测角被动雷达的技术方案

测角被动雷达的技术方案,测角被动雷达作者:陈必红深圳大学数学系,问题说明,本方案试图给出一雷达系统的方案,这个方案应当能够抗极强干扰,且能够发现类似隐形飞机,隐形导弹的任何目标.,研究背景,无论是科索沃战争还是伊拉克战争,都发现现代雷达的抗干扰能力很差,因此一旦受到强烈干扰,雷达系统往往处于瘫痪状态.因此,研究一种不怕干扰,能够发现隐性目标的雷达,是保卫祖国的迫切需要.,方案要点,第1要点:把天空照亮第2要点:只测角,不测距,第一要点:把天空照亮,1,用许多廉价的,便宜的发射机和发射天线,以大角度向天空随意地照射.考虑到家庭微波炉如此便宜,因此将这样的发射机密集地遍布一片地区,例如,每个电线杆,每一个建筑物上都设一个是可行的.2,发射机可以发射任何波形,但是为防止对接收机的直接干扰,可用方波调制,方波的宽度可以考虑为100微秒到一毫秒.3,发射频率不需要保密,完全可以对敌人公开,图示:,代表天线,接收机,接收机只测角度,即只测什么方向来的信号最强,可以由捆绑在一起的5个接收机加天线构成.,A,C,D,E,B,接收机,处于中心位置的接收机称为A,上下左右四个接收机称为B,C,D,E.形成五个波束照向天空.,A,C,D,E,B,发现目标的判决规则,如果A的信号明显高于B,C,D,E的信号,表示此方向上发现目标,A,B,C,D,E,天线转速,传统雷达因要等待脉冲的返回,因此天线转速为每分钟6转左右本方案天线转速不限,也许能够达到每分钟几万转.总之越快越好.主要受噪声大小限制.,相控阵,更为昂贵的办法,接收机其实由几百到上千个接收机和天线组成相控阵,则不需要旋转,相当于眼睛中的视网膜,则目标一落入视线将立即被发现,单个接收机只能发现目标方位,不能发现目标距离,可能的显示屏图案:,仰角,方位角,90,45,0,180,360,如有两个不同位置的接收机配合计算,可以定位,b,接收机1,接收机2,此方案的优点,1,抗干扰2,抗打击3,能够发现隐形飞机,1,抗干扰,任何有源干扰都只不过在屏幕上形成一个亮点,无法对目标进行隐藏.而此方案能够对干扰源进行定位后用导弹对其实施打击.,2,抗打击,发射源成千上万,且价钱极为便宜,可以考虑城市的每个建筑物每个电线杆子上都装一个发射机.现在一个家用微波炉只有几百元钱,和路边的路灯价钱差不多.因此不怕敌人打掉一部分发射源.而接收机只接收不发射,敌人根本无法对接收机进行定位.,3,能够发现隐形飞机,隐形飞机能够将自己的雷达截面积缩小为通常的十分之一,但仍然不能够做到零雷达截面积.这个时候其实脉冲雷达的功率提高十倍,也就能够发现隐形飞机.但脉冲雷达要分析波形信息,极易受干扰.在强的电子干扰的环境下,脉冲雷达无法发现隐形飞机.但是本方案只测角度,有源干扰对其无效,因此能够发现隐形飞机.,隐形飞机的原理,隐形飞机通常用两种手段进行隐形,一是形状设计,二是隐形涂料,哪种更主要一些呢?,应当是形状更为主要一些,如果涂料主要,则美国的所有飞机都可成为隐形飞机,只需涂上涂料即可.但事实上美国并不是所有飞机都是隐形飞机,而是一些特定的飞机被称作隐形飞机,由此推断涂料不主要,主要是形状.,传统的雷达发射和接收天线在一起,因此只接收正发射正返回的回波,任何金属物体相当于镜子,如果镜子是圆的,则对于传统雷达,将从波束来的切线方向反射回波,如果镜子是平的,则只有与波束来的方向垂直,才有回波反射,否则将波束反射到别处,接收机接收不到,因此,只要将飞机的形状,尽量做成由一些平面构成,这些平面与地面或者其它方向来的波束成直角的概率极低,就是隐形飞机了.当然,各个平面的接缝处仍然会有衍射,因此不可能将雷达截面积缩为0.或者说,隐形飞机的原理,是将大部分的入射能量反射到到别处去了.,但是,当波束是从四面八方射过来时,隐形飞机根本就无所遁形,反射的能量是足够被发现的.,此方案的缺点,定位精度差耗电量大,定位精度差,虽然定位精度不如脉冲雷达,但是在脉冲雷达被干扰的情况下,差总比根本发现不了目标要好.在导弹上装的制导雷达也是只有接收机,就可以做得很小,而且导弹的反馈调节性,在不断接近目标的过程中,并不太在乎这个定位精度差,而且很难被干扰.,耗电量大,正因为耗电量大,因此,此方案和脉冲雷达配合使用.如果没有干扰,就用脉冲雷达,一旦发现干扰,说明处于战时状态,这个时候一个城市即使耗尽一半的电力来保卫自己也是值的.而敌方干扰也要消耗能量,且暴露干扰源位置,可发射导弹消灭干扰源后,再回复到脉冲雷达工作的状态.,进一步的考虑,天空本来就是“亮”的？,现在的天空，已经存在着各种电磁波，例如，电视信号，手机信号，等等。因此，也许天空本来就是亮的。但是如果只利用已经存在着的电磁波，缺少主动性，也并不清楚这些电磁波的效果如何。因此本人仍然主张要主动性地向天空照射使之更“亮”。,美国是否已经有了这种技术？,有没有不知道，但是就从最近的伊拉克战争，可以认为美国的爱国者反导系统的雷达仍然是传统的脉冲式的。这是因为，有新闻报导说，在伊战争中，一次美国战机发现地面的爱国者系统的雷达将其锁定，就发射导弹击中雷达。,但是本方案是无源的接收机,因此，战机是不可能知道自己是否被锁定的。由此推断美国方面也仍然在用传统的脉冲制雷达。本方案一经采用，美国耗费多少亿美元的隐形战机立即无