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1、雷达技术与巡航导弹探测方法院系：学号：姓名：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 雷达技术与巡航导弹探测方法概述【摘要】对巡航导弹预警探测，是拦截巡航导弹的首要条件。说明建立红外无源成像探测与传统探测技术相结合的预警探测系统，可以实现远距离预警，提高对目标的发现概率。关键词：雷达探测；巡航导弹；红外探测；探测系统 An Overview of Cruise missile Detecting methods (Chin
2、a Aero P(JZ Pf7，DZDg Estabilishment，Beijing ，100028) Abstract ：The first condition of intercepting cruise missile is early warning and detecting it This paperdescribes establishm ent of early warning detecting system which combines infrared passive im aging detection and the t raditional detecting t
3、echnology SO as to realize long distance early warning and improve the probability of detecting targetS Keywords：cruise missile；infrared passive detecting；radar detecting ；detecting system 1991年海湾战争以来，巡航导弹在局部战争中的频繁使用，借助普通雷达来探测目标的防空武器系统很难有效拦截巡航导弹。加强预警探测技术研究，已成为反巡航导弹的紧迫任务。1 巡航导弹的目标特性和红外辐射11 目标特性飞行高度：
4、(10l50)m ；飞行速度： (0509)Ma；巡航速度： 07Ma ；雷达散射面积： 01n3 ；红外辐射强度： 20w sr( 在8 m12 m波段，考虑了翼展等的加热辐射)。12 红外辐射巡航导弹的发动机和蒙皮都有红外辐射，总的辐射角的分布应该是这种辐射在某种飞行角度上的线性叠加。巡航导弹的红外辐射一般由4部分组成：发动机的红外辐射、发动机喷焰的红外辐射、发动机喷焰羽状废气柱的红外辐射和蒙皮的红外辐射。121 发动机的红外辐射涡扇发动机的涡轮进口温度一般在970以上，喷管排气温度为315以名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
5、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 上。固体发动机的燃烧工作时间为(1l l3)s 燃烧温度为 3200左右。涡喷发动机采用环行离心泵甩油式燃烧室。燃气排气温度为800C 左右。目前。世界上比较先进的巡航导弹的红外辐射已有明显减少，但仍有一定的排气温度。发动机外罩和尾喷管处由于热气流和加热状态。高温氧化后的辐射率高于金属氧化膜的辐射率。122 发动机喷焰的红外辐射导弹的速度越高。发动机喷焰的“火球”就越大。温度也就越高。红外辐射自然也越大。在海平面上。射程在 l000km 左右的巡航导弹，其喷焰的长度一般在20m
6、 以上。123 发动机喷焰羽状废气柱的红外辐射巡航导弹喷焰羽状废气柱的主要成份是二氧化碳和微小固体碳微粒，高温废气柱的主要辐射波段一般在(3 5) m 和(814) m 。l 、2 4 蒙皮的红外辐射随着飞行速度的增加。巡航导弹温度呈指数上升趋势。与温度成4次方关系的红外辐射能量也急性剧增加。在l000m高空以上，目标以 25Ma 速度的飞行 10s后，蒙皮温度可达 427(7OOK)。2 红外成像探测探测和识别目标。是拦截的首要条件。雷达探测容易受到反辐射导弹的攻击。利用红外大视场成像探测技术对巡航导弹进行预警探测和指示。可以增加对目标的发现概率红外成像技术已成为精确制导技术的主要发展方向之
