雷达手册第3版(中文)_第3章_机载动目标显示(ATMI)雷达.pdf

第 3 章机载动目标显示(A M H ) 雷达
3 .1 采用机载 M T l技术的系统
机载搜索雷达最初是为远程侦察机探测舰艇研制的. 第二次世界大战后期, 美国海军研制
了几种机载预警(AEW ) 雷达, 用于探测从舰艇天线雷达威力区之下飞近特遣舰队的低空飞
行飞机. 在增大对空和对海面目标的最大探测距离方面, 机载平台的优点是显而易见的, 只要
考虑下述情况就很清楚了. 高度为 100 英尺的天线桅杆, 其雷达视线距离只有 12n 埘le; 而与
其相比, 飞机高度为25 000 英尺时, 雷达视线距离则为195n m ile.
航空母舰搭载的E-2D 飞机() 使用机载预警雷达作为它的机载战术数据系统中
的主要传感器. 为能检测海杂波和地杂波背景中的小型空中目标需要这种视界很宽的雷达.
由于其首要任务是检测低空飞行的飞机, 因此这种雷达就不能靠抬高天线波束的仰角来消除
杂波. AM H 雷达系统就是在考虑这种情况下开发出来的[1~3], 它/门与第2章中探讨的用于地
面雷达的M n 系统相似[]4~6].
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带有旋转夭线罩的E-2D 机载预警机
机载预警雷达的任务要求有 . 需要
覆盖是因为一般要求机载预鹑雷达系统在预先不知道空中目标位置的情况下首先实施探测.
机载预警雷达系统通常是左低频段中开发的ぉ这可以通过查看监视雷达的距离方程式得到
理解:
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式中, 乙是扫描时问: 口是监视空域覆盖要求(方位角与仰角的积).
只要雷达(在方位和俯仰上) 的波束宽度小于监视区域, 这个方程式就不与频率直接相
第3章机载动目标显示(AM n ) 雷达. 107 .
关. 但是, 这个方程中的主要参数是与频率相关的. 特别是较低频率通常在低空目标和(对
某些目标类型的) 目标 RCS 的传播损耗方面具有优势. 结果导致机载预警雷达系统频率在超
高频L 波段和S 波段上开发.
在截击机火控系统中, A M Ⅱ雷达系统还被用来捕捉和跟踪目标. 在这种应用中, 雷达
仅需抻制指定目标附近的杂波. 因此, 可以在目标所处的距离和角度扇形区内将雷达优化.
M Ⅱ系统也可以装在侦察机或战术歼击机上用来探测地面运动的车辆.
高平台高度` 机动性` 高速度的环境条件及对尺寸` 质量` 功耗的限制对 AM Tl 雷达设
计师提出了一系列独特的问题. 本章将专门探讨机载条件下特有的对这些问题的考虑.
3 _2 覆盖范围的考虑
搜索雷达一般要求有 . 这种覆盖范围在飞机上是很难达到的, 其原因在
于将天线突出于机外安装将会产生大的空气阻力` 稳定性和结构方面的问题. 当要求大垂直
覆盖范围时, 飞机机身和垂直安定面将使天线方向图变形和受遮挡. 对战术要求的分析可看
出, 可能只需要覆盖一定的扇形区即可.
围内可以定位. 这样才能满足下列各种情况下对覆盖范围的要求, 即反转航线` 遇强风有大
偏航角` 相对于风定位地面轨迹` 非标准工作状态及进出基地时仍然工作的覆盖要求.
然而在 20 世纪叩年代和 21 世纪之初已研制出了许多可以在机载乎合上实现相控阵能
力的系统. 737-7⑽飞机上为澳大利亚“楔尾计划’’研制的多
功能电扫阵列(M ESA ) 雷达就是一个例子(见图 ). 正在为 E-2D (海军 E-X 飞机的后
续型号) 飞机上的A N |A PY-g 雷达开发一种将机扫和电扫结合的替代解决方案.
天线安装在机身上的波音力7-7⑽“楔尾" 飞机
3 .3 A M T l性能驱动因素
A M n 系统性能主要取决于杂波回波运动(平合运动` 天线扫描运动和杂波内部运动)
产生的效应` 用于提高目标检测和杂波最大对消的处理技术, 以及雷达硬件稳定性的限制
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等. 本章将讨论运动效应及各种处理技术的性能.
3 .4 平台运动和高度对 M T l性能的影晌
M H 可以区分空中动目标和固定的地或海杂波. 然而, 在飞行状态下, 杂波相对飞机是运
动的. A R (时间平均杂波相参机载雷达) 的技术补偿杂波平均径向速度. 这项
技术试图使来自主瓣杂波的最大回波以零多普勒频率为中心, 从而用同样以零多普勒频率为中
心的简单M Tl滤波器就可以消除主瓣杂波.
所示, 杂波的视在径向速度为 r,ぉr卢。sd. 式中, rg