机载雷达的典型应用

机载雷达的典型应用鄢立知识回顾u民用机载雷达的典型应用•危险天气探测：风切变告警、躲避暴风雨•导航•地形测绘•空中执法•盲降引导本次课程任务•了解军事机载雷达的基本应用•完成课外习题，说明下图中机载雷达处于什么情形，需完成什么任务。机载雷达应用u战斗机/拦截机任务支援战斗机/拦截机的任务是双重的：阻挡飞行器与导弹的攻击以及在给定区域内获得制空权。在这二者中，战斗机的雷达主要起4个作用：搜索、空袭评估、目标辨识和火力控制。Ø搜索机载雷达应用Ø空对空搜索战斗机雷达在战斗中，搜索目标的范围是变化的，如战斗机可能被“引向”拦截一个已被探测且被精确跟踪的目标，同时还要求雷达在大范围内搜索可能的目标。如图F-14战斗机通过大功率脉冲多普勒雷达在巨大的空间范围内进行搜索。有关知识Ø由诺·格公司研制生产的APG-77全尺寸雷达已装备在F-22战斗机上。AN/APG-77雷达是一部典型的多功能和多工作方式的雷达，主要的功能：•远距搜索（RS)、远距提示区搜索（cuedsearch)、全向中距搜索（速度距离搜索）（velocityrangesearch)•单目标和多目标跟踪•AMRAAM数传方式（向先进中距空空导弹发送制导修正指令）•目标识别（ID)、群目标分离（入侵判断）（RA)•气象探测机载雷达应用Ø空袭评估•即使雷达具有窄笔形波束，但在远距离时，可能仍然不能分辨密集编队的临近机群，因此战斗机的雷达通常提供空袭评估模式。•在空袭评估模式中，雷达采用边搜索边跟踪方式（确保了解态势）和对多个可疑目标进行特别精细的距离和多普勒高分辨率的单目标跟踪模式两种方式来交替工作。中东冲突“伊拉克和黎凡特伊斯兰国”ISIL受到空气对地面目标突击空气在雷达显示器上的战斗机剪影机载雷达应用Ø目标辨识要辨识超出视觉范围的目标，通常需要采用多种雷达辨识手段。•传统手段---IFF（敌我识别）：二战时应用，民航的空中交通控制信标系统由此发展而来。与战斗机雷达同步的IFF询问器发射询问脉冲，装载在我方飞行器上的应答器用编码应答响应询问脉冲，属于协同性目标辨识手段。美空军采用BAE系统公司的导弹告警及敌我识别（IFF）系统装备战斗救援直升机•【据军事航空航天网站2016年3月9日报道】美国空军官员急需为其HH-60W战斗救援直升机配备生存力和态势感知技术，最终方案采用了BAE系统公司具有敌我识别技术的AN/DPX-7微型应答器（RST）和通用导弹告警系统（CMWS）。空军官员称这些合同的签订意味着美国空军将首次从微型应答器和通用导弹告警系统这样的自动化集成红外对抗组件中获益。机载雷达应用•俄罗斯（苏联）最早的敌我识别系统是在二战期间研制和投入使用的。不是自主系统，基于使用被保障的雷达信号，如“保卫者”敌我识别系统的设备需与大部分现代化雷达相配合，不适合在复杂环境中使用。机载雷达应用Ø目标辨识•签名辨识：非协同性辨识，利用从多种飞行器接收到的回波的唯一特性来辨识雷达目标的类型该技术提供足够高的距离分辨率，使目标可用一维距离轮廓来辨识，也可使用ISAR成像提供二维轮廓。如图，为利用非协同目标辨识系统所获取的飞行中的某飞行器的一维和二维签名。机载雷达应用Ø火力控制•根据目标的距离，飞行员可使用自身火器或制导导弹攻击目标。•为了进行火力发射，根据近战模式，雷达以空中战斗方式自动锁定目标，并以单目标跟踪模式跟踪目标，同时向火控计算机连续提供距离、距离速率、角度和角度速率信息。火控计算机给飞行员提供目标的前置跟踪曲线，并在恰当距离给出射击指令。控制指令和射击指令都在平视显示器上呈现，因此飞行员无需将目光从目标移开。