双基地雷达在抗反辐射武器系统中的应用分析(精)

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第一篇:双基地雷达在抗反辐射武器系统中的应用分析(精)

第 31卷 第 3期 指挥控制与仿真 V ol.31 No.3 2009年 6月 Command Control & Simulation Jun.2009 文章编号:1673-3819(200903-0035-04 双基地雷达在抗反辐射武器系统中的应用分析 何晓卒,刘昌锦(解放军炮兵学院,安徽 合肥 230031 摘 要:针对当前雷达系统受反辐射武器系统的威胁越来越严重的问题,分析了双基地雷达在现代防御体系中抗 反辐射武器系统的优势及主要技术,并提出了采用合理布置双基地雷达收发基地对 ARM 加以对抗的措施。通过 模拟计算得出收发基地经过合理布置后的双基地雷达,受 ARM 的杀伤概率会降至 0.13,这充分说明了双基地雷 达在未来军事斗争中有着显而易见的作用及可观的发展前景。

关键词:双基地雷达;反辐射武器;抗打击 中图分类号:TN953 文献标识码:A The applied analysis of Bistatic Radar in the countermeasure system of Anti-Radiation Weapon HE Xiao-zu, LIU Chang-jin(Artillery Academy of PLA, Hefei 230031, China Abstract: Nowadays, the radar system is meeting more and more serious threats from anti-radiation weapon system.This paper analyzes the primary countermeasure technology advantages of anti-radiation weapon and bistatic radar in modern defense system in brief, and puts forward corresponding methods of arranging receiving and radiating bases properly.According to the calculation and emulation, the result is that the rate of killing lows to 0.13 by arranging the bases properly.It shows the importance of bistatic radar and the perfect foreground in the future military conflict.Key words: bistatic radar;anti-radiation weapon;anti-attack 在现代战争中,雷达构成了侦察、监视和 C 4I 系 统的重要环节,发挥着至关重要的作用。因此雷达也 成了现代高技术战争中敌方袭击的首要目标,而雷达 系统是否能承受敌方打击并生存下来,已经成为防御 体系是否有效并可能决定战争胜败的关键因素。在电 磁环境日趋复杂的情况下,进攻性武器单靠电子干扰 的软杀伤手段, 已难以摆脱雷达的 “ 跟踪盯梢 ”。因此, 许多国家加紧发展摧毁雷达的硬杀伤武器 —— 反辐射 武器。利用雷达的电磁辐射,反辐射武器对雷达进行 寻找、跟踪直至摧毁,对雷达的生存构成了严重的威 胁,人们积极探讨各种对策,结果发现了双基地雷达 的潜在优势,它能大大提高雷达在反辐射武器打击下 的生存能力, 在对抗反辐射武器中更是有其独到之处。双基地雷达的概念

一般的雷达是单基地的,即发射机和接收机安装 在一起,且通常共用一个天线(如图 1所示。而双 基地雷达是将发射机和接收机分别安装在相距很远的 两个站址上的雷达系统(如图 2所示。

双基地雷达的结构与单基地雷达相比较为复杂, 双基地雷达系统的探测范围与系统的几何配置关系极 其密切。为了完成对目标的定位,它们除了具有一般 单基地雷达的收、发和信号处理功能之外,还需用数 字波束形成技术和脉冲追赶式扫描方法解、数据链和

收稿日期:2008-10-04 修回日期:2008-11-26 作者简介:何晓卒(1982-,男,江苏昆山人,硕士研究 生,研究方向为通信与信息系统。

刘昌锦(1957-,男,教授,硕士生导师。原子钟解决收、发之间的空间、时间和相位的 “ 三大同 步 ” 问题。可以说, 双基地雷达是现代各种高技术的综 合系统,它采用了雷达、通信、导航、电子对抗和数 字计算机等方面的先进技术。双基地雷达抗反辐射武器措施分析 2.1 在抗反辐射武器中的优势

反辐射武器打击雷达时是破坏力很强的 “ 硬杀 伤 ” , 除了摧毁雷达阵地外, 它还能杀伤雷达操作人员, 迫使对方重新装备或长时间维修,使雷达在作战中不

何晓卒, 等:双基地雷达在抗反辐射武器系统中的应用分析 第 31卷 能有效地发挥作用,从而使防空武器和其他有关武器 失效。由此看出,雷达在反辐射武器打击下的生存能 力十分重要。下面具体分析一下双基地雷达在抗反辐 射武器中的优势、采用的主要技术及对抗方法。考虑到反辐射导弹(ARM 的局限性,双基地雷 达具有明显的抗 ARM 优势。反辐射导弹是通过跟踪 雷达发射的电磁波束进行制导而摧毁雷达系统的,双 基地雷达使用两个分离基地,发射站与接收站分开设 置,其中在战区前沿的接收站是无源的,处在极为隐 蔽的地方,它受到敌方电子侦察的概率几乎为零,反 辐射导弹只能追踪和攻击发射站。如果我们能够合理 配置发射站,就可以避免反辐射导弹的攻击,增强防 御系统的抗摧毁能力。

目前尚无数学公式或通用的标准来评判 ARM 的 作战效能和雷达抗 ARM 能力。我们仍用概率的观点 来讨论单、双基地雷达与 ARM 对抗中各方面所处的 优势。

设 ARM 对雷达攻击的成功率为 [1]

321ρρρρ××=ARM(1 式中, 1ρ为 ARM 或其平台对雷达侦察的概率。因为 无论采用何种作战模式,总要对雷达侦察、识别之后 才决定是否进行攻击。经证实,对单基地雷达有 8.01≈ρ,而对双基地雷达 ≈′1ρ0.4[2];2ρ为 ARM 实 施攻击的概率, 一般 ARM 首先攻击威胁最大的目标, 制导、火控雷达受攻击的概率比警戒雷达概率大。根 据经验,单基地雷达受攻击概率 2ρ≈0.85,而经部署 的双基地雷达, ARM 实施攻击的概率 ≤′2

