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有人无人协同探测技术探索与时序设计.pdf
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1、第 卷 第 期(总第 期)年 月火控雷达技术 ()收稿日期:作者简介:霍恩来()男硕士研究生工程师 研究方向为雷达系统设计有人无人协同探测技术探索与时序设计霍恩来(中国电子科技集团公司第三十八研究所 合肥)摘 要:基于当前复杂战场中存在的问题未来无人预警机与有人预警机势必会协同探测分析了有人无人协同探测工作场景仿真了协同探测威力覆盖范围及得益并设计了协同探测的工作模式和工作时序并对存在关键问题进行了阐述包括同步、通信等关键词:协同探测工作场景关键问题中图分类号:文献标志码:文章编号:()引用格式:霍恩来 有人无人协同探测技术探索与时序设计 火控雷达技术():/():引言有人预警机基于其昂贵的价
2、值较大的雷达反射截面积通常情况下有人预警机很难深入重地进行预警探测 无人预警机在我军体系中主要面向于海、空军装备的补充、升级随着预警机技术及无人机系统的发展未来较长的一段时间体系装备中必然是有人机和无人机并存并逐步转为全无人化 而现阶段预警机存在反隐身、抗干扰、抗摧毁等能力不足基于预警机和前置无人机的空基双/多基地体制的分布式预警系统不仅可弥补我军无人预警的不足还可利用无人机长航时、低成本等特点前突到敌方近区实现防区扩大提升我军预警能力 工作场景分析作战样式一:有人预警机与一架或多架无人预警机组成空中编队按照特定的队形组阵拉开基线利用不同入射角下隐身飞机 不同实现超远程反隐身探测作战样式二:无
3、人机静默前突接收有人机雷达回波提升装备安全性特性的同时提升预警距离火 控 雷 达 技 术第 卷图 有人/无人协同探测示意图图 无人前置静默接收 协同探测得益分析双基地收发分置雷达接收目标回波信号功率为()()()(/)()其中:为发射功率为发射天线增益为接收机天线增益 为波长()为目标双基地为发射机到目标的距离为接收机到目标的距离为系统损耗(/)为最小可检测信噪比 为玻尔兹曼常数为接收机噪声温度为接收机检波前噪声带宽假设目标双基地雷达截面积为常数可以得到双基地雷达最大距离 得到双基地最大卡西尼卵曲线表达式为()()为了绘制双基地雷达探测区域建立如图 所示的极坐标系图 双机位置关系示意图从几何关
4、系可得出最大探测距离用极坐标表示:()(/)()综合式()和式()得到 的一元四次方程为()()根据式()可以得出双基地雷达探测区的 种形态 下面结合某预警机系统参数 其威力为发射增益为前置接收无人机的增益为仿真三种形态下的覆盖范围)当双基地基线为满足 探测区域为分裂的卵形线图 基线 的协同威力示意图)当双基地基线为满足 探测区域为双扭区域图 基线 的协同威力示意图)当双基地基线为满足 此时探测区域为近椭圆的卵形线图 基线 的协同威力示意图综上所述采用无人机接收有人机发射的雷达信号进行协同探测在基线适当的情况下可有效扩展探测威力第 期霍恩来:有人无人协同探测技术探索与时序设计工作模式设计有人机
5、雷达按照正常波束扫描如上分析单个无人机负责 范围的协同探测在有人机雷达第 号波束扫描到无人机负责的范围开始无人机采用同时多波束(个波束)追逐有人机波束多波束覆盖期望扩展的预警范围其波束扫描示意图如图 所示其中:为基线长度 为有人机预警威力为协同探测威力 为无人机协同负责角度范围从几何关系可得出:()()()()图 波束扫描示意图无人机接收波束在、之间排布时间同步是指发射站朝着某个方向发射的时候接收站要实时接收到发射参数并采取接收工作需要结合通信延时以及基线长度等因素约定两站发射时刻机间通信延时预估、时序设计如图 所示图 工作时序图 显然从时序分析看只要稍作提前接收时间误差只要不是太大是不会影响
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