火控雷达系统某国的相控阵火控雷达F-35闪电II攻击战斗机装备有电子扫描天线阵火控雷达机载雷达应用国产的多普勒火控雷达战斗机上的火控雷达机载雷达应用AN/APG-68(V)9机载火控雷达•美国诺斯罗普·格鲁曼公司2008年为巴基斯坦空军52架F-16战斗机提供18架第52批次的F-16新机和34架第15批次的F-16A/B提供火控雷达。•AN/APG-68(V)9机载火控雷达是最新型的F-16雷达，具有高分辨率合成孔径雷达能力，可以增强F-16的对空探测范围。机载雷达应用--事件Ø火控雷达•一般都拥有较高的测量精度；配有距离和角度自动跟踪系统，能对目标自动进行跟踪；天线采用纵倾横倾稳定或波束指向校准。通常根据探测雷达指示的目标位置截获目标，并进行自动跟踪。有的具有一定的搜索能力。•由于一般的火控雷达都是主动发射电磁波，因此容易暴露自身位置，成为对方攻击和干扰的目标。机载雷达应用2013年2月，日本声称中国海军舰艇以火控雷达瞄准日本舰艇和直升机，事件获得美国背后支持。中国指日方捏造事实，日本执政的自民党前干事长、日中友好协会会长加藤纮一亦质疑日本官方的指控。事件令人联想起七七事变中日本谎称士兵失踪、借词发动战争的历史事实。机载雷达应用--事件•1月19日16时许，中国海军一艘护卫舰在东海相关海域进行例行训练，其间发现日本自卫队一架舰载直升机接近中方舰艇，中方舰载雷达保持正常观察警戒，并未使用火控雷达。1月30日9时许，中国海军舰艇在东海相关海域执行例行训练任务，其间发现日本“夕立”号驱逐舰在中方舰艇附近近距离跟踪监视，中方舰载雷达保持正常观察警戒，没有使用火控雷达。日方所谓中国海军舰艇火控雷达瞄准日方舰机的说法不符合事实。•国防部称，近年来，日方舰机经常对中国海军舰机长时间、近距离跟踪监视，是造成中日海空安全问题的根源，中方就此多次向日方提出了交涉。机载雷达应用--事件机载雷达应用Ø火力控制（导弹制导火力控制）•雷达制导的导弹属于视距外发射，如不死鸟（Phoenix）导弹和高级中程空对空导弹（AMRAAM），它们通常是在战斗机雷达工作在边跟踪边扫描或边搜索边跟踪模式下发射，因此可快速的相继发射数枚导弹同时对付不同目标。•另外还有一种常用导弹麻雀导弹（Sparrow），在战斗机雷达单目标跟踪模式下发射，而且在整个飞行过程中，用雷达提供的照明对目标半主动寻的。（不属于机载雷达设备范畴，不多说）u空对地武器发射在空对地的多种攻击中，雷达担负重要角色。在这种应用中需要利用雷达的能力但不需要尽量减小雷达的辐射。我们分4种不同类型的假想任务说明。Ø战术导弹目标锁定机载雷达概述u空对地武器发射Ø战术导弹目标锁定【任务要求】：攻击直升机潜伏在山后俯视战场通过安装在转轴上的天线吊舱的高分辨率（毫米波）的近距离雷达对地形进行快速扫描发现潜在目标。雷达自动对探测目标进行优先级别划分，并将优先级转交给火力控制系统，火力控制系统对目标发射小型、独立制导的“发射后即离开（launchandleave）”导弹机载雷达应用机载雷达应用Ø盲目战术轰炸【假想任务】：攻击飞行器由惯性导航器制导，飞行器以贴地偏移航行的方式飞向认为假设了移动导弹发射架的区域。•当到达该区域时，操作员打开战斗机的雷达调整导航器，制作单张合成孔径SAR测绘图，并将测绘图固定在显示器上，操作员在目标的邻近位置上放置一个光标，然后再次打开雷达，得到以光标所指定位置为中心的更为详细的合成孔径雷达测绘图。机载雷达应用Ø盲目战术轰炸【假想任务】：攻击飞行器由惯性导航器制导，飞行器以贴地偏移航行的方式飞向认为假设了移动导弹发射架的区域。•完成辨识目标后，操作员将光标放在目标处；驾驶员立即开始接收轰炸航路的控制指令，在最佳时刻炸弹被自动投放出去。通过三次暂时的打破雷达静默，在可视度为0的条件下。雷达提供了对地面目标弹着点直接打击所需的所有信息。在现代战争中，对来袭导弹、精确制导武器的防卫已经成为重要的作战科目。