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      無人機機載雷達現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

      2018-09-03 08:41楊朝棟王舒獻
      西部論叢 2018年8期
      關(guān)鍵詞:無人機發(fā)展趨勢

      楊朝棟 王舒獻

      摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,無人機機載技術(shù)也廣泛的應(yīng)用于戰(zhàn)爭中,成為增強綜合國力的一大因素。本文將分析國內(nèi)外現(xiàn)有的無人機雷達的類型、特點以及裝備情況,并就無人機機載雷達的發(fā)展趨勢做一定的分析。

      關(guān)鍵詞:無人機 機載雷達 發(fā)展趨勢

      引 言

      無人機技術(shù)在近幾年的發(fā)展下越發(fā)成熟,戰(zhàn)爭中也常使用無人機,并且將成為主要的武器,成為一種新的作戰(zhàn)方式,這也將引發(fā)戰(zhàn)場形態(tài)的變化,對未來的軍事作戰(zhàn)產(chǎn)生深遠影響。無人機在戰(zhàn)場上發(fā)揮的重大作用,各國都在爭相發(fā)展無人機。無人機的發(fā)展對于雷達的大小提出更高的要求,由于無人機平臺大小有限,雷達體積和重量過大不便于裝載于無人機上。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新型雷達的出現(xiàn)縮小了雷達體積,增加了無人機有效載荷,同時提高了無人機作戰(zhàn)的性能。

      一、國外無人機載雷達應(yīng)用現(xiàn)狀

      在無人機最初出現(xiàn)時,常被用于測向和測高,但隨著雷達技術(shù)的不斷發(fā)展進步,新型小體積的雷達逐漸的安裝在了無人機上,比如以色列的“赫爾姆斯”等無人機型裝載雷達。雖新型雷達體積小,但仍可以進行長航時的戰(zhàn)場偵察。雷達分類多種多樣,根據(jù)具體的應(yīng)用來選擇適合的雷達。比如無人機機載SAR,可進行遠距離探測,同時成像分辨率也高,可進行全天時、全天候的探測。在戰(zhàn)場上也能穿云透霧,可以跟蹤移動的目標(biāo)。

      (一)長航時的合成孔徑雷達(TESAR)。最初的長航時是用于裝備“捕食者”無人機,其工作波段為Ku波段,分辨率高,同時使用時間廣泛,不分白天黑夜均可使用。并且相較于其他合成孔徑雷達,還增加了移動目標(biāo)模式,并且該移動目標(biāo)模式以被評估為可以增強“捕食者”的廣域搜索能力,并且在進一步結(jié)合光電以及紅外線的傳感增加追蹤移動目標(biāo)的能力。

      (二)AN/APY-8 Lynx 合成孔徑雷達。該合成孔徑是由原子能公司開發(fā),主要工作波段也是Ku,其工作方式有兩種:合成孔徑雷達和實施移動目標(biāo)工作方式。前一種方式分辨率為30cm,在天氣情況較好的條件下,分辨率可以高達10cm。利用在不同時期同一地區(qū)的圖像內(nèi)容進行對比,有利于提取所需要的信息。Lynx雷達可以在惡劣的天氣情況下進行輔助定位??梢园惭b在無人機上并通過三維合成孔徑進行目標(biāo)定位,且定位精度可以達到1km內(nèi)。

      (三)戰(zhàn)術(shù)無人機雷達(TUAVR)?!皯?zhàn)術(shù)無人機雷達”是由美國陸軍開發(fā)所研制的,且重量較小,能實現(xiàn)“長航時合成孔徑雷達”的大部分功能,TUAVR在移動目標(biāo)指示時分辨率較高,有效半徑為15km。工作波段仍為Ku波段,功能上分為合成孔徑雷達和移動目標(biāo)兩種工作方式,合成孔徑雷達又有兩種工作模式,即條帶模式和聚束模式。聚束模式有利于從各個視角獲得圖像,獲取所需要的信息,也有利于無人機的精確定位。

      (四) QuaSAR 合成孔徑雷達

      QuaSAR 合成孔徑雷達是由英國開發(fā)的雷達,開發(fā)公司將“通用雷達組件”技術(shù)融入其中,QuaSAR雷達型號復(fù)雜,工作波段有L、S、C,X 或Ku 波段。工作方式相比前幾種更加復(fù)雜多樣,主要有條帶測繪、聚束、移動目標(biāo)指示和大面積海上成像這幾種工作方式。

      二、無人機機載雷達的發(fā)展趨勢

      無人機的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的作戰(zhàn)方式,現(xiàn)代的戰(zhàn)爭已經(jīng)向著高科技信息化方向發(fā)展,無人機在奪取空權(quán)和作戰(zhàn)時有著不可取代的優(yōu)點。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,無人機也正在朝著智能化和高速化發(fā)展,并且無人機具有全天候的特點,不受天氣限制,有利于在各種天氣下進行作戰(zhàn),這也將改變傳統(tǒng)無人機在戰(zhàn)場上的輔助角色,成為目前作戰(zhàn)的主要裝備。預(yù)計在今后的作戰(zhàn)中,無人機作戰(zhàn)飛機將逐漸取代載人戰(zhàn)斗機,這樣在一定程度上也減少了人員的傷亡。

      (一)無人機機載SAR的改進。1.無人機機載SAR向小型化發(fā)展。無人機對于雷達的體積要求是較高的,目前的無人機載SAR也向著體積小、重量輕的方面發(fā)展,當(dāng)前機載小型SAR有多種工作波段,并且可以進行條幅式掃描和運動目標(biāo)探測的功能。2.圖像分辨率進一步提高。在雷達技術(shù)不斷提高的背景下,雷達的各方面性能也在不斷地提升,分辨率的提高對于雷達獲取目標(biāo)信息有巨大的幫助作用,分辨率的提升在瞄準(zhǔn)目標(biāo)時,有利于更精準(zhǔn)的打擊目標(biāo),比如目前的無人機Lynx雷達,當(dāng)作戰(zhàn)距離縮小到30km時,分辨率就可高達10cm。3.采用有源相控陣的體制。有源相控雷達在一定程度上可以提高無人機的抗干擾能力,雷達可以進行波束變頻,且視野開闊,具有較高的隱蔽性。并且目前的有源相控陣雷達已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于美國“全球鷹”等無人機上,并且意大利的有源相控陣監(jiān)視已經(jīng)得到了較大的發(fā)展,所開發(fā)的雷達質(zhì)量僅控制在10kg內(nèi)。

      (二)無人機機載預(yù)警雷達。目前的預(yù)警機的工作效果受自身航時和機載人員等方面控制,這也就促進了新型預(yù)警機的出現(xiàn),新型預(yù)警機航時長、覆蓋面積廣、不受人的生理限制,有利于客觀公正的進行預(yù)警,防止錯誤預(yù)警的發(fā)生,在無人預(yù)警機上將會發(fā)揮巨大作用。

      (三)雷達天線的共形技術(shù)。無人機的雷達共性天線可以分布在機體表面,以實現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤和成像。同時雷達共性天線質(zhì)量較輕,并不會給無人機增加負擔(dān)。希望在未來可以將雷達設(shè)計成為機身的一部分,減少天線數(shù)量,簡化飛機的整體外形。

      (四)多傳感器的綜合使用。無人機技術(shù)發(fā)展越來越復(fù)雜,無人機提供的功能也越來越多,但無人機載荷量有限,無法搭載數(shù)量太多的設(shè)備,并且搭載的傳感器從單一傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)檩d機傳感器。多傳感器的綜合也有利于減輕傳感器的種類,減輕無人機的負重。在執(zhí)行任務(wù)時,傳感器可以根據(jù)任務(wù)需求來選擇合適的模式,在復(fù)雜的電子環(huán)境下,單一無人的機載SAR無法準(zhǔn)確的獲取目標(biāo),大多還搭載了標(biāo)準(zhǔn)的光電/紅外傳感器,以達到對SAR定位的固定或移動目標(biāo)進行精確的識別,采用綜合的多傳感器同時可實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的共享融合,確保信息的準(zhǔn)確性和及時性。

      三、結(jié)束語

      科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,無人機技術(shù)也快速的發(fā)展著,未來新技術(shù)的研發(fā)將不斷促進無人機技術(shù)的發(fā)展。美國、以色列以及歐洲等國家的無人機載雷達的發(fā)展水平已經(jīng)處于領(lǐng)先地位。我國的無人機機載雷達也有了一定的效果,目前我國需要繼續(xù)加大科研投資力度,爭取不斷提高我國的無人機載雷達的水平。

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