“薩德”X波段ANTPY-2雷達(dá)參數(shù)、探測(cè)距離計(jì)算、搜索模式及其對(duì)抗思路(共13頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上“薩德”X波段AN/TPY-2雷達(dá)參數(shù)、探測(cè)距離計(jì)算、搜索模式及其對(duì)抗思路薩德(THAAD)，末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)，是美軍先進(jìn)的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)由攜帶8枚攔截彈的發(fā)射裝置、AN/TPY-2X波段雷達(dá)、火控通信系統(tǒng)(TFCC)及作戰(zhàn)管理系統(tǒng)組成。它與陸基中段攔截系統(tǒng)配合，可以攔截洲際彈道導(dǎo)彈的末段，也可以與“愛國(guó)者”等低層防御中的“末段攔截系統(tǒng)”配合，攔截中短程導(dǎo)彈的飛行中段，在美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中起到了承上啟下的作用。X波段AN/TPY-2有源相控陣?yán)走_(dá)AN/TPY-2高分辨率X波段固態(tài)有源相控陣多功能雷達(dá)是THAAD系統(tǒng)的火控雷達(dá)，是陸基移動(dòng)彈道導(dǎo)彈

2、預(yù)警雷達(dá)，可遠(yuǎn)程截獲、精密跟蹤和精確識(shí)別各類彈道導(dǎo)彈，主要負(fù)責(zé)彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的探測(cè)與跟蹤、威脅分類和彈道導(dǎo)彈的落點(diǎn)估算，并實(shí)時(shí)引導(dǎo)攔截彈飛行及攔截后毀傷效果評(píng)估。AN/TPY-2雷達(dá)采用了先進(jìn)的雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)以及薄化的相控陣天線技術(shù)，使其探測(cè)波束不但功率大而且非常窄，因此分辨率非常高，對(duì)彈頭具有跟蹤和識(shí)別能力，對(duì)裝備誘餌突防裝置的彈道導(dǎo)彈具有很大威脅。除了探測(cè)距離遠(yuǎn)、分辨率高之外，還具備公路機(jī)動(dòng)能力，雷達(dá)還可用大型運(yùn)輸機(jī)空運(yùn)，戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略機(jī)動(dòng)性好，其戰(zhàn)時(shí)生存能力高于固定部署的雷達(dá)。雷達(dá)探測(cè)距離分析結(jié)合網(wǎng)上關(guān)于“薩德”的AN/TPY-2雷達(dá)的基本參數(shù)和具有一定合理性的假設(shè)來分析薩德在前置部署模式(F

3、orward-Based Mode，F(xiàn)BM)和末端部署模式(Terminal Mode，TM)下由雷達(dá)方程計(jì)算出的最大探測(cè)距離。在使用公式之前，需要分析一些眾所周知的參數(shù)的合理性，數(shù)據(jù)是否精確不重要，重要的是計(jì)算方法和涉及的理論知識(shí)。雷達(dá)波長(zhǎng)(9.5GHz)TPY-2雷達(dá)工作在X波段，頻段范圍812GHz，眾多報(bào)道都說是9.5GHz，那就用這個(gè)計(jì)算好了。天線增益G(48.77dB)天線孔徑面積9.2m2，擁有72個(gè)子陣列，每個(gè)子陣列有44個(gè)發(fā)射/接收微波接口模塊，每個(gè)模塊有8個(gè)發(fā)射/接收組件，72x44x8=25344個(gè)陣元。假設(shè)天線孔徑效率選0.65，那么天線的有效孔徑約為6m2。根據(jù)天線有

