登陆注册
14673200000008

第8章 纷至沓来—脉冲多普勒雷达

1.从多普勒效应到多普勒雷达

在日常生活中,我们会注意到,一辆发出尖锐警报声的警车从远处迎面驶来的时候,当警车离你越近时,它的汽笛声的音调就会越高。当警车开始远离你的时候,你所听到的音调却又越来越低,这种现象就称为多普勒效应。

奥地利伟大的物理学家多普勒是这样来解释这种奇怪的现象的:一辆朝你高速驶来的警车发出的声波对你而言是稍微被压缩从而显得格外集中,这时你听到的声音波长远短于这个声源静止时发出的波,而短波音调就显得较高。相反,离你而去的声源的声波是稍微被扩散而被拉长,这时你听到声音的波长比该声源静止时发出的波长要来得长,长波的音调就显得较低了。

脉冲多普勒雷达,简称PD雷达,是一种应用多普勒效应能够在强烈的背景(地、海面)杂波干扰下细心地发现运动目标,并测量运动目标的位置和相对速度的脉冲雷达。

脉冲多普勒雷达的工作原理是:当雷达向空中发射出一个固定频率的脉冲波对空扫描时,只要遇到活动目标,回波的频率与发射波的频率就会出现频率差,这种偏差称为多普勒频率。根据多普勒频率的大小,可测出任何一个运动目标相对于雷达的径向相对运动速度;根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标和雷达之间的距离。同时你要再用上频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线,滤除去干扰杂波的谱线,就可以使雷达从强杂波中分辨出寻找它的目标信号。我国空军的米格27战斗机上装备跟踪雷达的就是这种“N001”脉冲多普勒雷达。

脉冲多普勒雷达具有世界上最好的抗杂波性能,它能够对运动目标进行精确的测速和具有很高的速度分辨率。自它20世纪50年代诞生以来,发展非常之快,随着微电子技术和数字技术的飞速发展,它的应用范围也越来越广。脉冲多普勒雷达还具有很好的下视能力,能对付任何低空飞行的飞机和巡航导弹,所以现在大多数战机都装备着这种雷达,以增强它预警、格斗、截击和载炸等能力。

2.脉冲多普勒雷达的缺点

人无完人,金无足赤,世界上没有绝对完美的东西,这种雷达也有不少缺点。脉冲多普勒雷达的致命弱点主要有以下三个方面:

(一)电子干扰

(1)速度假目标干扰

这种样式的干扰也叫随机多普勒干扰,就是利用复制信号延续时间长的这一特点,让干扰程序在一定的空间里,无中生有,产生多个具有模拟本机或其他速度的假目标,用以迷惑敌方的多普勒雷达。这种干扰样式通过在敌方雷达的发射信号上,再随机叠加一些多普勒频率,从而使敌方雷达在多普勒域上产生许多类似目标的信号。速度假目标的频移是通过一种特殊的数控移相器完成的。

(2)速度波门拖引

它是通过连续改变多普勒雷达信号的载波频率,使多普勒雷达的速度跟踪波门随干扰信号偏移开,最后丢失跟踪目标。

(3)多普勒噪声干扰

这种干扰也叫高精度的窄带瞄准式噪声干扰。由于脉冲多普勒雷达滤波器带宽很窄,一般只有数百赫兹,因此让干扰机瞄准多普勒雷达这个窄带滤波器,使用快速扫描锯齿波对移相器进行锯齿形调相,这一调整,就使多普勒雷达无法根据目标速度的差别来发现目标,这就形成了一种完美的对多普勒雷达的搜索功能的干扰。

(4)距离波门拖引干扰

这种干扰就是干扰脉冲多普勒雷达的跟踪状态,让多普勒雷达丢失跟踪目标。这种干扰可以在对敌方雷达信号进行时延(拖距)的同时,再通过变频进行速度欺骗。

(二)雷达扫描盲区

脉冲多普勒雷达扫瞄范围并不能达到360°全方位,而是存在大片盲区。以美国F16A装备的APG-66雷达参数来说,它对雷达波的反射面积是5米,目标的仰视发现距离为60~90千米,俯视发现距离只有46~65千米,而它的总探测范围为:方位×俯仰=120°×120°。