ρ0.8;3ρ为 ARM 的命中概率。在近距离上 ARM 对一般的单基地

雷达命中概率可达 1,而采取保护措施的雷达,其命 中概率将大为降低。对双基地雷达, 因发射机在后方, ARM 在攻击过程中就遭到拦截, 其命中概率更低。我 们设 ARM 对单基地雷达有 3ρ≈0.8, 而对双基地雷达

有 3

ρ′≈0.6。根据以上讨论, ARM 对单基地雷达的攻击成功率 为 ARM ρ=0.80×0.85×0.8=0.55;ARM 对同等技术水平的双基地雷达的攻击成功率为 ARM ρ′=0.4×0.8×0.6=0.26。

可见,双基地雷达在和反辐射导弹对抗中,其生 存概率要比单基地雷达强一倍。

另外,在遭到 ARM 攻击后单、双基地雷达所受 的损失也是不一样的。因为单基地雷达收、发在一起, 而且它距指挥中心和战斗单位也不可能太远,一旦被 击中,受损失的不仅是一副天线,可能导致整个防空 阵地瘫痪,而双基地雷达情况就大不相同,因为发射 机远离接收机地和战斗阵地,被击中时只损失一部发 射机,双基地接收机还可转换到利用另外发射机继续 工作。

虽然我们所作的分析是概念性的,但可肯定地作 出结论:双基地雷达与同等技术水平的单基地雷达相 比,在抗 ARM 方面有明显的优势,它在未来战争中 将具有更好的生存能力和系统冗余度。

2.2 合理布置双基地雷达收发基地在抗 ARM 中的措 施分析

针对反辐射武器所存在的局限性以及双基地雷达 所具有的优势,我们具体地分析一下合理布置双基地 雷达收发基地在抗 ARM 中的措施。

双基地雷达区别于单基地雷达最显著的特征就是 收发基地能够分开布置,这也是双基地雷达较单基地 雷达在抗 ARM 中优势所在。通过合理地布置雷达的 收发基地,能有效地提高雷达的生存能力。在满足双 基地雷达的几何关系的同时,将双基地雷达的接收机 尽可能布置于战地前沿,这样就能充分发挥出双基地 雷达探测较远超低空目标的优势,根据反辐射导弹从 载机发射出并以较高的径向速度(可达 3m 及以上 指向雷达站的特点,采用多普勒成像等手段,识别出 反辐射导弹的回波或图像, 及早发现来袭的 ARM , 延 长告警时间,在 ARM 未能攻击到雷达发射机之前, 引导硬杀伤性武器将其在中途拦截,从而有效地保护 雷达的发射机,如图 3所示。

双基地雷达是以收发分置为其本质特征,它的特 点都是由于该系统的几何结构引起的,能否合理布置 收发基地, 有效地抗击 ARM , 就要清楚双基地雷达的 几何结构(如图 4所示及方程。

用类似于单基地雷达方程的推导方法,可以得到 双基地雷达方程 [3]: min 22max 4(((R B R T T R T P G G P R R πβσλ=(2 图 3 硬毁伤拦截示意图 ARM 硬杀伤摧毁 图 4 双基地雷达几何结构 X T X R 目标

第 3期 指挥控制与仿真 37 与单基地雷达一样,有 min R P =min /(N S B kT n S(3 考虑方向图传播因子和损耗因子的影响后,双基 地雷达方程变为 R T n S R T B R T T R T L L N S B kT F F G G P R R min 3 222 2max /(4(((πβσλ=

(4 式中, T P 为发射基地的发射机输出的功率;T G 为发 射天线的功率增益;T R 为发射基地至目标的距离;R G 为接收基地天线的功率增益;R R 为目标至接收基地的 距离;λ为雷达的工作波长;(βσB 为目标的双基地 雷达截面积;min R P 为接收基地接收机的最小可检测信 号功率;k 波耳为兹曼常数 /10 38.1(23 Ws −×;S T 为

接收机的噪声温度;n B 接为收机检波器前的噪声带 宽;min /(N S 为正常检测时接收机输入端所需的最小

信噪比;T F 为发射方向图传播因子;R F 为接收方向 图传播因子;T L 为发射损耗;R L 为接收损耗。与单基地雷达不同,双基地雷达在探测目标(包 括 ARM 得到的是距离乘积(R T R R 的最大值,而 并非单基地情况下的最大距离 max(M R ,(R T R R 取 得最大值并不意味着某个值可以很小而另一个值可以 很大。实际上的(R T R R 允许值会受到双基地雷达 三角形基本几何关系上的限制,即

L R T R R R ≤− L R T R R R ≥+(5

在对空情报的通常运用中,收发站的配置还应符

合基线半径小于双基地雷达常数 a 的关系, a 为雷达 参数与雷达截面积(βσB 值的综合。此时,平面探测 范围是接近椭圆状的 Cassini 卵形线(如图 5所示。

至于空间探测范围,理论上说应是卵形线以基线 为轴的旋转体,这是未考虑接收与发射空间匹配,并 把接收天线与发射天线都看成是全向性的情况。

此外,双基地雷达较单基地雷达而言,在前向散 射区(即双基地角 135°<β≤ 180°的雷达截面积

(βσB 明显增大,对于探测象 ARM 一样的点目标更 能发挥出其优势。

因此,在布置双基地雷达的收发基地时要考虑上 述几个主要因素,进行合理搭配布置,尽可能做到对 ARM 告警时间早、安全性能好、覆盖范围广等。2.3 示例分析

针对双基地雷达的收发基地经合理布置后在对抗 ARM 优势所在, 现以某海岸为例模拟布置双基地雷达 进行警戒探测,对抗 ARM 的情况,如图 6所示。将双基地雷达的接收机布置在前沿海岸,在满足 双基地雷达几何及能量关系的情况下,将发射机布置 在远离前沿后方约 100km 处。假设来袭敌机为一架 A 型战机, 发射一枚第三代 B 型高速反辐射导弹预攻击

