化、陆海空天一体化的战争形态,对地面战场侦察雷达相应提出了更高的要求。总体来说,地面监视雷达未来发展将在雷达体制、应用频段和抗干扰应用上有新的突破。

  4. 1 体制上,新体制 GSR 将不断涌现

  地面战场侦察雷达将不断采用新体制,进一步获取全天候、广域、低虚警和高可靠的持久监视能力。

  (1)主流体制的不断革新英国 Blighter 雷达独创性地在调频连续波体制中采用全相参脉冲多普勒信号处理技术,获得了极为优越的地杂波对消能力,可探测极慢速运动目标。匈牙利柏迪亚电子公司开发的 PGSR -2i“小猎犬”侦察雷达采用准连续波体制,并通过公司自主研发的自适应区域控制软件来控制扫描扇区,在增大雷达作用距离的同时,又避免了脉冲雷达脉冲峰值功率高的缺点,改善了雷达低截获能力[23].随着 AE-SA 主流技术的推广,地面监视雷达可实现更高的可靠性和更强的作战性能,将侦察雷达扇区探测和点目标监视相结合,边搜索边扫描,同时完成对敌方敏感区域探测和重点目标跟踪。未来还将从昂贵、耗能的 AESA 军用雷达技术转向新的、成本低得多的无源电扫描阵列(PESA)雷达技术。相对 AESA 而言,低功耗的 PESA 技术有显着优势。PESA 虽然最初的设计较为困难,但只要生产出能在发射和接收通道对称使用的电扫描模块,仅需极低的功耗就能使机内温度较低,从而获得较高的可靠性。固态PESA 雷达在扫描期间雷达的微波波束完全固定,得以探测杂波环境中极小的慢速运动目标。

  (2)创新体制的深化应用未来自适应雷达能根据周围环境进行识别和鉴定,并能根据需要调整其工作状态或自动改变参数,适应环境。地面战场认知雷达是基于知识的自适应雷达,具有识别能力,即在感知周围环境及外部世界的基础上,利用先验知识并通过与环境的交互作用进行学习,接收机和发射机均能实时地与环境同级变量自适应,从而可以有效可靠地达到特定的侦察探测目的。

  随着激光技术的发展和成熟,激光雷达将极高的工作频率(较微波雷达的工作频率高 4 个数量级)和成熟的雷达技术相结合,将光、机、电融合于一体,形成具有独特性能的崭新雷达体制,使得雷达的分辨率和“五抗”能力(抗电子战能力、抗反辐射导弹攻击能力、抗低空/超低空突防能力、抗隐身目标和高功率微波武器能力)有较大飞跃,在低可观测性目标探测、高分辨率目标识别、高精度跟踪/测量等方面表现出明显的技术优势。

  4. 2 频段上,毫米波 GSR 将广泛应用

  加拿大 K&G 频谱公司(K&G Spectrum Corpora-tion)以自主开发的直接序列扩频专利技术为基础,开发了 SR - 3030/0303/4505 毫米波 GSR,工作频率 为 24. 125 GHz,平 均 无 故 障 工 作 时 间 为100 000 h,基本不需要维护,非常适合周边监视应用。英国耐威技术公司(NAVTECH Company)开发了 W500/W350/W200 等系列毫米波 GSR,工作频率为77 GHz,可与光学/红外(EO/IR)传感器一起组成周边安全系统[24],实现威胁检测和态势感知,自动跟踪周边或广域范围内的入侵者。

  毫米波地面监视雷达的可用频率范围超过整个微波雷达的频率覆盖,毫米波雷达以其特有的重量轻、体积小、雨雪云雾和战场烟尘穿透力强等优势而备受推崇,是 GSR 实现宽频带、高分辨、高概率识别和抗干扰反隐身的主要发展方向。未来随着毫米波器件水平的提高和计算机技术的发展,毫米波 GSR将进一步推广应用。

  4. 3 应用上,向雷达组网方向发展

  现代化信息战要求实现战场态势和武器装备的共享,地面战场侦察雷达组网是现代战争需求和雷达发展的必然趋势。GSR 组网既能扩大地面监视雷达的覆盖范围,又能提高雷达的抗摧毁、抗干扰、反隐身能力,通过所建立的计算机网络和指挥情报传递控制链路,构成动态、一体化、智能、高效的地面战场侦察雷达网络,其效能较单站 GSR 产生质的飞跃。地面监视雷达组网将多部不同体制、不同平台、不同频段、不同极化方式的 GSR 适当布站,对网内各部雷达的信息完成“网状”收集和传递[25],由中心站进行综合处理和控制管理,形成一个统一的有机整体,并将雷达与其他光电探测器相结合,互相取长补短,充分发挥各自优势,资源共享。

  5 结束语

  夺取信息优势是当代与未来战争取胜的关键要素,地面战场侦察雷达是获取战场情报的主要信息来源,是信息化战争中不可缺少的信息探测装备。

  目前,世界各国都将边境监视、高价值目标保护和军队防护等本土防御任务作为头等大事,国外政府把战场侦察雷达作为优先投资项,国外多家雷达厂商针对现代反恐作战和边防、非法入侵、走私等安全问题开发了近程、中程和远程系列化地面战场侦察雷达,以适应不同的作战需求。地面战场侦察雷达将以体积更小、成本更低的平台来取代以前体积大、价格贵的角色,在面向安全、反恐、边防、要地/前线部队保护任务中获得全新的应用。未来地面战场侦察雷达将朝着轻小型化、多功能、多体制、多传感器数据融合、高可靠性、高生存能力、高抗干扰能力的趋势发展,成为真正的兵力倍增器。

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