军用雷达杂谈之机载军用雷达(1)
2002-04-16 11:21:07 三九网

　　
　　60多年来，机载雷达已发展出8大类，数百个型号。其中军用机载雷达占了大多数。尽管现代战机有红外，电视，电子支援(ESM)等光电感应器，但是雷达仍是全天候侦测能力最强、精确测距能力最远的观瞄手段。本文着重介绍大家比较感兴趣的机载火控雷达。军用机载雷达的出现，完全出于30年代英、德海上交战急需机载雷达在反潜战中帮助搜寻潜艇，随后在二战中又出现了多种型号的10厘米和3厘米波段的机载雷达，其使用范围也扩展到了对地轰炸，空中拦截，敌我识别等领域，但它们的技术水平都十分接近且原始，笨重的米波振子阵列天线还是被装在机头和机翼的外侧，所采用的信号也不外乎脉冲调制和调频连续波两种。

　　二战后，机载雷达成为了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径以及脉冲压缩的组合系统。同地面雷达不同，机载雷达所要处理的地面杂讯和噪讯都很复杂，这主要是因为相对于地面雷达位置的固定，地面对飞机而言有了相对速度，地面杂讯的多普勒频移不再为零，而同空中目标一样有了相对速度和矢量，简单的目标动态指示(MTI)已经不再使用，这就引进了杂讯可见度(SCV)的概念，我们希望SCV值尽量高，也就是雷达在多普勒频移原点附近的曲线尽量陡峭，滤去更多的地面杂讯。另外，为了一起滤去摇摆的树枝，海上的波浪和云雾等慢速反射物杂讯，雷达靠增加延迟线，也就是每隔几道脉冲作相减，延迟线越多，原点的放大率就越小，滤除的范围也越大，SCV的值也就越高。然而类比式(analogue)雷达的延迟线跟所用材料有关，不能无限增加，而材料又受本身特性和外界的影响容易产生不确定性，解决的方法就是将雷达回波转为数字讯号，当代的机载雷达几乎都采用数字式雷达就是这个原因。

　　在雷达对延迟线作进一步计算前，其强度可以乘上不同的权重(weighting)，使整个滤波频谱的特性改变，增加对固定杂讯、慢速杂讯的滤除效果。当雷达以数字方式设计时，不同的权重只是软件中的不同系数而已，因此，依战术需求、杂讯的分布情况，适时改变权重系数，制造出不同的滤波曲线，就可以对杂讯的处理产生最佳的效果。预警机如E-2C和双座战机都有专人依战术环境调控不同权重的雷达模式，以求产生最佳滤波效果。当权重取特殊值时，多重延迟线的数学公式会近似于离散傅立叶转换(DiscreteFourierTransform)(例如，当延迟线值为2的整数次方时，所需计算时间最短，被称为快速傅立叶，FFT)此时不同的延迟线不仅可滤掉原点附近的杂讯，实际上，N条延迟线能将多普勒频移讯号分成N等分，使从零到脉冲重复频率(PRF，PulseRepeatFrenquency)内每一等分的杂讯处理都可以得到控制。F-16A/B型使用的APG-66火控雷达FFT为64条，台湾IDF上的金龙53雷达最高可达256条，其滤波的差异可想而知。

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