我雷达发射机。根据资料, A 型战机的飞行速度 ≈机 V 2 马赫,发射反辐射导弹时设飞行高度 10km h ≈,在此 高度上 B 型反辐射导弹的最大射程为 80km ,飞行速

度 ≈弹 V 3马赫, 接收机最远探测距离 30km r ≈, 接收 机从发现到检测出敌战机的反应时间为 10s, 敌机发射

ARM 后我方也要 10s 才能检测出 ARM 进行告警, 通

过组网技术及传感器数据融合技术应用后,从接收机 检测出目标到告警第一、第二、第三火力摧毁区的时 间分别只需 3s、6s、9s。ARM 的飞行轨迹为直线指向 雷达发射站(如图 5所示,是正向多普勒频率 [4-5]。设敌用 B 型反辐射导弹攻击我雷达发射站的距离 约为 60km ,敌 A 型战机势必只能在进入我方接收机 纵深 40km 时才能发射反辐射导弹攻击我方发射站, 在这 40km 处我方将之设为第一火力摧毁区,设置地 对空导弹拦截进入该区的战机;在第一火力摧毁区后 30km 为第二火力摧毁区, 在该区内设置高能激光武器 用以拦截第一火力摧毁区未能摧毁战机而发射的反辐 射导弹;在第二火力摧毁区后至接收机 30km 为第三 火力摧毁区,在该区内设置密集阵火炮及高重频脉冲 激光武器用以拦截第二火力摧毁区未能摧毁的反辐射 导弹。敌机从被检测出到进入第一火力摧毁区的时间

11032s t =≈(6 图 5 Cassini 卵形线 最大 距离 Cassini 卵形线

何晓卒, 等:双基地雷达在抗反辐射武器系统中的应用分析 第 31卷

敌机经过第一火力摧毁区的所需的时间为 s t 60334 21000402≈××=(7

从接收机检测出敌机到告警第一火力摧毁区的告 警时间为 3s, 第一火力摧毁区的地对空导弹系统做好 攻击准备的反应时间约为 30s。这说明只要敌机进入 第一火力摧毁区 1s 后, 我地对空导弹就可对其进行拦 截,拦截时间约为 59s, 飞机的被击毁概率 ≈1P 0.4。若敌机在第一火力摧毁区未被摧毁,发射反辐射 导弹通过第二火力摧毁区所需的时间为

330s 23334 t ≈××=(8

从接收机检测出敌机到告警第二火力摧毁区的告 警时间为 6s, 从敌机发射 ARM 后我方要 10s 才能检测 出 ARM , 第二火力摧毁区的高能激光武器系统(在反 辐射导弹对抗系统中 , 可供使用的主要是氟化氚化学 激光器等做好攻击准备的反应时间也约为 30s。这 说明只要敌机一发射反辐射导弹进入第二火力摧毁 区,我高能

激光武器只要在一检测出敌 ARM 后就可 对其进行拦截, 除去检测时间, 拦截时间约为 20s, 导

弹的被击毁概率 ≈2P 0.4。

若反辐射导弹在第二火力摧毁区未被摧毁,通过 第三火力摧毁区射向发射机所需的时间是

4330s t t ≈=(9 从接收机检测出敌机的第一时间告警第三火力摧 毁区的告警时间为 9s ,第三火力摧毁区的密集阵火炮(密集阵系统发射的炮弹形成一个扇面,足以拦截来 袭的反辐射导弹及高重频脉冲激光武器(高重频脉 冲激光是将反辐射导弹的激光近炸引信提前引爆就 做好拦截准备,准备时间为 30s。那样的话我方一检 测出敌 ARM , 告警第三火力摧毁区的告警时间为 3s , 密集阵火炮可在反辐射导弹进入第三火力摧毁区前 5s 就布置好火力网对其进行拦截,高重频脉冲激光在反

辐射导弹一进入第三火力摧毁区就对其进行拦截,拦 截 时 间 都 约 为 30s , 导 弹 的 被 击 毁 概 率 −≈12P 0.6×0.6=0.64。

综上,双基地雷达发射机被杀伤概率为(((123111P P P P −−−≈i i 杀伤 =0.13(10 由此例可以看出,通过合理布置双基地雷达的收

发基地,经过多个阶段的有效防御后,在受反辐射导 弹打击下的双基地雷达发射机的生存能力得到很大提 高, 被杀伤概率明显降低, 若再配合发射机处的诱骗、机动、干扰等技术的话,雷达的抗摧毁能力将得到进 一步提高。结束语

目前,反辐射导弹(ARM 已成为雷达生存的最 大威胁之一,随着反辐射导弹技术的发展,要对其进 行对抗的难度将越来越大。经过本文分析与验证,双 基地雷达在其抗反辐射摧毁方面与单基地雷达相比有 着明显的优势。通过双基地雷达收发基地 的合理布置 及多阶段的有效防御,雷达受 ARM 的杀伤概率大大 降低, 生存能力大大提高。相信在未来的军事斗争中, 双(多基地雷达将越来越广泛地被运用并发挥出重 要作用。

参考文献: [1] 邵国培 , 刘湘伟 , 曹志耀 , 等.电子对抗作战效能分析 [M].解放军出版社 ,1998.[2] 杨振起 , 张永顺 , 骆永军.双(多 基地雷达系统 [M].北京 : 国防工业出版社 ,1998.[3] 丁鹭飞.双

