[發(fā)明專利]利用導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)探測低空目標(biāo)的被動(dòng)探測系統(tǒng)及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110162037.0
• 申請(qǐng)日: 2011-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102819016A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張財(cái)生;何友;唐小明;宋杰;李國君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S13/06
• 分類號(hào): G01S13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無源雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)利用導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)對(duì)低空目標(biāo)的被動(dòng)探測技術(shù)。

二、背景技術(shù)

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，由于電子進(jìn)攻技術(shù)的發(fā)展，有源雷達(dá)雷達(dá)系統(tǒng)正面臨著反輻射導(dǎo)彈、隱身飛機(jī)等先進(jìn)武器，以及綜合電子干擾、低空突防等作戰(zhàn)手段日益嚴(yán)重的威脅。因此要提高雷達(dá)的生存能力，充分發(fā)揮雷達(dá)的效能，必須綜合采用各種對(duì)抗措施。

在傳統(tǒng)有源雷達(dá)領(lǐng)域中，提出了許多對(duì)抗四大威脅的措施，包括采用特定設(shè)計(jì)的信號(hào)波形實(shí)現(xiàn)低截獲、提高雷達(dá)的機(jī)動(dòng)性防止反輻射導(dǎo)彈的攻擊等。然而，由于地球曲率的限制使得有源雷達(dá)對(duì)超低空飛行的巡航導(dǎo)彈的有效探測距離減小，使預(yù)警時(shí)間縮短。為實(shí)現(xiàn)對(duì)低空目標(biāo)探測而采用的低仰角天線波束配置時(shí)，低空目標(biāo)反射的微弱信號(hào)隱藏在地雜波噪聲中，很難分辨。而利用多個(gè)接收站截獲的目標(biāo)自身輻射源所發(fā)射的信號(hào)來對(duì)目標(biāo)定位的無源雷達(dá)，是對(duì)抗反輻射導(dǎo)彈的有效措施。它通過測量目標(biāo)信號(hào)到達(dá)各站的時(shí)延和到達(dá)角參數(shù)，確定輻射源及其載體平臺(tái)(目標(biāo))的位置。但是當(dāng)目標(biāo)采取無線電靜默而不發(fā)射信號(hào)時(shí)，這種無源雷達(dá)將失效。

最有前景的對(duì)抗措施就是自身不發(fā)射電磁信號(hào)，而是利用環(huán)境中為其他目的而發(fā)射的電磁信號(hào)在目標(biāo)上的反射信號(hào)，獲得目標(biāo)回波的多普勒頻移、到達(dá)時(shí)差及到達(dá)角等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)探測和定位的被動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)。這種體制的雷達(dá)可以在目標(biāo)保持“靜默”時(shí)，被動(dòng)接收站仍能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測和跟蹤?；陔娨旸TV或調(diào)頻廣播DAB、Wimax和Wifi局域網(wǎng)信號(hào)、GSM手機(jī)等信號(hào)的陸基被動(dòng)探測系統(tǒng)的研究取得了顯著的成果，引起了廣泛的關(guān)注。其典型代表是美國研制的“沉默哨兵”，其于1998年10月12日在華盛頓展覽會(huì)上首次亮相。到目前為止，已有許多集中于基于廣播電視等信號(hào)的陸基被動(dòng)探測系統(tǒng)問世。然而，相比之下，在外海區(qū)域，由于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)受可利用信號(hào)的限制，尚未見到研究艦載、潛載等海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的被動(dòng)探測系統(tǒng)的報(bào)道，主要原因是因?yàn)樵谶h(yuǎn)離海岸幾百公里的海域幾乎不可能收到廣播電視等民用信號(hào)。

隨著全球海上航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，國際海事組織IMO規(guī)定，為了避免與其他船只及對(duì)固定的水面目標(biāo)相撞，絕大多數(shù)艦船都必須配備導(dǎo)航雷達(dá)。目前導(dǎo)航雷達(dá)已經(jīng)普及到私人小型船舶上。而在大型貨輪上，必須配備多個(gè)不同波段的導(dǎo)航雷達(dá)。在各海上繁忙的航道和港口，為了航運(yùn)的安全，也有配有監(jiān)視海上交通的導(dǎo)航雷達(dá)。所有這些平臺(tái)上的導(dǎo)航雷達(dá)輻射源為艦載、潛載等海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)探測和定位提供了可能。

三、發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種利用導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)對(duì)巡航導(dǎo)彈、超低空飛機(jī)等低空飛行器進(jìn)行被動(dòng)探測的系統(tǒng)，其可用于艦載、潛載等海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)對(duì)低空或超低空目標(biāo)的監(jiān)視和預(yù)警。

本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問題是：為艦載、潛載等海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)提供一種利用導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)對(duì)低空或超低空目標(biāo)的定位方法，其可獲得目標(biāo)的三維坐標(biāo)。

2.技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)措施：

提供一種利用導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)探測低空或超低空目標(biāo)的被動(dòng)探測系統(tǒng)，包括非合作導(dǎo)航雷達(dá)、被動(dòng)接收系統(tǒng)、信號(hào)信息處理模塊及用于顯示目標(biāo)定位結(jié)果的地理信息模塊，其中被動(dòng)接收系統(tǒng)包括用于提取同步和參考信息的直達(dá)波通道以及用于接收監(jiān)視空域內(nèi)目標(biāo)散射信號(hào)的偵察通道。

提供一種利用導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)對(duì)低空或超低空目標(biāo)的定位方法，包括步驟：

1.被動(dòng)接收系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)航雷達(dá)的直達(dá)信號(hào)和目標(biāo)反射信號(hào)的到達(dá)角進(jìn)行測量；

2.利用直達(dá)波脈沖信號(hào)的起伏特性估計(jì)導(dǎo)航雷達(dá)天線從直達(dá)路徑掃描到目標(biāo)散射路徑的方位角；

3.信號(hào)信息處理模塊利用直達(dá)波通道截獲的導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)作為參考信號(hào)與偵察通道接收的目標(biāo)反射信號(hào)相干處理，獲得目標(biāo)反射信號(hào)相對(duì)直達(dá)波信號(hào)的時(shí)延；

4.獲取上述測量結(jié)果，解由導(dǎo)航雷達(dá)、目標(biāo)和被動(dòng)接收系統(tǒng)構(gòu)成的雙基地三角形，便能得到低空或超低空目標(biāo)的三維坐標(biāo)；

5.在電子地圖上給出目標(biāo)位置。

3.有益效果

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的被動(dòng)探測系統(tǒng)具有探測區(qū)域廣、定位精度較高、環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能為艦載、潛載等海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)提供遠(yuǎn)距離被動(dòng)探測巡航導(dǎo)彈、超低空飛機(jī)等低空、超低空飛行器的能力，能為海上運(yùn)動(dòng)作戰(zhàn)平臺(tái)提供態(tài)勢監(jiān)視和遠(yuǎn)程預(yù)警，極具軍事應(yīng)用價(jià)值。

四、附圖說明

圖1是本發(fā)明的被動(dòng)探測系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)空間立體幾何關(guān)系圖。

圖3是本發(fā)明方法的步驟圖。