天空雙基地預(yù)警雷達(dá)空間同步技術(shù)研究

王庚， 袁俊泉， 王力寶， 陳阿磊

(1.空軍預(yù)警學(xué)院研究生管理大隊(duì)， 湖北武漢 430019；2.空軍預(yù)警學(xué)院三系， 湖北武漢 430019)

0 引言

單基地天基預(yù)警雷達(dá)以其平臺(tái)高、滯空時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)能夠有效滿足現(xiàn)代預(yù)警對(duì)于遠(yuǎn)距離、低空、隱身目標(biāo)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視的要求[1]，但由于該體制雷達(dá)信號(hào)的傳播路徑過長(zhǎng)、路徑損耗過大，對(duì)雷達(dá)發(fā)射功率提出了很高要求，不利于裝備研制。天空雙基地預(yù)警雷達(dá)作為一種結(jié)合了天基單基地預(yù)警雷達(dá)和雙基地雷達(dá)兩種體制特點(diǎn)的新型雷達(dá)體制，通過有效縮短傳播路徑，從而降低了對(duì)發(fā)射功率的要求，同時(shí)還能夠有效隱藏接收端，提高了整體的安全性能[2]。

楊振起提出了脈沖追趕同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙基地雷達(dá)的空間同步[3]，通過控制接收波束指向，使接收波束追趕發(fā)射脈沖在空間中的位置，形成了時(shí)間順序上的多波束，大大提高了發(fā)射能量的利用率。但現(xiàn)有脈沖追趕技術(shù)的幾何模型基本都是針對(duì)地基雙基地[4]或空基雙基地雷達(dá)[5-6]，且只對(duì)脈沖追趕過程中的接收波束指向的計(jì)算作了簡(jiǎn)單說明，缺少對(duì)脈沖追趕過程中接收波束形成時(shí)刻和接收波束駐留時(shí)間的理論分析和公式推導(dǎo)[7]。王喜提出了脈沖追趕同步技術(shù)存在著空間覆蓋的矛盾問題[8]，但并未設(shè)計(jì)相應(yīng)的解決方案。另外，對(duì)于脈沖追趕技術(shù)中存在的接收追趕波束駐留時(shí)間的矛盾問題還未看到有學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究。

本文基于天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的空間幾何模型[9-10]， 針對(duì)天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)[11-12]， 將適用于傳統(tǒng)地基雙基地和空基雙基地雷達(dá)的脈沖追趕同步技術(shù)應(yīng)用到天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的空間同步中。首先介紹了脈沖追趕同步技術(shù)，對(duì)其應(yīng)用到天空雙基地預(yù)警雷達(dá)空間同步過程中涉及的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行公式推導(dǎo)；然后分析了脈沖追趕技術(shù)存在的空間覆蓋矛盾和波束駐留時(shí)間矛盾兩種不足，并針對(duì)不足提出了脈沖追趕技術(shù)的改進(jìn)技術(shù)——多波束脈沖追趕技術(shù)；最后進(jìn)行了具體場(chǎng)景下的仿真實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)得到相應(yīng)空間同步方案，通過分析仿真得到的檢驗(yàn)參數(shù)，對(duì)同步技術(shù)的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。

1 脈沖追趕同步技術(shù)

1.1 脈沖追趕原理

1.1.1 技術(shù)原理

所謂脈沖追趕技術(shù)，就是通過快速變換接收波束指向，使得接收波束去追趕發(fā)射脈沖在空間傳播的位置，從而保證所有可能接收到的目標(biāo)回波始終落在接收波束之內(nèi)。發(fā)射脈沖在窄的發(fā)射波束內(nèi)以接近光速傳播，當(dāng)遇到目標(biāo)時(shí)，產(chǎn)生散射回波，在回波脈沖傳播到接收機(jī)時(shí)，接收波束正好指向目標(biāo)方向。當(dāng)發(fā)射脈沖以光速沿發(fā)射波束方向傳播時(shí)，接收波束要快速轉(zhuǎn)動(dòng)，一直追趕發(fā)射脈沖的空間位置，直到下一個(gè)發(fā)射脈沖到達(dá)掃描劃分區(qū)域，即在每一個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)，接收波束掃描一遍發(fā)射脈沖傳播過的全部空間。在發(fā)射波束移動(dòng)到新的方向后，接收波束又要去追趕新的發(fā)射脈沖空間位置。圖1是天空雙基地預(yù)警雷達(dá)使用脈沖追趕技術(shù)進(jìn)行空間同步的掃描示意圖。

