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                                                                        多目標識別

                                                                        ??與飛機、導彈等傳統空中威脅一樣,有效防御集群式無人機的第一步是盡早感知威脅并及時預警。由于無人機集群需要在指定平臺發射,且普遍存在飛行高度低 (隱蔽性強)、發動機散熱量低 (難以被紅外探測器發現)等特點,因此宜采用下列雷達預警方案。

                                                                        ??(一)多層次、分布式的預警防御體系

                                                                        ??1、遠—中—近程雷達分層配置

                                                                        ??與 “全球鷹”“捕食者”等大型長航時無人機不同,小型無人機的續航能力和作戰半徑有限,需要運輸機等載機平臺送至防區外發射。載機平臺既是無人機集群出現的標志,也是向后者傳遞指控命令的神經中樞。鑒于“小精靈”無人機最大作戰半徑可達900千米,采用C-130、C-17運輸機或者B-52轟炸機遠程投放,因此可針對這些載機平臺建立雷達目標特征數據庫,使用遠程警戒雷達 (500~1000千米)探測、分類和識別,待確認后引導導彈和戰機進行攻擊。遠程雷達的掠地角大,分辨能力低,不易探測和跟蹤小雷達截面和低飛行高度的集群式無人機,因此在無人機進入500千米、300千米、100千米之后,可分別采用中、近程三坐標警戒雷達和低空補盲雷達對無人機群進行監視和跟蹤。薩博公司拓展了中、近程 “長頸鹿”捷變多波束雷達對“低慢小”無人機目標的探測、跟蹤性能,并驗證了在復雜環境下應對 6架無人機的能力。該雷達可發現 100個雷達截面積僅為0.001米2的空中目標,將無人機從地面雜波中識別出來,并可與多種武器系統相連,執行打擊無人機的任務。

                                                                        ??2、雷達組網與雙/多基地部署

                                                                        ??集群式無人機通過協同組網和分布式感知提升作戰能力,地面雷達也可以借助這一思想,采用雷達組網和分布部署來提高預警能力。組網雷達通過一個中心站執行統一管理和調配,利用通信鏈路將多部不同體制、不同頻段和不同工作模式的地面雷達系統連接起來,最終依靠融合處理技術將網內各傳感器的信息整合成最全面可靠的情報。組網雷達具有三大作戰優勢:首先,憑借廣域覆蓋實現無縫監視,憑借多角度觀察實現去偽存真、去粗取精,從而降低虛警概率;其次,當網內一部或幾部雷達因受到攻擊而失效時,其他雷達系統依舊能擔負起警戒的重任,避免預警體系整體癱瘓;最后,組網雷達既可以靈活調整工作狀態,充分發揮每部雷達的探測優勢,又可以通過交替開機、輪番機動等方式給無人機集群造成電磁閃耀干擾,使之混淆跟蹤的方向、頻率和波形。

                                                                        多目標跟蹤

                                                                        ??相比于常見的單基地雷達,雙/多基地雷達能夠有效應對無人機集群的偵察、干擾和打擊威脅。首先,雙/多基地雷達的發射機可部署到戰區后方甚至是空中平臺上,靈活機動,處于相對安全位置;其次,高價值的接收機作為無源裝備,具有很好的電磁隱蔽性,可放置于戰線前方,取得最佳探測視角;再次,和組網雷達一樣,分散式部署的多基地雷達能大范圍、多角度地探測無人機群,提高發現概率和識別能力;然后,多基地雷達中的一部發射機可供多部接收機使用,一部接收機也可接收多部發射機的信號,增強了體系的魯棒性和抗毀性;最后,憑借著空間分集、體制分集、頻率分集、極化分集和信息融合等優勢,雙/多基地雷達幾乎能抗擊所有的有源和無源干擾。

                                                                        ??3、空—地一體協同探測

                                                                        ??相比于地基雷達,空基預警平臺能突破地球曲度和地形遮擋限制,實現更好的低空探測??罩蓄A警系統包括預警機和浮空器,其中預警機不僅能靈活機動地執行大空域360°無縫探測,還可以作為空中指揮控制中心指揮我方戰機與敵機交戰,并利用機內電子戰設備展開電子偵察和電子干擾浮空器平臺具備360°全覆蓋、全天候、全天時監視能力,且運行成本很低(400美元/小時)。盡管如此,這兩種空基平臺還需要地面雷達輔助:預警機的運行費用高,續航能力有限,即使是空中加油,也無法滿足全天時作戰需求;浮空器體積龐大、行動遲緩,極易成為攻擊目標;另外,一般預警機和浮空器的最大作用距離都在500千米左右,難以捕獲900千米外的“小精靈”載機平臺。因此,空—地協同探測才能將雷達體系的大威力、全覆蓋、全天候/全天時、低成本等優勢結合起來。

                                                                        ??(二)低/零功率輻射技術與系統

                                                                        ??鑒于無人機集群的首要作戰對象是輻射電磁信號的雷達等電子設備,因此可以采用低功率甚至零功率的雷達輻射技術和裝備來達到隱蔽探測和自我保護的目的。低截獲概率(LPI)雷達采用寬帶自適應頻率捷變、高增益天線、擴譜波形、脈沖壓縮、相干積累、參數隨機化等方法,提高主瓣增益系數與接收機信噪比,從而以極低峰值功率捕獲遠距離小目標。無源防空雷達自身不發射電磁波,它通過接收空中目標自身電磁輻射或外輻射源照射目標的反射信號,完成對目標的定位和跟蹤。由于徹底失去引導媒介,無人機集群難以發現無源雷達。此外,近幾次局部戰爭證明,制定機動靈活的雷達靜默戰術,能很大程度地減少電磁波泄漏,防止雷達信號情報被偵察。

                                                                        ??(三)具有顛覆性潛力的新體制雷達技術

                                                                        ??多基分布式協同探測體系可全面感知戰場態勢,具備強大的抗干擾性和抗毀性,但體系越大意味運行費用和維護成本越昂貴,也意味著越容易暴露目標、受到打擊。無源雷達盡管有好的電磁隱蔽性,但卻缺少發射機合作而丟失了探測的主動性和精確性。為了在不損失預警效能的前提下降低作戰成本,除了統籌規劃雷達開機策略外,還可以將目光瞄準具備顛覆性潛力的新體制雷達技術上,如微波光子雷達。

                                                                        ??微波光子技術將光子/光電器件的高頻率、大帶寬、低損耗、結構小型緊湊等優勢與傳統微波雷達相結合,從而提高遠程探測和寬角覆蓋能力、目標成像和識別能力、低空探測能力、抗有源干擾能力和快速可重構能力,并且有助于實現雷達系統的軟件化和多功能,降低系統尺寸、重量和功耗。世界上首部微波光子雷達樣機已經問世,實現了對非合作客機的跟蹤與測量。之后,該雷達架構成功推廣至雙波段和多波段,并演示驗證了一體化光子雷達/通信系統和光子雷達/激光雷達系統的可行性。

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