(多 基地雷达体制及其展望 [J].系统工程与 电子技术 ,1988(1:7-11.[4] 文树梁.一种基于神经网络的识别反辐射导弹方法 [J].系统工程与电子技术 ,1996(9:12-19.[5] 文 树 梁.识 别 反 辐 射 导 弹 技 术 探 讨 [J].电 子 对 抗 , 1994(3:17-23.图 6 双基地雷达布防示意图

第二篇:调速在雷达管制中的应用

【摘要】而速度调整是雷达管制中保持安全间隔的重要方法,也是管制员最常用的管制技能,因此能掌握航空器速度的特征、使用方法和时机,是一名优秀管制员高效、优质地实施空中交通管制服务的前提保障。

【关键词】航空;调速;雷达管制

中图分类号:v35文献标识码a文章编号1006-0278(2015)10-138-01

航空器速度:是飞行过程中表示其运动特征的重要指标,也是关系飞行安全和效率的关键要素之一。速度是矢量,即它有大小和方向。航空器的速度按方向分为水平速度垂直速度。

一、水平速度

水平速度表达了航空器运动时间和距离的关系,反映了航空器在水平方向上的运动规律和特征,是体现航空器飞行动态的重要指标。

(一)管制中常用的水平速度及其应用

指示空速ias:又称表速,是管制员对于中低空飞行航空器速度进行调整的对象。

真空速tas:是航空器相对于空气运动经过修正后得到的速度。它不是管制员的调整对象。

地速gs:是航空器相对于地区表面的飞行速度,是判断航空器间间隔变化的重要依据。

马赫数:航空器在空气中的运动速度与该高度前方未受扰动空气中音速的比值,管制员常以马赫数作为对高空航空器调速的对象。

(二)各种速度之间的关系

1.真空速、指示空速与地速

标准大气条件下航空器在海平面运动时的指示空速与真空速相等;恒定的指示空速上升时,真空速会越来越大;指示空速和地速都是管制员最为关注的速度。

2.真空速、指示空速与马赫数

同高度马赫数相同,其真空速也相同;航空器以恒定马赫数下降,真空速会增大。

3.调整速度的目的

调速的目的主要是调整间隔和落地顺序等,还包括满足前方的流量控制、避免过多的雷达引导、减少管制员的工作负荷、保持高速顺畅的空中交通流量等。

4.调速的规则与原则

(1)调速幅度与频度

调整速度时应避免要求驾驶员做大幅度调速;还应避免对单一航空器多次调速。

(2)调速限制

一般情况不对离场或飞越航空器调速;应避免对同一航空器进行交替的增速和减速;高空飞机一般使用马赫数调整技术。

(3)性能原则

调速要在航空器性能范围之内,并且调速指令应该得到驾驶员的认可;如果不能执行调速指令,飞行员应及时通报管制员。

(4)通报要求

调速时应简要通报飞行员速度调整的原因;管制员和飞行员都应将调速的实施情况及时通报对方,并且管制员在不需要调速时应及时告知驾驶员恢复正常速度。

(5)调速标准

6.调速的方法与技巧

(1)调速的方式

调速的方式根据航空器的不同飞行阶段和管制意图,总的来说可以分为进场调速、高空调速和保持调速。

1)进场调速.对于进场的航空器,通常可以指挥驾驶员调到最大速度/最小光洁速度/最小速度,或直接指定具体的某指示空速

2)高空调速

在高空飞行时,考虑到最大速度限制等原因,对于在8900m(不含)以上的高度飞行的航空器,一般调整马赫数,且马赫数以0.01的倍数调整。

3)保持速度

可以指示航空器保持速度,目的是为了保证安全间隔和合理排序;也可以指示航空器保持最大速度或最小速度。

(2)调速的对象

地速是雷达上直接显示出来的速度,是调速的“落脚点”;指示空速是调速的“出发点”,因此要求管制员在发指令前要把预期调整的地速转换为指示空速,再指示驾驶员调速。

(3)早调与晚调

不要过早将进场航空器的速度减小得过多,在条件允许的情况下,应尽量使航空器保持大表速进近,可以起到加速流量的作用;“前机晚调速,后机早调速”方法可以避免进场飞机的追赶。

(4)粗调与细调

离本场较远时可以要求上一管制区先整体粗调速度,进入终端区后再精细调整,这样可以放缓整体节奏,建立最佳间隔,保证航空器运行的流畅

(5)速度与经济性

航空器在光洁状态飞行可以减少航油的消耗,因此,在条件允许的情况下,管制员应该尽可能的使飞机保持光洁构型自主飞行,调整速度时尽量避免“最小速度”等字眼。

(6)高度与速度

根据规律,相同指示空速的航空器在同时下降中,前机处于低高度层,真空速将小于后机,为了避免追赶,可以调整两机指示空速形成速度差,建成“前快后慢”的运行态势。

(7)调速与引导

调速与雷达引导需要结合使用方能达到最佳效果;另外飞行员调速过程需要一定的时间,管制员应有心里准备,做好提前量。

二、垂直速度

垂直速度反映了航空器在垂直方向上的运动规律和特征,管制员只能通过二次监视雷达标牌上的高度和上升/下降率的信息来感知。

(一)航空器的垂直速度

航空器的垂直速度具体体现为上升率和下降率两个方面。上升率是航空器上升时,在单位时间内增加的高度;下降率又称下降速度,是航空器正常下降时,在单位时间内减少的高度。

(二)调整垂直速度的目的

调整垂直速度是为了让航空器加速到达目标高度,避免飞行冲突,或用于紧急情况处置时。

(三)调整垂直速度的方式

调整垂直速度可用的指令有:加速上升/下降至某高度;以指定的上升率/下降率上升/下降至某高度;上升/下降率不小于某个值到底某高度;在指定位置点或点之前到达指定高度。

