球载反巡雷达系统设计

文/张新苗

1 概述

巡航导弹具有发射平台机动、远程巡航、突防能力强、精确打击等优点，在近代几场局部战争中发挥了排头兵的重要作用。在伊拉克战争中，美军从海湾和红海等向伊拉克首都及周边地区发起了第一轮空袭，共发射了45 枚战斧式巡航导弹；战争全面开展后，又发射了近500 枚巡航导弹，摧毁了伊拉克主要军事设施和防空系统。

由于巡航导弹飞行高度低，常规地面防空雷达受地球曲率影响，对超低空飞行的目标探测距离受限，因此低空巡航导弹通常能够突破地面防空雷达的搜索，极大地缩短了拦截武器的反应时间。

气球载雷达系统通过系留气球平台将雷达系统升空工作，能够充分发挥“站得高、看得远”的优势，一定程度地克服地球曲率的影响，对低空巡航导弹具有探测距离远的优势，大幅削弱了巡航导弹的突防能力，延长拦截武器的反应时间，是反低空巡航导弹的有有效手段。并且由于巡航导弹掠地飞行，常规地面雷达受地形的遮蔽，对巡航导弹的探测盲区大，探测和跟踪不连续；气球载雷达系统升空高度高，受地形遮蔽影响较小，覆盖连续。利用Global Mapper 仿真软件，通过仿真得到在地形遮蔽条件下，海拔高度50 米的地面雷达和升空高度3200 米的球载雷达对25 米掠地飞行的巡航导弹的覆盖效能对比如图1和图2所示。

从仿真结果中可以看出，气球载雷达对低空巡航导弹的覆盖范围更大，连续性更好，较地面雷达反巡航导弹能力更强。

图1：地面雷达对巡航导弹覆盖效能图

图2：气球载雷达对巡航导弹覆盖效能图

2 系统体制选择

气球载雷达系统反巡航导弹，需要具备灵活的波束指向和系统资源调度能力，采用常规机扫雷达，只能实现对巡航导弹的搜索，必须采用机扫结合相扫的工作方式；另外，要实现对拦截武器提供目标指示信息，必须具备同时跟踪多批目标的能力。

系统采用数字阵列雷达体制，通过数字域的收发波束幅相精确控制，实现灵活的同时或分时多波束工作能力，实现反巡航导弹功能。气球载雷达反巡航导弹场景如图3所示。

3 反巡航导弹作战流程

图4为典型的反巡航导弹场景，雷达机扫发现目标，跟踪确认后转相扫跟踪模式，并将目标指示信息发送给拦截作战单元，发射拦截弹，雷达同时跟踪两批目标，并通过空间位置差分器实时解算两批目标的空间位置差，将位置差转换为拦截弹的姿态修正量反馈给拦截弹，引导拦截弹修正姿态，最终实现对巡航导弹的精确拦截。

4 信号处理方式选择

由于气球平台升空后，为覆盖低空目标，雷达波束指向向下，雷达波束入射角增大，因此地杂波能量显著增强；同时，由于气球平台和地物的慢动，导致地物杂波的展宽，采用常规动目标显示（MTI）方式，无法实现地物杂波的对消，导致系统回波信杂比降低，目标探测性能下降。

球载雷达系统信号处理采用全程脉冲多普勒（PD）处理，通过空域、频域联合滤波，由于巡航导弹速度为高亚音速，通过优化设计系统工作参数，能有效抑制地物杂波对巡航导弹目标检测的影响，显著提升巡航导弹的探测性能。

5 总结

图3：气球载雷达反巡航导弹场景

本文简述了球载反巡系统的总体设计思路，包括系统体制选择、反巡作战流程和信号处理方式选择等。

气球载雷达系统通过系留气球将雷达升空工作，能有效克服地球曲率影响，大幅拓展对低空巡航导弹的覆盖效能，在反巡航导弹的应用中具有明显的优势，可以作为导弹防御体系重要补充。

图4：典型反巡航导弹流程