圖1 脈沖追趕技術(shù)原理圖

從圖1所示的脈沖追趕同步的工作過程可以發(fā)現(xiàn)，脈沖追趕技術(shù)對(duì)于接收波束指向的快速捷變能力要求很高，這是一般機(jī)械掃描天線難以滿足的要求，必須采用相控陣天線，且波束控制技術(shù)要采用DBF數(shù)字波束形成技術(shù)。

利用脈沖追趕技術(shù)實(shí)現(xiàn)“時(shí)間多波束”，從而提高了發(fā)射能量的利用率，但脈沖追趕過程中，由于接收波束是一直追趕著發(fā)射脈沖在空間中的位置，所以利用單波束沿發(fā)射波束指向進(jìn)行脈沖追趕的距離不能超過發(fā)射信號(hào)中脈沖周期對(duì)應(yīng)的電磁波傳輸距離。

傳統(tǒng)意義上的單波束脈沖追趕同步技術(shù)還存在空間覆蓋的矛盾和接收波束駐留時(shí)間的矛盾，這大大降低了其空間同步的效果，其技術(shù)改進(jìn)方案詳見第2節(jié)的多波束脈沖追趕技術(shù)。

1.1.2 技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的脈沖追趕技術(shù)應(yīng)用在地基或空基雙基地預(yù)警雷達(dá)中，其技術(shù)建立在低速或靜止的收發(fā)端的空間運(yùn)動(dòng)模型，因此技術(shù)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，但天空雙基地預(yù)警雷達(dá)作為一種跨越兩種不同運(yùn)動(dòng)平臺(tái)體制的雷達(dá)，其運(yùn)動(dòng)模型相較于前者有較大差異，且更加復(fù)雜。因此要將脈沖追趕同步技術(shù)應(yīng)用到天空雙基地預(yù)警雷達(dá)，需要重新設(shè)計(jì)同步方案，基于天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的空間運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行波位編排并計(jì)算相應(yīng)的波束控制參數(shù)。

脈沖追趕同步技術(shù)使用時(shí)，控制參數(shù)中接收波束指向、接收波束形成時(shí)刻和接收波束駐留時(shí)間的計(jì)算過程與單波束空間同步技術(shù)中的控制參數(shù)計(jì)算方法不同，需要重新計(jì)算。其中，接收波束指向是指接收追趕波束在隨著發(fā)射脈沖在空間傳播位置的變化而發(fā)生變化時(shí)的接收波束的指向；接收波束形成時(shí)刻是指接收追趕波束在發(fā)射脈沖超出接收波束覆蓋范圍的時(shí)刻，同時(shí)也是接收波束指向下一位置的時(shí)刻；接收波束駐留時(shí)間是指脈沖追趕波束保持在固定方向駐留的時(shí)間。如何計(jì)算得到這3個(gè)參數(shù)是脈沖追趕技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

1.2 相關(guān)參數(shù)計(jì)算

脈沖追趕同步技術(shù)在進(jìn)行相關(guān)參數(shù)計(jì)算時(shí)，通常是將收發(fā)波束的重疊區(qū)域簡(jiǎn)化為重疊區(qū)域的中心點(diǎn)，不考慮波束寬度對(duì)于目標(biāo)分布的影響。

1.2.1 追趕波束形成時(shí)刻

利用脈沖追趕技術(shù)進(jìn)行空間同步時(shí)，接收波束是追趕著發(fā)射脈沖在空間中的位置而不停地改變著波束指向，圖2是脈沖追趕過程中接收區(qū)域的變化示意圖。

圖2 脈沖追趕過程中接收波束覆蓋區(qū)域的變化示意圖

如圖2所示，A1,A2,A3,A4,A5分別是發(fā)射波束連續(xù)覆蓋的5個(gè)劃分區(qū)域的中心點(diǎn)，則每個(gè)劃分區(qū)域?qū)?yīng)的發(fā)射距離分別為Rt1=TA1,Rt2=

TA2,Rt3=TA3,Rt4=TA4,Rt5=TA5；每個(gè)劃分區(qū)域?qū)?yīng)形成的脈沖追趕波束的接收距離分別為Rr1=RA1,Rr2=RA2,Rr3=RA3,Rr4=RA4,Rr5=RA5。