(四)注意事项

1.速度与高度的操作冲突

应先指示航空器下降高度,改平后在发送减速指令并给出原因;避免先减速再要求航空器大下降率的错误做法;利用雷达引导技术引导航空器使其延长飞行距离,以抵消航空器加速下降、再减速所增加的额外飞行时间。

2.机型

不同机型的速度范围,尤其是上升/下降率相差很大,了解不同机型上升率和下降率的大致范围,避免发出超出航空器能力限度的指令。

3.舒适性

为了便于驾驶员便于操作和乘客的舒适性,原则上尽量减少对航空器的上升率和下降率干预,除非为了安全和效率的需要;在不需要时应及时解除上升/下降率限制。

第三篇:军用雷达技术在现代战争中的应用

军用雷达技术在现代战争中的应用

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军用雷达是专门为特定的军事用途而设计制造的无线电探测和定位装置。它的基本战术性能指标有:探测目标类型、覆盖空域、发现概率和虚警概率、测量座标数及精度、数据更新率、处理目标容量、全天候、全天时能力、电子反对抗能力、抗摧毁能力、目标识别能力、电磁兼容性、可用性、耗电量和全寿命周期费用等。主要技术参数有工作频率及带宽、发射机功率、天线增益、波瓣宽度及旁瓣电平、系统噪声温度、信号带宽和目标信号在杂波或干扰背景中的改善因子等。军用雷达种类繁多,按其发射接收天线所在位置可分为单基地雷达、双基地雷达和多基地雷达。按其发射波形可分为连续波雷达、调频连续波雷达和脉冲波雷达,按其装载所在的平台可分为地基雷达、机载雷达、舰载雷达和星载雷达。按其使用的波长可分为短波雷达、米波雷达、分米波雷达。按其使用的波长可分为短波雷达、米波雷达、分米波雷达、微波雷达和毫米波雷达。按其探测的目的性可分为预警雷达、截获雷达、跟踪雷达、制导雷达、成像雷达和地形回避雷达等。按探测的机理分为视距雷达和超视距雷达。军用雷达是获取陆、海、空、天战场全天候、全天时战略和战术情报的重要手段之一,是防天、防空、防海和防陆武器系统和指挥自动化系统的首要视觉传感器。它不但可以预警、截获、跟踪、识别、引导拦截空中、海面、地面和外空的目标,而且具有依靠空中或外空平台对地面大面积内的目标成像的能力。目前其分辨率及测量精度虽不及光学和红外传感器,但军用雷达的全天候、全天时以及大空域高数据率的性能则是其他传感器无法代替的,因而军用雷达在军事领域担负着极其重要的角色,具有广阔的应用前景。

一、军用雷达在现代战争中的作用

1864年麦克斯韦提出了电磁场理论,预见了电磁波的存在。1886年赫兹成功地完成了产生电磁波的实验,从而证实了“无线电”的存在。1922年马可尼主张用短波无线电来探测物体,确定另一船舶的存在,这是对于雷达概念的最早描述。之后,英、美、德等国的科学家做了许多验证试验。1935年2月英国人用一部12MHz的雷达探测到60km外的轰炸机,并于1937年初,正式布置了雷达“链条”(Chain),美国1938年制造了第一部防空火力控制雷达SCR-268,其工作频率为205MHz,探测距离达180km,先后生产了约3000部。由此可见,雷达的发明和应用是上世纪30年代,至今已有70多年的历史。1940年11月,美国麻省理工学院(MIT)成立了辐射实验室,对雷达及其相关技术进行全面研究,取得了全面丰硕成果。第二次世界大战后,陆续公开出版了有名的28本《辐射实验室丛书》,公布了雷达和有关专业技术的大批资料,这对全世界雷达技术的发展起了重大的推动作用。第二次大战期间,飞机是交战双方的一种主要作战武器,探测敌方飞机的入侵,引导己方高射炮和飞机去拦截,成了迫切需要解决的问题,对船舶的探测也是当时的紧迫问题。作为主要探测手段的雷达应运而生,获得了快速发展。那时雷达的主要任务是发现目标的存在,测量目标的坐标位置,即飞机目标的距离,方位和仰角(或由距离与仰角换算出来的高度),目标距离依靠测量雷达辐射信号从雷达到目标往返所需的传播时间来确定。要测量目标所在的角度必须依靠定向天线,即具有较窄波束宽度的雷达天线。为了使天线波束能照射到整个观测空域,天线波束必须在空间进行扫描,初期的雷达天线都是机械扫描天线。

二战之后,军用雷达技术获得很大发展,各种新的军用雷达在战后多次局部战争中均起了重要作用。军用雷达在现代战争中的作用主要表现在以下3个方面:

①雷达是各个级别上的作战指挥系统(亦称指挥、控制、通信计算机和情报、监视侦察系统,即C4ISR系统)中能够实时、主动、全天候获取有关目标战场环境信息的探测手段:

②雷达是各类先进作战平台(飞机、导弹、战舰、战车等)的不可缺少的组成部分,是实现远程打击、精确打击的必要手段,是发挥其作战效能的倍增器。

③雷达是发展和评估各类先进武器系统和进行军事技术研究的测试手段。

军用雷达的分类有多种方法。常用的主要分类方法有:

①按雷达测量的坐标参数分类,可分为二坐标(2D)雷达和三坐标(3D)雷达。例如,只测量目标距离和目标方位的雷达属于二坐标雷达;能同时测量目标的距离、方位、仰角的雷达则称为三坐标雷达。

