[科普中國(guó)]-機(jī)載多普勒雷達(dá)

基本概念

機(jī)載多普勒雷達(dá)，裝在航空器上，利用多普勒效應(yīng)探測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的脈沖雷達(dá)。與簡(jiǎn)單脈沖雷達(dá)相比，不僅能測(cè)定目標(biāo)位置，還能根據(jù)多普勒頻移來識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和測(cè)定目標(biāo)速度。從雜波中探測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的能力強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高。常用于機(jī)載預(yù)警、機(jī)載火控、低空防御、導(dǎo)彈制導(dǎo)、氣象探測(cè)等。1

機(jī)載多普勒天氣雷達(dá)多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)資料具有很高的時(shí)空分辨率，在強(qiáng)對(duì)流天氣精細(xì)結(jié)構(gòu)研究及臨近預(yù)報(bào)中發(fā)揮著重要作用。但地基雷達(dá)只能探測(cè)進(jìn)入其觀測(cè)區(qū)的天氣系統(tǒng)，即使雷達(dá)聯(lián)網(wǎng)也只能觀測(cè)探測(cè)網(wǎng)內(nèi)的系統(tǒng)。機(jī)載和星載大氣探測(cè)設(shè)備由于靈活機(jī)動(dòng)，可以彌補(bǔ)地基設(shè)備的缺陷。由于機(jī)載多普勒天氣雷達(dá)可以對(duì)天氣系統(tǒng)進(jìn)行靈活的觀測(cè)，國(guó)外從20世紀(jì)70年代就開始研制機(jī)載多普勒雷達(dá)系統(tǒng)；隨后，機(jī)載雷達(dá)得到廣泛應(yīng)用，提高了對(duì)災(zāi)害性天氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

目前，應(yīng)用較廣泛的機(jī)載多普勒天氣雷達(dá)系統(tǒng)有4套：WP-3D機(jī)載尾翼單波束垂直掃描多普勒雷達(dá)（簡(jiǎn)稱P-3雷達(dá)）、機(jī)載尾翼雙波束雷達(dá)（ElectraDoppler Radar / Analyses Stereoscopic par ImpulsionsAeroporte， ELDORA / ASTRAIA）、ER-2多普勒雷達(dá)（EarthResources-2 DopplerRadar，EDOP）和雙偏振云雷達(dá)（WyomingCloudRadar，WCR）。這些雷達(dá)根據(jù)掃描策略分為2類，一類雷達(dá)可進(jìn)行準(zhǔn)雙多普勒雷達(dá)體掃（P-3和ELDORA雷達(dá)）；另一類雷達(dá)只能進(jìn)行定向掃描，獲取一個(gè)準(zhǔn)平面內(nèi)的探測(cè)數(shù)據(jù)（EDOP和WCR雷達(dá)）。2

抗干擾措施脈沖多普勒雷達(dá)以其卓越的雜波抑制性能受到世人矚目?，F(xiàn)代飛行器性能的改進(jìn)和導(dǎo)航手段的加強(qiáng)，使其能在低空和超低空飛行，因此防御低空入侵已成重要問題，由此要求機(jī)載雷達(dá)，包括預(yù)警機(jī)雷達(dá)和機(jī)載火控雷達(dá)具有下視能力，即要求能在強(qiáng)的地雜波背景中發(fā)現(xiàn)微弱的目標(biāo)信號(hào)，所以現(xiàn)代的預(yù)警機(jī)雷達(dá)和機(jī)載火控雷達(dá)皆采用PD體制。這種雷達(dá)除了能有效抑制地雜波外，亦具有良好的抗消極干擾能力和抗積極干擾能力。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，電子戰(zhàn)是克敵致勝的重要手段，因此受到高度重視。電子戰(zhàn)包括對(duì)立的兩個(gè)內(nèi)容：電子干擾和電子反干擾，二者是矛與盾的關(guān)系。3

機(jī)載多普勒雷達(dá)可能遇到的有源干擾有：連續(xù)噪聲干擾、速度拖引干擾、距離拖引干擾和角度欺騙干擾?？赡苡龅降臒o源干擾有：人為投放的箔條、氣象雜波和地雜波。

頻率捷變抗噪聲干擾應(yīng)該說頻率捷變是抗有源噪聲干擾行之有效的手段，它能在寬的頻帶內(nèi)快速改變雷達(dá)工作頻率，這樣就迫使干擾機(jī)的頻帶加寬，因而使干擾機(jī)的功率密度下降，干擾的有效性下降。干擾功率密度下降的倍數(shù)，等于雷達(dá)捷變頻帶寬與雷達(dá)工作瞬時(shí)帶寬的比值。根據(jù)噪聲干擾電平?jīng)Q定跳頻，以偽隨機(jī)編碼進(jìn)行，干擾噪聲功率在頻帶上分布是不均勻的，頻率捷變使雷達(dá)工作在干擾功率電平薄弱的地方。

機(jī)載多普勒雷達(dá)若工作在相參積累狀態(tài)，則頻率捷變不是在脈間進(jìn)行，而是在幀間進(jìn)行。3

比較多普勒頻率與距離變化率抗距離欺騙干擾距離欺騙干擾一般為距離拖引，是一項(xiàng)針對(duì)雷達(dá)距離自動(dòng)跟蹤應(yīng)答式干擾的技術(shù)。它的干擾過程是接收到雷達(dá)信號(hào)經(jīng)放大后轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)強(qiáng)的干擾信號(hào)，占據(jù)雷達(dá)跟蹤距離門，轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)在時(shí)間上的延遲按脈沖逐一改變，將跟蹤距離門拖離目標(biāo)。時(shí)間延遲的改變可以是線性的，也可是拋物線型的，最后關(guān)掉干擾機(jī)，由于失去信號(hào)，雷達(dá)中斷跟蹤，進(jìn)入重新搜索過程。對(duì)抗的措施可采用多普勒頻率與距離變化率比較的辦法。3

比較距離變化率與多普勒頻率抗速度拖引干擾這是一個(gè)與距離拖引完全類似的一種干擾方式，只不過是由距離改變變?yōu)樗俣雀淖儯撮_始時(shí)干擾的頻率與目標(biāo)信號(hào)的多普勒頻率相同，但信號(hào)很強(qiáng)，占據(jù)速度門，再逐漸改變頻率，將跟蹤的速度門拖離目標(biāo)。與上述類似，采用距離變化率與多普勒頻率比較的辦法抗速度拖引干擾。3