有上述參數(shù)可以計(jì)算發(fā)射信號(hào)經(jīng)過每個(gè)劃分區(qū)域中目標(biāo)反射到達(dá)接收天線的傳播時(shí)間TDi滿足：

(1)

假設(shè)發(fā)射波束的形成時(shí)刻是T0，則圖2中各個(gè)劃分區(qū)域?qū)?yīng)的脈沖追趕波束的形成時(shí)間Ti滿足：

Ti=T0+TDi

(2)

經(jīng)過上面的計(jì)算，可以得到每個(gè)掃描劃分區(qū)域接收波束的形成時(shí)刻，但要進(jìn)行空間同步，還需要計(jì)算每個(gè)掃描劃分區(qū)域?qū)?yīng)的追趕波束的駐留時(shí)間，下面將就接收波束駐留時(shí)間的計(jì)算進(jìn)行詳細(xì)推導(dǎo)。

1.2.2 追趕波束駐留時(shí)間

發(fā)射信號(hào)脈沖重復(fù)頻率為fr，則發(fā)射信號(hào)脈沖重復(fù)周期Tp滿足：

(3)

發(fā)射信號(hào)脈寬占比為di，則發(fā)射脈沖寬度Di為

(4)

假設(shè)di=0.2，則圖2中的A1,A2,A3,A4,A5五個(gè)劃分區(qū)域中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的接收追趕波束接收到的發(fā)射脈沖隨時(shí)間的變化示意圖如圖3所示。

圖3 發(fā)射脈沖隨時(shí)間的變化情況

如圖3所示，在進(jìn)行脈沖追趕時(shí)，每個(gè)接收追趕波束在一個(gè)波位的波束駐留時(shí)間是Di，當(dāng)發(fā)射信號(hào)脈寬占比di=0.2時(shí)，最多可以產(chǎn)生5個(gè)接收追趕波束，當(dāng)?shù)?個(gè)接收追趕波束駐留時(shí)間結(jié)束后，則發(fā)射波束指向下一個(gè)發(fā)射波束掃描區(qū)域或者開始新一輪的脈沖追趕。整個(gè)發(fā)射信號(hào)脈沖重復(fù)周期Tp內(nèi)每個(gè)接收追趕波束只能接收到1個(gè)發(fā)射脈沖寬度時(shí)間Di的目標(biāo)反射回波，但接收機(jī)可以接收到5個(gè)發(fā)射脈沖寬度時(shí)間Di的目標(biāo)反射回波，保證接收通道在整個(gè)發(fā)射信號(hào)脈沖重復(fù)周期Tp中都能接收到反射回波信號(hào)。

脈沖追趕技術(shù)的一大特點(diǎn)是：接收波束為了追趕發(fā)射脈沖的空間位置，需要快速地變換波束指向，在發(fā)射波束駐留期間追趕波束指向會(huì)變換上百次，可見追趕波束指向計(jì)算的重要性。

1.2.3 追趕波束指向

確定追趕波束指向的難點(diǎn)是確定每個(gè)時(shí)刻追趕波束波束中心在轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。在發(fā)射波束指向某一波位并保持一定時(shí)間波束駐留時(shí)，接收追趕波束的指向需要不斷變化，始終追趕著發(fā)射脈沖在空間中的位置，從而保持接收波束對(duì)發(fā)射脈沖到達(dá)區(qū)域的覆蓋，因此在脈沖追趕同步技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中還需要計(jì)算每個(gè)波位對(duì)應(yīng)的接收追趕波束的指向。下面計(jì)算接收追趕波束中心在轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

如圖2所示，共有5個(gè)接收追趕波束，假設(shè)經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之后衛(wèi)星在轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(Xt,Yt,Zt)，波位中心在轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(Xa,Ya,Za)，則接收追趕波束中心在轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(Xi,Yi,Zi)為

(Xi,Yi,Zi)=(Xa,Ya,Za)+

i=1,2,…,5

(5)

2 多波束脈沖追趕技術(shù)