7、一。21 红外成像主要技术指标目前。天线阵扫描和焦平面凝视成像的红外寻的制导技术已趋成熟，红外大视场成像目标探测技术也得到迅速发展。A红外焦平面凝视成像：瞬时视场： 02mrad；成像视场： 360。(1 5。3。) ；帧频： 2O 300Hz ；对20w sr 目标的探测距离： 10km 。B红外大视场探测：瞬时视场： 05mrad；成像视场： 120。45。；帧频： (1 2)HZ。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - -
8、 - 对20w sr 目标的探测距离20km 。C 红外大视场成像探测的优点：a良好的隐蔽性；b 利用整个景物的相关性提取目标信息；C 最大限度地利用目标的几何特性和运动特性识别目标；d利用前后帧相关， 降低地物背景杂波的影响，实现对超低空目标的探测。目标超低空飞行时，能利用地形地物作隐蔽，利用红外大视场成像探测低空目标时，红外成像制导和雷达成像制导构成一个双模复合制导体制，可增强抗电子光电干扰性能，利用多模复合制导进行数据融合，从而提高对目标的识别能力。22 无源红外探测系统无源红外探测系统对目标的依赖性小，目标发动机燃烧室热金属空腔和尾喷口温度高达 1000 以上排出的热气柱在几十米的长度
9、内，温度保持在几十至几百度，即使发动机停车导弹蒙皮辐射的红外线可在足够远的距离上被探测到。目前世界上在研的无源红外探测系统主要有星载、机载和舰载探测系统。23 垦载红外探测系统美国研制的天基红外预警系统(SBIRS)装备短波、中波和长波红外探测器、宽视场短波红外传感器、窄视场多光谱中波、中长波、长波红外及可见光跟踪传感器、核爆炸辐射探测器、宽带激光成像雷达、利用散射太阳光来探测导弹的可见光探测器、可见光电视摄像机等装置，具有轨道机动能力。宽带激光成像雷达分辨速度比多普勒雷达高3000倍，它通过测量弹头的速度和激光束的“脉冲追踪”，区分导弹喷焰、天然热源，识别弹头。天基红外导弹预警卫星可根据作战
10、需要，机动到某一战区上空的轨道上，监视目标。24 机载红外探测系统E一3预警机上装备的红外传感器，可用于对目标的早期探测和预警。目前，国外已有 79种机载前视红外探测系统(FLIR) ，其中，长波占 64种，中波占 l5 种 。美国OaK Ridge国家实验室已经开发了一种基于硅或镓的砷化物的悬梁结构的红外探测器，它能探测出低至零度以下lO一6数量级的温度。25 舰载红外探测系统美国海军研制了一种舰载红外预警系统(LRST)，采用 640480InSb芯片，探测波段 (3 5)Lm ，扫描速度 60rmin，扫描视场 360。x(2o25。)。它通过目标红外辐射信号的梯度变化，探测刚飞出海面的
11、巡航导弹，还可将目标航迹、方位和俯仰角等信息，传递给“宙斯盾”导弹驱逐舰上的导弹拦截系统，这种舰载红外预警系统在连续搜索目标的同时，仍能继续跟踪已捕获的目标。3 建立综合一体化的巡航导弹预警探测系统巡航导弹多在防区之外发射，具有极强的隐蔽性和突然性。因此，应运用空名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 中、海上和陆地的探测方法，把红外成像探测系统与传统探测技术相结合，为拦截系统提供必要的目标飞行数据。31 空中探测利用导
12、弹预警卫星、预警机、直升机、无人驾驶侦察机以及浮空雷达等，探测目标。SBIRS 高轨道导弹预警卫星装备有短波、中波红外探测器和高速红外扫描传感器以及辅助凝视传感器双传感器系统。短波、中波红外探测器能穿透大气层，探测目标的发射。红外扫描传感器按照先南半球，后北半球的顺序进行扫描， 探测目标发射的喷焰，然后把扫描信号传递给凝视传感器。对目标的拦截，取决于探测系统的有效性。可通过多部星载或机载可见光电视摄像机和红外探测器，探测发动机喷焰的红外图像，提供目标发射时的位置信息。当发现目标后，地面探测雷达的监视器会自动显示目标发动机尾焰的红外图像和目标飞行情况，为拦截系统提供作战时间。预警机的低空性能好，