4、效孔徑和波長(zhǎng)計(jì)算出天線增益G約為48.77dB。峰值發(fā)射功率Pt(405kW)天線陣元數(shù)有25344個(gè)，每個(gè)陣元的平均功率是3.2W，峰值功率16W，陣元平均功率為81kW，峰值發(fā)射功率Pt=405kW。其中假設(shè)了脈沖重復(fù)周期為200Hz，占空比20%，那么脈寬為1000us；探測(cè)目標(biāo)的RCS所探測(cè)目標(biāo)的散射特性與目標(biāo)本身有關(guān)，還與視角、極化、信號(hào)波長(zhǎng)有關(guān)，是一個(gè)非常復(fù)雜的參數(shù)，計(jì)算中僅做出符合量級(jí)的假設(shè)。雷達(dá)探測(cè)距離雷達(dá)探測(cè)距離是在特定的雷達(dá)、目標(biāo)、環(huán)境下計(jì)算出的雷達(dá)的最大作用距離。用能量表示的雷達(dá)方程適用于復(fù)雜脈壓信號(hào)的情況，通過脈沖發(fā)射功率及脈寬就可以估算出作用距離。多脈沖積累可改善信噪

5、比，也就是影響雷達(dá)方程中的檢測(cè)因子。n個(gè)脈沖的相參積累對(duì)信噪比改善可達(dá)到n倍，非相參積累為根號(hào)n，因此不如相參積累。電掃天線常用步進(jìn)掃描的方式，在指向某方向后發(fā)射預(yù)置的脈沖數(shù)，然后再指向新的方向。探測(cè)距離的數(shù)值計(jì)算§當(dāng)目標(biāo)RCS假設(shè)為0.01m2，檢測(cè)因子假設(shè)為1，通過計(jì)算，探測(cè)距離約為670km；當(dāng)RCS為0.1m2時(shí)，對(duì)目標(biāo)的有效探測(cè)距離約為1200km，對(duì)目標(biāo)的有效識(shí)別距離為800公里（檢測(cè)因子用的5，也就是對(duì)信噪比要求更高）；當(dāng)RCS為1m2時(shí)，檢測(cè)因子為1，對(duì)目標(biāo)的有效探測(cè)距離約為2000km?？梢钥闯觯撾x了目標(biāo)RCS和檢測(cè)因子的假設(shè)，雷達(dá)的探測(cè)距離就無從談起，以上分析中

6、出現(xiàn)了對(duì)眾多不定參數(shù)的假設(shè)，可能有失精確，但這并不影響我們對(duì)雷達(dá)探測(cè)能力的理解。雷達(dá)視距的影響假設(shè)雷達(dá)高度為1000m(實(shí)際沒有這么高，有報(bào)道說部署地海拔680m)，簡(jiǎn)單計(jì)算一下直線距離2000km外所能看到的目標(biāo)的最低高度。根據(jù)上圖參數(shù)，利用幾何知識(shí)輕松求解得到能看到目標(biāo)的最低高度約為272km。在書中我們經(jīng)常看到雷達(dá)視距可以用如下圖中的簡(jiǎn)化公式，代入?yún)?shù)計(jì)算結(jié)果約為206km。差距這么大，哪個(gè)更準(zhǔn)確呢？三分之四地球模型地球的大氣層會(huì)對(duì)雷達(dá)波彎曲和折射，而一個(gè)非常通用的處理方法就是“三分之四地球模型”，也就是用虛擬地球代替實(shí)際地球，使用虛擬地球模型時(shí)，假設(shè)雷達(dá)波是直線傳播的。簡(jiǎn)化公式中的因子

7、4.12的計(jì)算就已經(jīng)使用：有效地球半徑=4/3*實(shí)際地球半徑，而我們利用幾何知識(shí)精確計(jì)算的過程中并沒有考慮大氣折射，因此若用有效地球半徑代入幾何關(guān)系重新計(jì)算，結(jié)果為203km，這個(gè)結(jié)果與簡(jiǎn)化公式的計(jì)算結(jié)果相差并不多。也就是說“薩德”在高1000m時(shí)，如果想探測(cè)2000km距離的目標(biāo)，需要的目標(biāo)高度最低約為200km，低于這個(gè)高度，目標(biāo)就不在雷達(dá)視距范圍內(nèi)了。拓展計(jì)算一下其他高度情況下雷達(dá)的視距范圍。假設(shè)預(yù)警機(jī)飛行高度10km，那么“薩德”可以看到預(yù)警機(jī)最遠(yuǎn)的距離是500多千米；假設(shè)偵察機(jī)飛行高度30km，那么“薩德”可以看到偵察機(jī)最遠(yuǎn)的距離是800多千米。雷達(dá)搜索方式AN/TPY-2雷達(dá)系統(tǒng)具