脈沖追趕技術(shù)通過產(chǎn)生“時(shí)間多波束”，提高了系統(tǒng)的能量利用率和目標(biāo)的數(shù)據(jù)率，但是，由于發(fā)射波束具有一定的寬度，使得接收波束相鄰波位中存在多個(gè)距離接收天線相等的目標(biāo)區(qū)域，這使得目標(biāo)回波的接收過程中存在探測(cè)區(qū)域覆蓋和空間覆蓋的要求相矛盾的現(xiàn)象，無法保證對(duì)所有目標(biāo)回波的接收，這樣會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域存在盲區(qū)。同時(shí)，脈沖追趕技術(shù)還存在接收波束駐留時(shí)間的矛盾，使得發(fā)射脈沖無法被完成接收，從而降低雷達(dá)的整體性能。本節(jié)主要針對(duì)上述兩大矛盾進(jìn)行分析，并針對(duì)具體矛盾提出相應(yīng)的解決方案。

2.1 雙波束脈沖追趕

2.1.1 空域覆蓋的矛盾

由于收發(fā)距離達(dá)幾百公里，可以假設(shè)收發(fā)波束都是平行波束，如圖4所示，通過簡(jiǎn)單的幾何推導(dǎo)可以得到，經(jīng)過D點(diǎn)的電磁波的收發(fā)距離之和折線BDF與經(jīng)過C點(diǎn)的電磁波的收發(fā)距離之和折線ACE相同，其物理含義是D點(diǎn)和C點(diǎn)的反射回波同時(shí)到達(dá)接收天線，實(shí)際上，線段CD上所有目標(biāo)的反射回波同時(shí)到達(dá)接收天線；同理，G點(diǎn)和H點(diǎn)的反射回波也同時(shí)到達(dá)接收天線。那么，在上述結(jié)論之下可以得到：圖4中三角區(qū)域CDG中的目標(biāo)與三角區(qū)域CGH中的目標(biāo)的反射回波到達(dá)接收天線的時(shí)間一樣。這樣導(dǎo)致一個(gè)矛盾：在接收區(qū)域CDG的目標(biāo)回波時(shí)，區(qū)域CGH的目標(biāo)回波就無法接收，即探測(cè)區(qū)域的覆蓋與空間覆蓋要求相矛盾。

圖4 脈沖追趕空域覆蓋的矛盾性

2.1.2 雙波束脈沖追趕原理

為了解決上述空間覆蓋的矛盾，本文提出了雙波束脈沖追趕的空間同步技術(shù)，如圖5所示，在接收波束的下一個(gè)脈沖追趕波位處，利用DBF技術(shù)同時(shí)再形成一個(gè)接收波束2，接收已經(jīng)傳來但接收波束1無法接收的目標(biāo)回波。在接收波束1覆蓋區(qū)域的回波都接收完畢后，保持接收波束2不同，將接收波束1改變方向到接收波束2后面的波位，這樣接收波束1和接收波束2交替循環(huán)，形成雙波束脈沖追趕，保證了監(jiān)視區(qū)域反射回波的完全接收。

圖5 雙波束脈沖追趕技術(shù)原理圖

2.2 三波束脈沖追趕

2.2.1 駐留時(shí)間的矛盾

完全接收到一個(gè)目標(biāo)的脈沖回波需要接收波束駐留至少一個(gè)脈沖長(zhǎng)度的時(shí)間，如圖6所示，在接收雙波束覆蓋平行四邊形CHGD區(qū)域時(shí)，在接收經(jīng)過H點(diǎn)的反射回波的駐留時(shí)間中，發(fā)射脈沖會(huì)繼續(xù)沿發(fā)射波束方向傳播到O點(diǎn)，這樣當(dāng)接收波束將H點(diǎn)的反射回波接收完畢后再去接收平行四邊形HOPG區(qū)域的反射回波，則無法接收到HOPG區(qū)域目標(biāo)的所有的脈沖回波，只能接收到部分脈沖回波。針對(duì)上述問題，本文提出了三波束脈沖追趕的技術(shù)。

圖6 脈沖追趕波束駐留時(shí)間的矛盾性

2.2.2 三波束脈沖追趕技術(shù)原理

如圖7所示，在雙波束脈沖追趕技術(shù)上，在接收波束2的下一個(gè)波位再形成一個(gè)接收波束3，保證HOPG區(qū)域的反射回波完全接收。其中，接收波束1在駐留到一個(gè)脈沖長(zhǎng)度時(shí)間后，指向接收波束3后面的波位，同時(shí)接收波束2和接收波束3保持駐留狀態(tài)；在經(jīng)過一個(gè)脈沖長(zhǎng)度的時(shí)間之后，接收波束2指向接收波束1下面的波位，同時(shí)接收波束3和接收波束1保持駐留；在經(jīng)過一個(gè)脈沖長(zhǎng)度時(shí)間后，接收波束3指向接收波束2下面的波位，同時(shí)接收波束1 和接收波束2保持駐留，然后依次循環(huán)。