13、监视空域大。其低空覆盖面积可达几十万平方公里，并可高度机动，随时派往其它地区。预警机通常在战区后24O 320km 的高空执行任务，能得到足够的目标测距和测向数据。若目标在100m 高度的低空突防，预警机能发现400km 外的目标，提供 1520min的预警时间。如果在预警机上安装卫星通讯设备和最新GPS 终端，将会大大改进对目标空中坐标的计算精度，缩短对目标的识别时间，提高主动雷达制导对目标的制导精度，以及与海、陆探测系统的协同作战能力。专用预警直升机也能探测目标，其探测距离与其巡逻线路、巡逻距离、空中拦截距离以及战区防空区域的扇面角有关。以系留侦察气球和预警飞艇为载体的浮空雷达，能够进行超
14、地平线探测，对目标进行跟踪，制导地面和海上发射的导弹拦截目标，同时还能跟踪地面目标。浮空雷达与地面雷达不同，它一次升空可持续探测3O 天左右，移动十分方便，而要移动1520部地面雷达是根本不可想象的。浮空雷达探测低空目标的优势：a覆盖空域对 O60m 高度的低空目标，在2000m3000m 高度的浮空雷达，相当于 1520部地面雷达组网的探测范围，作战效能可提高 l0 20 。 侦察气球装载 953kg的传感器可升至5000m 高度，分别可在 18m s和251m s的风速下升空和回收，侦察气球若装备合成孔径雷达(SAR)，在3000m 以上的高度，对低空目标的探测距离可达250km 。浮空雷
15、达升高后，探测距离增大，覆盖扇面可达360。，能够在实施电子干扰和强地面背景杂波干扰的条件下，发现涂有各种复合材料涂层的高空目标。b反隐身能力隐身目标的设计主要针对目标前方和下方雷达辐射的电磁波，雷达从目标的上方探测，可减少目标的隐名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 身功能c探测距离浮空雷达的探测距离大于地面雷达，而且可进行夜间作战，其技术难度远远低于导弹预警卫星和预警机。32 海上探测部署舰载预警机，主要是对水面、
16、沿海空域的目标进行探测，通过预警机上的指挥控制通信和数据处理系统，对不同角度探测到的目标飞行数据进行分析处理，为舰载导弹拦截系统提供目标指示数据和进行拦截导弹制导在海上不同地理位置坐标上，设置定向和不定向的被动声纳探测器，组成海上及舰队防空的低空探测网。由于目标涡扇发动机的噪声显着有别于其它噪声，可通过次声到超声频率范围声源的监听和定向，探测目标。33 陆地探测在战区部署地面预警雷达网， 要求雷达能够在复杂地形背景干扰和恶劣气候条件下，在方位和距离上搜索目标提高对目标的分辨率。超视距雷达可以覆盖数千公里的区域。 超带宽，跨频段的脉间跳频雷达，能提供良好的多普勒分辨率检测条件，改善对低空目标的发
17、现能力。在目标飞临的主要空域布设电磁传感器，进行电磁侦察，在预测目标主攻航线附近，设置数字式地面侦察哨，并尽可能占领制高点，减少遮蔽角。部署具有良好隐蔽性和电磁隐蔽性的分布式或多基式雷达，跟踪低空目标，同时可以把不同部门、不同用途的雷达，包括民用系统的雷达，组成一个高效的雷达监视网，探测所有高度上的目标。4 结束语巡航导弹空袭在未来战争中的重要性与日俱增，要在未来战争中取得胜利，加强巡航导弹一体化的空中预警、探测体系的建设，提高巡航导弹防御系统对突袭巡航导弹的拦截能力，具有重要的现实意义。参考文献：1 方有培。巡航导弹防御的对策分析U3 飞航导弹， 2000，(8) 2 费锦东，马毅飞红外成像技术探测巡航导弹的探讨J 现代防御技术，2000，(2) 3 袁俊浅析巡航导弹防御及武器系统发展J 上海航天， 2003，(1) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -