现代电子战场景中具有隐身特性的目标和无人机的出现致使雷达的散射截面积(Radar Cross Section, RCS)大大减小;具有低空、超低空飞行能力的目标也给雷达探测带来了挑战;瞬息万变的电子侦察和强烈的电子干扰,使得雷达的外部电磁环境极为恶劣。为了提高雷达在战场中的生存能力,并且充分发挥其重要作用,对新体制雷达系统的研究势在必行。外辐射源雷达便是其中一种具有代表性的新体制雷达,它避免了传统雷达的“有源”特性,可消除电子干扰的影响并且避免了反辐射导弹的攻击。
外辐射源雷达也称无源雷达、机会雷达、被动雷达或被动感知,是指自身不发射电磁波,而是利用第三方辐射源发射的电磁波信号对进入特定区域的目标进行探测。由于本身不发射信号,外辐射源雷达系统具有成本低、隐身、抗干扰、部署灵活等诸多优势。此外,随着电子通信技术的高速发展,外辐射源雷达可利用的辐射源也愈发丰富,如调频(Frequency Modulation, FM)广播、全球移动通讯系统(Global System for Mobile, GSM)、模拟或数字广播电视(Digital Video Broadcasting)
针对低RCS隐身目标探测问题,本项目以美国B21轰炸机为探测对象,主要工作包括以下几点:
1. 以我国中星卫星、低轨卫星、美国的星链卫星作为辐射源,根据各卫星的辐射功率、轨道高度、接收机增益等参数,仿真验证了采用不同辐射源照射所能探测的最大距离。通过对外辐射源雷达数学模型的归纳分析,建立外辐射源雷达目标回波信号的统一框架;
2. 建立B21轰炸机全尺寸模型,验证了不同频段、不同照射角度照射敌机反射的RCS大小,根据仿真结果,可以根据卫星以及探测区域的位置,灵活调整我方接收机位置,以便获取较大地目标反射RCS;
3. 本报告完成外辐射源雷达领域中微弱信号检测、参数估计(测距、测速以及测向定位等)、多频段外辐射源雷达信号集成、恒虚警检测等算法研究。除此之外,本报告还拓展研究了直达波提取与对消、时域空域长时间积累技术、非合作信号带宽合成技术等特殊问题的研究。最后,给出适合的外辐射源类型、实现方案。
外辐射源雷达由于本身不发射电磁波,本身具有天然的隐蔽性,抗电磁干扰等特性,可应用于机载平台,地基平台,移动车等平台。
马俊虎,博士,工程师,研究方向包括外辐射源雷达信号处理算法研究,信号检测,稀疏表示,卫星通信等。
王健宇,硕士,助理工程师,研究方向包括通信系统架构设计,天线,被动感知等。
温 钦,博士,工程师,研究方向,数据链多链融合、软件管理等。
季鹏飞,博士,工程师,研究方向单比特采样,数字信道化,硬件逻辑设计实现等。
本方案初期已经论证利用卫星作为外辐射源对低RCS目标探测的可行性分析,后面如果项目得以继续开展,将进行系统设计、外场实验数据采集、数据分析、软件实现等环节,各环节需要的时间成本、人力成本、去其他高校院所交流等成本。该产品在敌机不发射的情况下依然能够完成目标探测,可以有效地提升我军飞机的生存力。
本项目希望依托中国电子科技集团公司第十研究所,结合其他科研院所高校合作开发,加快项目落地实现。