②按功能和作用分类,雷达可分为空中搜索(警戒)雷达,目标指示(引导)雷达,火控雷达,制导雷达,炮位侦察雷达和岸防雷达等。

③按雷达装载的平台来分类,有机载雷达、舰载雷达、气球载雷达、弹载雷达、车载雷达、星载雷达等。以机载雷达为例,又可细分为机载预警雷达、机载火控雷达、机载战场侦察雷达、直升机载雷达、无人机载雷达等。其中每一种机载雷达根据功能差异,所用的主要技术等,又可分出许多品种。

④按采用的雷达信号形式来划分,有连续波雷达和脉冲雷达两大类。每一类中又包含多种雷达,如调频连续波雷达,脉冲多普勒雷达,脉冲压缩雷达等。

⑤其它分类方法,如根据其移动性可分为固定式雷达,机动雷达,可运输式雷达等;根据雷达作用距离大小,可分为近程雷达、中程雷达、远程雷达、超远程雷达,等等。

无论哪种雷达,都包含有产生高功率辐射信号的雷达发射机;向空间辐射信号的发射天线;接收从目标反射信号的接收天线;将微弱的接收信号进行放大滤波和变换的雷达接收机;对雷达信号进行处理、录取与显示的雷达终端设备;控制雷达天线转动,控制与录取天线波束指向数据的雷达伺服设备:雷达各分系统协调工作的频率综合器和定时器等。典型的先进脉冲雷达的基本组成,如图1所示。

在图l中,发射天线与接收天线公用,因而增加了双工器:图l中的发射机为功率放大式发射机,接收机则是采用了低噪声放大器(LNA)的外差式接收机。军用雷达要完成的基本功能主要是:①目标检测,在雷达观测空域内确定有无感兴趣的目标;②目标参数测量,亦称目标参数估计,用于确定目标位置,运动参数和提取其它目标特征参数;③目标分类、识别,用于确定目标类型,分辨真假目标等。

为实现这些功能,满足现代战争的特点与密切相关的军事需求,对各种用途的新一代军用雷达提出以下8点要求:①观察低可探测目标:(包括隐身目标,如隐身飞机、隐身无人机、隐身舰船)和直径5cm以下“空间垃圾”(对航天和空间飞行活动),小型导弹,反辐射导弹(A刚)等;②提高雷达在复杂电磁干扰环境下工作的可靠性和有效性;提高雷达在硬打击(反辐射导弹和激光制导炸弹)下的生存能力;③提高雷达测量的分辨率和精度,以适应具有精确打击能力的各类作战平台和测量评估雷达发展的需要:④进行目标分类、识别和判别目标属性;⑤对地面、海面和空中运动目标进行高分辨成像,检测地面/海面的运动或静止军用目标;⑥发展双,基地雷达系统,将多部雷达组网,采用多传感器数据融合(MSDF),改善雷达性能,提高雷达抗电子战、信息战能力与雷达的生存能力:⑦提高雷达进入各类指挥控制(C4ISR)系统与作战平台的综合能力;⑧将有源雷达与无源雷达结合,将雷达中的一些功能模块(例如天线,发射,接收,信号处理,计算机,终端显示)与敌我识别(IFF)、电子战(Ew),通信系统设备等中的相应功能模块共用,严格控制雷达发射信号的辐射,对雷达辐射进行管理和改进雷达所在平台的综合电子系统的性能。

二、军用雷达技术的应用

为了实现这些日益增高的新要求,各项雷达新技术获得了很大发展,并逐渐应用于各类先进雷达之中。这些新技术主要表现在以下9个方面:1)雷达频段的扩展

在频率的高端,往毫米波、红外、激光雷达方向扩展:在低端则往vHF、UHF与HF(短波)波段扩展。2)雷达自动目标识别(ATR)

根据雷达观测数据及从雷达回波中提取的特征,对目标进行分类、识别、判别属性是实现战场管理,精确打击的重要条件,是当今雷达发展中的一个重大课题。3)雷达成像技术

采用大的瞬时信号带宽信号,可获得目标的高分辨一维像,再利用目标回波中多普勒频移的变化,即利用综合孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR)的原理可获得很高的两维分辨能力,实现目标的两维成像,测量地面高度、探测林中隐蔽目标,甚至探测地下军事工事,这极大提高了雷达的应用范围。4)超低副瓣天线技术

高增益、超低副瓣天线(最大副瓣低于.40dB)是雷达抗干扰、抗ARM,抗杂波的关键技术。5)超宽带雷达技术

雷达信号的瞬时相对带宽大于25%的雷达称为超宽带雷达。超宽带雷达在目标识别、雷达成像、抗干扰、抗AI己M等方面均有重要意义。6)相控阵天线技术

除低/超低副瓣相控阵天线外,有源相控阵天线,共形相控阵天线和宽带相控阵天线的发展有重要意义。有源相控阵天线中每一个天线单元均有一个发射,接收组件(T瓜组件),具有高性能、高可靠、低成本的发射/接收组件,数字波束形成(DBF),自适应波束形成,大时宽带积信号的数字产生与数字处理等技术正在快速发展,并在相控阵天线的大量采用是降低先进雷达成本的重要措施。7)先进的信号处理与数据处理技术

随着计算机、集成电路技术的飞速发展,高速、大容量并行处理的实时处理成为可能。将其用于相控阵天线,可实现自适应数字波束形成(ADBF)。这将天线理论与信号处理相结合,出现了具有多种自适应能力的信号处理天线,为提高雷达的性能提供了新的潜力。8)雷达系统建模与仿真技术

利用现今迅速发展的计算机技术和仿真技术,可以在雷达研制过程中的设计阶段,合理确定各项战术技术指标,协调各分系统之间的指标分配、优化雷达系统设计,缩短雷达设计周期;在系统软件优化和系统性能评估中仿真技术更有重要作用。采用先进的雷达系统建模与仿真技术是克服先进雷达研制周期长,技术风险大,成本高的关键措施。9)雷达新工艺,新结构,新材料技术

为实现雷达的高机动能力,解决在一些复杂平台上安装所遇到的体积、重量的限制和恶劣物理环境的影响,解决大功率散热问题等,都要依赖于采用新工艺,新结构和新材料。同时,这些新技术也是提高雷达性能,缩短雷达研制周期,降低成本的重要措施。碳纤维复杂材料(CFRP)、纳米材料、微电子机械系统(MEMS),在雷达中将有更广泛的应用。

二战以后,军用雷达技术保持了高速发展的势头,这与战后的冷战局面和美苏两国的军备竞赛有密切关系。计算机、集成电路和信号处理技术的发展使雷达中的运动目标显示(MTI)处理、脉冲多普勒(PD)处理、脉冲压缩等,先后从模拟处理方式转为数字处理方式,极大地提高了雷达的性能,也大大促进了相控阵雷达的诞生。1957年苏联成功发射第一个人造卫星上天以后,观测空间飞行目标,人造卫星和洲际弹道导弹成了重大课题,要求雷达作用距离要达到数千公里,可同时跟踪多批高速飞行的目标,只有采用计算机实时控制的相控阵才能实现这些功能。

相控阵雷达与机械扫描雷达的主要差别是它采用了由大量天线单元构成的阵列天线及其复杂的馈线系统,其中包括了大量的无源与有源微波器件。每一个天线单元上带有一个电控移相器或移相器和衰减器组成的幅相调节器(APV),因而天线口径照射函数可在计算机控制下高速变化,使相控阵雷达具有常规机械扫描雷达所具备的若干技术特点,它们是:①天线波束的快速扫描能力;②天线波束形状的快速变化能力;③空间定向与空域滤波的能力;④空间功率合成能力;⑤天线与雷达平台共形的能力。

相控阵技术不仅在远程、超远程雷达近年来在各种战术雷达中也都得到了广泛应用。

除了相控阵天线技术外,高功率雷达发射机技术始终是雷达技术的一个重点。在雷达发展过程中,经历了三、四极管发射机、磁控管、速调管、行波管等电真空发射机,随着高功率半导体器件的发展,固态发射机技术越益被广泛应用,特别是应用于~些高性能相控阵雷达之中;但在高功率、高频段,例如毫米波波段的雷达发射机仍广泛采用电真空器件的发射机。为适应雷达观察隐身飞机和空对空、空对地、空对舰、反辐射导弹(AI洲)、无人飞机等雷达截面积小的低可观察目标,各种军用雷达对高功率发射机的要求更显突出,促使新的电真空、半导体功率放大器件快速发展,例如高功率回旋速调管、宽禁带(wBG)半导体功率器件及放大器等均成了当今雷达技术领域中的研究重点。

三、军用雷达的发展趋势

现代军用雷达的发展是以现代信息处理技术,微电子技术和计算机等信息技术的迅猛发展和广泛应用为基础的。信息技术是双刃剑,它同时提高敌对双方的信息化装备的性能水平,其中的雷达和雷达对抗(侦察与干扰)的全面较量也永无休止。对抗从地面、海上发展到空中、再到太空。现代军用雷达的技术特点则来源于对现实威胁(战区弹道导弹、巡航导弹、小目标、低空目标、高机动目标,饱和攻击、基于快速侦察的强电子干扰环境,等等)的深刻认识和日益增长的军事需求(多任务、多使命、多模式、一体化、机动性、生存能力、组网能力、情报融合能力、信息传输能力、标准化程度、升级能力,等等)。美欧现代雷达在技术特点和战术应用特点上融合的比较协调——先进技术发挥最大效能的同时,需求与应用也刺激着技术的更新换代。

采用相控阵天线技术实现复杂灵活的多模式波束运动方式,以实现警戒区域多任务、多使命和多模式的应用功能,可以应对于未来空中威胁和严酷的雷达对抗威胁。

采用低、极低或超低副瓣针状波束天线(ULSA)和低雷达发射峰值功率技术,使侦察设备难以随意感觉到雷达信号。雷达技术参数(发射峰值功率、发射频率、脉冲重频、脉冲宽度、信号波形、波束宽度、波束位置等)大范围智能化随机“捷变或异化”,工作模式多样且可快速变化,致使侦察设备对感觉到的信号难以完全测量。

雷达的战术应用特点是与其他任务使命相关联的,无论是美国的Ⅻ\∞和TMD的各类雷达,还是俄罗斯的s.300系列防空系统雷达,或美国的E.2C“鹰眼”2000E、E.3“哨兵”、E.8C Joint Sta心‘联合监视目标攻击雷达系统”,它们都有着自己在C4ISRK中所处的“位置”,都有着自己相应的作战程序和多种任务,应用模式。从电子侦察的角度看,现代雷达采用副瓣针状波束,计算机根据任务要求智能地选择工作模式并在大范围内控制着雷达的工作参数和捷变规律,使得一部分现代雷达成为难以侦察的低截获概率(LPI)雷达而发挥出相当于过去多部老式雷达的功能。

因此,军用雷达在军事领域中担负着重要的角色,具有广阔的应用前景,对我国雷达事业的发展,也将起到一定的促进作用。可输入日期查看精彩内容 查看“中国军工研究所分布”输入721查看“9张图教你看懂解放军军衔”输入811查看“中国军工系统渊源考证”输入812查看“解放军最神秘的部门”输入820查看“详述航天五院”输入806查看“中国船舶领域研究所大全”输入810查看“日本军工企业大揭秘”输入710查看“中国即将面世的12大武器装备”输入813查看“航天科技与航天科工之区别”输入729查看“西安军工企业一览”输入816其他更多精彩的文章↓请点击下面“阅读原文↓”

第四篇:数据分析在中国支付生态系统反欺诈中的应用

数据分析在中国支付生态系统反欺诈中的应用

中国的银行和监管机构正处于一场支付变革的风口浪尖之上,努力提高金融犯罪的识别和反应能力。

对监管机构而言,打击欺诈犯罪的任务从来没有像现在这样紧迫。原因之一是人民币国际化,政府为提高人民币的国际声誉,继续推进反假币和反欺诈斗争。支付业界普及反欺诈意识,亦有助于政府打击腐败和有组织犯罪两大要务的开展。国内银行和支付服务商,欲国际化扩张,其成败实系于是否具备监督、识别和应对欺诈的能力。目前全世界的银行监管当局都在密切注意支付交易活动以及时发现流氓交易(rogue trading)、洗钱和欺诈等行为,在这种情况下,中国的银行必须达到乃至超过外国监管机构的合规要求。若发生违规,则可招致大额罚款、收购否决、及信誉损失等相应后果。

扩大范围

大多数银行高管可能宣称已经在利用分析软件来发现欺诈和其他非法活动。虽然事实上这些银行确实如此操作,但多数情况下仍然处于被动境地,因为可疑活动的审查或异常情况的识别的确是在欺诈发生之后进行的。

此外,由于零售市场的风险得到较多的认识,迄今为止分析软件多用于检查零售市场的欺诈活动。不过,中国的银行开始认识到在交易和投资管理领域中存在的真实重大的欺诈或流氓活动风险。这些风险的识别难度更大:因为内部人员普遍熟悉现有的反欺诈政策和控制,因此能够巧妙规避。为解决这一问题,反欺诈措施必须做到灵活、适应性强、实时进行,才能识别和截断欺诈犯罪分子层出不尽的花招。

数据分析正是在消除欺诈的领域展示了其价值。现代数据分析软件不仅擅长实时监测海量交易发出预警,而且能适应新情况并吸收重要的外部数据。比如,现今的系统能够监控交易员的电邮、电话、短信、社交媒体和即时通讯服务以发现可疑活动,然后与交易活动建立关联。另外,系统还能分析其他支付相关方已进入公众领域的数据,对机构间或跨国欺诈嫌疑打上标记。

将数据转化为行动

然而,仅仅实施最新的数据分析解决方案是不够的,要减少或消除欺诈犯罪,银行还必须制定适当的程序和相应机制来主动管理分析结果。上世纪九十年代以及本世纪初发生的Nick Leeson和Jerome Kerviel事件,给银行造成巨大风险敞口,但当时都并未被察觉。近期亦有类似事件发生,虽然及早发现,但是防止流氓交易发生的应对措施仍显不足、且响应滞后严重。毕竟识别欺诈可以说不难,而立即采取有效行动就不容易了。而且,控制必须实时高效,特别是欧洲和新加坡分别推出了SEPA(单一欧元支付区)和 G3支付机制之后,金融犯罪分析师和调查人员就失去了原有的24小时交易周转期这个缓冲。

此处要强调一下,金融犯罪分析不仅仅是数据和信息工作,而且涉及速度、效率、效果、以及将分析系统嵌入操作风险和管理流程的能力。因此,在中国支付行业发生变革的情况下,国内银行应抓住良机,在其新的运营模式中构建强大、实时的金融犯罪防范应对机制。

第五篇:雷达技术在交通检测中应用总结 王立新

雷达技术在交通检测中的应用的个人总结(王立新)

经过7周对《交通测控工程》的学习,使我对交通参数研究方面有了新的认识,课上学习了有关各种交通参数的检测,以及检测使用工具和相应原理。最后我小组以雷达技术为例,下课后对雷达技术在交通检测中的应用进行了更深入探讨。

雷达在现如今的社会生活中应用已经很广泛,雷达技术相对成熟。雷达是利用无线电技术通过探测距离探测速度对目标物体实现空间位置的探测。我们在查找资料时,查阅到雷达分为根据不同的分类方法可以分出很多不同种类的雷达应用。通常可以按照雷达的用途分类,如预警雷达、搜索警戒雷达、引导指挥雷达、炮瞄雷达、测高雷达、战场监视雷达、机载雷达、无线电测高雷达、雷达引信、气象雷达、航行管制雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。我们针对雷达技术在交通检测中的应用对微波雷达、倒车雷达、反测速雷达进行更深入的探讨。其中,微波雷达的主要优点是在较短的波长范围内,微波雷达对恶劣天气不敏感;多普勒雷达可实现对速度的直接测量;侧向安装,可实现多车道检测;安装维护方便、不需破坏路面,检测精度高。

倒车雷达的主要优点是

1)准确的测出车尾与最近障碍物间的距离;

2)倒车至极限距离时,能发出急促的警告声提醒驾驶员注意制动; 3)能重复发出语音警告声,提醒行人注意。反测速雷达的主要优点是

4)全功能全频雷达接收系统,体积小隐藏性高,可搭载于车子遮阳板的位置 5)任何车型皆适用,百分之百接收

6)最新雷达波频道语音告知功能,全中文警示,并有足够的反应时间,轻易掌握前方道路状况

我们小组进行分工,分别进行雷达技术的文献查阅、雷达检测的应用条件、雷达技术的原理以及雷达技术的经济指标进行分工查阅及咨询,最终,我小组通过大家的通力合作完成了对雷达技术在交通检测中的应用一文。

经过这次的小实验,使我对团队意识有了更深的解读,光靠一个人的力量是不够的,只有整个团队积极向上,分工均匀,才能更好的完成整个任务。

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