圖7 三波束脈沖追趕技術(shù)原理圖

圖8是脈沖追趕過程中接收波束對(duì)應(yīng)的波位劃分情況。

圖8 脈沖追趕過程中掃描波位劃分

發(fā)射脈沖寬度時(shí)間Di，則圖8場(chǎng)景下進(jìn)行三波束脈沖追趕時(shí)，假設(shè)發(fā)射波束的位置不發(fā)生變化，則3個(gè)接收波束指向上的變化情況如表1所示。

表1 三波束脈沖追趕接收波束指向變化

通過觀察表1可以看出，進(jìn)行三波束脈沖追趕時(shí)，每個(gè)脈沖追趕波束的平均波束駐留時(shí)間為3個(gè)發(fā)射脈沖寬度時(shí)間Di。

3 仿真實(shí)驗(yàn)與分析

3.1 仿真參數(shù)設(shè)置

模擬天空雙基地預(yù)警雷達(dá)對(duì)我國(guó)周邊某一固定區(qū)域?qū)嵤╊A(yù)警監(jiān)視的場(chǎng)景。仿真場(chǎng)景中只使用一顆衛(wèi)星和一架飛機(jī)，整個(gè)監(jiān)視過程持續(xù)1 min，在第30 s左右，衛(wèi)星飛過監(jiān)視區(qū)域中心的上空。整個(gè)波束掃描過程中，收發(fā)波束在每個(gè)波位的駐留時(shí)間是固定的，這樣每個(gè)波位對(duì)應(yīng)區(qū)域的脈沖積累時(shí)間是相同的。

整個(gè)掃描過程中飛機(jī)沿東經(jīng)118°線向北飛行，出發(fā)點(diǎn)位于北緯29.975°。

監(jiān)視區(qū)域設(shè)置在東經(jīng)119.5°到東經(jīng)120.5°，北緯29°到北緯31°，監(jiān)視區(qū)域高度從地面到距離地面垂直高度30 km之間。整個(gè)監(jiān)視區(qū)域東西跨度為110 km，南北跨度為220 km，高度跨度為30 km。

波位編排方案即監(jiān)視區(qū)域劃分方案如圖9所示。

圖9 波位編排方案

整個(gè)監(jiān)視區(qū)域按照經(jīng)度方向均分為10份，緯度方向均分為20份的區(qū)域劃分，方案共劃分為200個(gè)波位，每個(gè)波位對(duì)應(yīng)的掃描區(qū)域?yàn)榻?jīng)度跨度為0.1°，緯度跨度為0.1°，高度跨度為30 km。

掃描過程中，發(fā)射波束從圖9中陰影區(qū)域開始掃描，按照先沿緯度方向向北，再沿經(jīng)度方向向東的掃描方式依次掃描每個(gè)波位，每個(gè)波位的波束駐留時(shí)間為2 ms，脈沖積累數(shù)為100。整個(gè)掃描過程中，雷達(dá)對(duì)監(jiān)視區(qū)域共掃描150次。

3.2 仿真結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證基于脈沖追趕同步技術(shù)的空間同步方案的可行性，下面對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)得到的波束指向誤差、接收信噪比和空間覆蓋率三個(gè)檢驗(yàn)參數(shù)的仿真結(jié)果進(jìn)行分析。

3.2.1 波束指向誤差

發(fā)射波束指向誤差和接收波束指向誤差隨時(shí)間的變化情況如圖10、圖11所示。從圖中可以看出，發(fā)射波束指向的最大誤差為20.259 1 m，而發(fā)射波束覆蓋寬度最小值為12.171 3 km，誤差只占0.2%，影響不大；接收波束指向的最大誤差為1.145 4 m×10-10m，誤差可完全忽略。所以空間同步方案的波束指向符合空間同步的要求。

圖10 發(fā)射波束指向誤差隨時(shí)間變化情況

圖11 接收波束指向誤差隨時(shí)間變化情況

3.2.2 接收信噪比

接收信噪比在空間上的分布情況和隨時(shí)間的變化情況如圖12～圖14所示，其中，圖12為單次掃描整個(gè)監(jiān)視區(qū)域接收信噪比的分布圖，圖13為10次掃描整個(gè)監(jiān)視區(qū)域接收信噪比的分布圖，圖14為10次掃描單個(gè)波位接收信噪比隨時(shí)間的變化關(guān)系圖。

圖12 監(jiān)視區(qū)域的接收信噪比分布圖

圖13 10個(gè)掃描周期中的波位接收信噪比的三維圖

圖14 10個(gè)掃描周期中波位接收信噪比的變化情況

觀察圖12～圖14可以得到如下結(jié)論： 1) 接收信噪比的最小值為11.206 5 dB，大于11.2 dB，滿足檢測(cè)信噪比要求，所以空間同步方案的波束駐留設(shè)計(jì)符合空間同步的要求； 2) 靠近飛機(jī)一側(cè)監(jiān)視區(qū)域的接收信噪比更大，靠近飛機(jī)所處緯度區(qū)域的接收信噪比更大； 3) 由圖12 可見，按照固定脈沖積累數(shù)的掃描方案，使得接收信噪比在空間上的分布不均，部分波位的接收信噪比超過了17 dB，造成能量的利用率不高，可以通過控制每個(gè)波位的波束駐留時(shí)間使得接收信噪比分布均衡。

3.2.3 空間覆蓋率

空間覆蓋率在空間上的分布情況和隨時(shí)間的變化情況如圖15～圖17 所示，其中圖15為單次掃描整個(gè)監(jiān)視區(qū)域空間覆蓋率的分布圖，圖16為10次掃描整個(gè)監(jiān)視區(qū)域空間覆蓋率的分布圖，圖17為10次掃描單個(gè)波位空間覆蓋率隨時(shí)間的變化關(guān)系圖。從圖中可以得到如下結(jié)論： 1) 空間覆蓋率最小值為112.27%，實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)視區(qū)域的無縫掃描，所以空間同步方案的空間覆蓋設(shè)計(jì)符合空間同步的要求； 2) 遠(yuǎn)離飛機(jī)一側(cè)監(jiān)視區(qū)域的空間覆蓋率更大，遠(yuǎn)離飛機(jī)所處緯度區(qū)域的空間覆蓋率更大； 3) 由圖16可以發(fā)現(xiàn)，接收信噪比在空間上的分布極其不均，部分波位的空間覆蓋率超過了260%，因此可以通過靈活設(shè)計(jì)波位編排方案使得空間覆蓋率分布更均衡、發(fā)射能量的利用率更高。

圖15 監(jiān)視區(qū)域的空間覆蓋率分布圖

圖17 10個(gè)掃描周期中空間覆蓋率的變化情況

綜合上述分析，可以得到脈沖追趕同步技術(shù)校驗(yàn)參數(shù)表如表2所示，即設(shè)計(jì)的空間同步方案能夠?qū)崿F(xiàn)收發(fā)波束的空間同步，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的預(yù)警監(jiān)視功能，該方案可行，單波束空間同步技術(shù)可以有效運(yùn)用到天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的空間同步中。

表2 檢驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)束語

本文主要針對(duì)天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的空間同步技術(shù)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行研究。將脈沖追趕3種空間同步技術(shù)應(yīng)用到天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的空間同步問題中，對(duì)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)和計(jì)算進(jìn)行了推導(dǎo)；然后，對(duì)脈沖追趕技術(shù)中存在的不足進(jìn)行分析并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案；最后，針對(duì)具體仿真場(chǎng)景設(shè)計(jì)出空間同步方案，并通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)同步方案的可行性進(jìn)行了論證。由理論分析及仿真結(jié)果可知：

1) 脈沖追趕同步技術(shù)應(yīng)用到天空雙基地預(yù)警雷達(dá)的空間同步中，并且可以達(dá)到與單基地雷達(dá)同樣好的掃描性能、測(cè)量精度和分辨率，并且時(shí)域?yàn)V波和空域?yàn)V波相結(jié)合的掃描方式可以濾除副瓣雜波；但其接收波束控制十分復(fù)雜，對(duì)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理速度要求高，增加了裝備的制造難度和成本。

2) 脈沖追趕技術(shù)自身存在空域覆蓋和駐留時(shí)間兩種矛盾，結(jié)合同時(shí)多波束技術(shù)設(shè)計(jì)的多波束脈沖追趕技術(shù)能夠有效化解矛盾，提高空間同步的效率。

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