8、有三種搜索方式來保障三種搜索計(jì)劃下的目標(biāo)搜索、跟蹤和識(shí)別任務(wù)。這三種方式分別為墻式搜索、廣域搜索和遠(yuǎn)距離提示搜索，用于自主搜索計(jì)劃、聚焦式搜索計(jì)劃和精確引導(dǎo)搜索，對(duì)來襲的導(dǎo)彈進(jìn)行探測(cè)，獲取導(dǎo)彈的軌跡,遠(yuǎn)程截獲、精密跟蹤和識(shí)別各類導(dǎo)彈。美軍其他相控陣?yán)走_(dá)性能對(duì)比“鋪路爪”雷達(dá)(AN/FPS-115)§天線：雙面陣天線頻段：420450MHz探測(cè)距離：4800km平均功率：145千瓦鋪路爪相控陣?yán)走_(dá)是美國(guó)的遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)，主要用途是擔(dān)負(fù)戰(zhàn)略性防衛(wèi)任務(wù)。雷達(dá)峰值功率582.4千瓦，對(duì)高彈道、雷達(dá)截面為10平方米的潛射彈道導(dǎo)彈的探測(cè)距離可達(dá)5550公里。全部設(shè)備都安裝在32米高的多層建筑物內(nèi)，

9、兩個(gè)圓形天線陣面彼此成60度，每個(gè)陣面后傾20度，直徑約30米，由2000個(gè)陣元組成，掃描一次所需時(shí)間為6秒鐘。 §“宙斯盾”雷達(dá)(AN/SPY-1) §天線：相控陣頻段：3.13.5GHz(S波段)探測(cè)距離：400450km 平均功率：58千瓦 AN/SPY-1無源相控陣?yán)走_(dá)是”宙斯盾”艦載作戰(zhàn)系統(tǒng)的核心。有AN/SPY-1A、B、D、F、K等多種型號(hào)。首先借助AN/UYK-7控制單元由信號(hào)處理機(jī)產(chǎn)生合適的搜索射頻波形或跟蹤射頻波形。信號(hào)在發(fā)射機(jī)通道中被放大并被選擇陣面。通過天線位置程序器把波束指向指令轉(zhuǎn)換為陣列移相器指令，從而產(chǎn)生

10、發(fā)射機(jī)輸出，這些輸出通過天線陣面在特定的空間角度形成波束。 AN/SPY-1B采用新型移相器和波束成形技術(shù)，以降低天線旁瓣，從而降低了有源電子干擾的威脅。AN/SPY-1B還將采用分布式微處理器系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)快速信號(hào)處理，使得中央處理器的信號(hào)分析和融合中心的融合任務(wù)容易完成。§“愛國(guó)者”雷達(dá)(AN/MPQ-65)§天線：相控陣頻段：5.255.925GHz(C波段)探測(cè)距離：170km 平均功率：20千瓦AN/MPQ-65相控陣?yán)走_(dá)，平均功率比PAC-2使用的AN/MPQ-53雷達(dá)增大了一倍，增強(qiáng)了對(duì)小反射截面目標(biāo)、低空飛行巡航導(dǎo)彈、超高速目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤和識(shí)別能力。相控陣?yán)走_(dá)的對(duì)抗思路對(duì)抗有源相控陣?yán)走_(dá)可以有軟硬兩類手段，軟的是有源干擾，硬的是反輻射攻擊。對(duì)相控陣?yán)走_(dá)的干擾思路有：針對(duì)這種固定位置部署的特點(diǎn)，可以在距離雷達(dá)部署地區(qū)較近的地方使用一些功率較大的