如果参与攻击的飞机起飞，可能会被对方的远程预警雷达密切跟踪监视，当发现攻击飞机发射了空对地或空对舰导弹时，预警雷达会立即引导火控雷达，用防空导弹和高炮对来袭导弹进行拦截。我们知道，无论雷达使用的是普通的机械扫描天线，还是有源或无源相控阵天线，工作在跟踪状态时天线在导弹方向上的增益都会相当高，通常都会达到几百倍或数千倍。机载雷达应用Ø精确战略轰炸•【假想任务】：隐身轰炸机飞行在20000英尺高度，机组人员在很远处开始轰炸机的雷达制除敌方指挥中心，已激活区域的高分辨率测绘图，并被冻结在显示器上，比例大小可按GPS决定。•在完成目标辨识后，操作员将光标放在目标位置上，将目标的GPS坐标输入到2000磅重的下滑炸弹的GPS制导系统，在最佳时刻下滑炸弹被自动投放，即在飞临目标时滑出，然后以2～3英尺的精度被控制垂直落到目标上。Ø对陆基防御的压制•特点：只要敌方陆基的对空搜索雷达和地对空导弹（SAM）基地发出辐射，就可被高速反辐射导弹（HARM）逐出战斗。•【假想任务】具有特殊装备的飞行器爱地空飞行，潜伏在敌方防御雷达的视场外，以通过数据链从其他数据源所接收的数据为基础，确定敌方雷达的方位和距离。•机组人员为HARM编程来搜索雷达信号，朝雷达方向发射导弹，该导弹迅速获得雷达信号。对准目标，导弹移近目标，甚至在地方还未意识到被攻击前摧毁目标。机载雷达作用u近距离空对海搜索Ø海岸巡逻飞行器通常配备多功能搜索雷达与气象雷达，由于船只都带有可形成强回波的雷达反射器，同时海面扰乱杂波比地面扰乱回波缓和，这些雷达，无论是脉冲雷达还是脉冲多普勒雷达，都可在很远距离检测很小的船舶。机载雷达作用机载雷达作用--事件（钓鱼岛事件）•海岸巡逻飞行器主要是在港口、码头、近岸或者舰艇锚泊时，综合运用各种探测手段和武器系统，对威胁目标，如进行探测、识别、拦截、摧毁和对抗等作战。•主要目的:防止敌方对我方港口停泊潜艇、水面舰艇、商船以及码头等重要设施进行袭击破坏；阻挠其完成侦察、布雷、扫雷以及运送小分队、器材登陆、水下破障等支援保障任务。•2015年5月11日，美国海军滨海战斗舰LCS沃思堡号驶近南海南威岛，中国海军护卫舰（054A）紧密监视。美国海军称其舰只在国际水域航行。5月20日，美国一架侦察机P8A，突然飞越中国正在开展建设活动的南海岛礁上空，遭到中国海军8次警告驱离。机载雷达作用--事件（建设岛礁事件）•2015年5月14日的一个记者招待会上，新任首名日裔太平洋司令上任，美防长对中国发“空前狠话”：将派出飞机、船只进入中国的岛礁12海里以内。5月20日，美国常务副国务卿布林肯在印度尼西亚雅加达出席会议时称，中国在南海填海造地等行为将引发地区局势紧张、不稳定甚至冲突。机载雷达作用--事件（建设岛礁事件）•中国在自己领土主权范围内合法的建设岛礁引发的南海冲突•南海问题中包含两个对局，一是按照“中国故事”走的，一是美国为“重返亚太”而在南海造局、开始编写的“美国故事”。近年来美国一步步地将第一个对局与第二个对局衔接起来，企图将中国推入困境。•随着美军从间接支持菲越到直接向中国在建岛礁发出挑衅，中美两军发生冲突的可能性的确比过去大了。两国在战略上无法释怀，美军在战术上逐渐制造两军摩擦的临界点，除非中国无限退让，否则这种趋势的结果将很危险。机载雷达作用u低空爆炸引信管（ProximityFuze）Ø最早的低空爆炸引信管事在第二次世界大战时使用的无线电引信，是一个小型的超短距离连续波雷达，一般用在导弹中。•亦称近爆引信或近发引信，是一种依据与目标距离而决定引爆的雷管。近接信管的技术可被应用在火炮炮弹、火箭、水雷或鱼雷之上。第二次世界大战期间，盟军发明在炮弹上使用无线电感应的近接信管，大为提高防空火炮的效力；当时这种引信被称为“VT”（VT指VariableTime，变时）。美国陆军拟为40毫米低速榴弹安装近炸引信