(三)先天不足—多普勒雷达自身的缺陷

(1)多普勒雷达根本无法躲开那些来自地面的强烈的杂波干扰,因此可以采用超低空战术进行躲避。

(2)从原理上讲,当目标飞机突然改变了运动方向,使相对速度矢量和对方飞机的运动方向(切向飞行)相垂直,则它相对于雷达的径向速度为0,多谱勒频率也就为0,则雷达就根本无法检测,导致目标脱锁(注:0频的杂波可以在雷达载机垂直向下的地面以近乎镜面反射造成)。

多普勒雷达发出阵阵的脉冲雷达波,它的地面固定目标就会产生回波,回波频率和雷达的主脉冲电波一致,而运动目标的回波频率则和地面目标不一样,这样就可以把飞机同地面背景信号区分开。而像面所说的突然转向机动,则可以使雷达把目标机当做地面回波信号过滤掉,使敌人雷达对自己脱锁。

同类推荐
  • 科技轶闻趣事(科学知识大课堂)

    科技轶闻趣事(科学知识大课堂)

    为了普及科学知识,探索科学发展的历程,领略科学丰富多彩的趣味,弘扬科学名家的丰功伟绩,学习科学家不懈的创新精神与无私的奉献精神,培养青少年科学、爱科学的浓厚兴趣,并密切结合青少年朋友日常的生活与学习特点,我们组织编写了这套《科学知识大课堂》。作为一套普及科学知识的通俗读物,本书有别于专业的学术论著,侧重于知识性、趣味性、实用性,注重对青少年科技素质的培育、科学兴趣的培养、科学精神的塑造与科学方法的启迪,不求面面俱到,但求言之有物,物有所指,指有所发。
  • 还原真实的自然

    还原真实的自然

    本书介绍了冰雹的形成和危害、雾是由水汽凝结而成、雪花的尺寸、下雪天特别安静的原因、神奇的地光、地震海啸的危害等内容。
  • 宇宙科学知识

    宇宙科学知识

    在过去漫长的岁月中,人类的发展经历了轰轰烈烈的变迁:从原始人的茹毛饮血到色彩斑谰的现代生活;从古代社会的结绳计数到现代社会垄断人类生活的互联网;从古代的四大发明到上世纪中叶的月球着陆,火箭升天。人类几乎在任何领域都取得了令人惊叹的成就。技术更新,知识爆炸,信息扩张……一系列代表着人类社会巨大进步的词汇,充斥着我们的社会,使每个人都感到在巨大的社会进步面前人类自身的局限。作为人类社会充满生机和活力的群体——青少年朋友,在对现有书本知识学习的基础上,更充满着对一切现代科学技术和信息技术的无限渴望。
  • 网络世界

    网络世界

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。科学教育,是提高青少年素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。科学教育,让广大青少年树立这样一个牢固的信念:科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象,研究和掌握新规律,它是创造性的,它又是在不懈地追求真理,需要我们不断地努力奋斗。
  • 智慧百科(科学卷)

    智慧百科(科学卷)

    本系列丛书一共为分9卷,分别主动物卷、奥运卷、航天卷、军事卷、植物卷、体育卷、历史卷、科学卷、人体卷。
热门推荐
  • 骑士之争

    骑士之争

    他失去了自己的记忆,他不死不老,他见证了帝国从魔法发展到科技,他如同活死人一般活了100年。杀戮的魔物!各自为势的骑士团!上古骑士的复苏!帝国惊人的科技!骑士们的千姿百态!背叛与贪婪,友谊与爱情,信仰与荣耀,奇迹与阴谋,对死的畏惧与对生的渴望。这便是骑士的战争!这也是力量的角逐!这是属于世界的赞歌!
  • 曾经爱你如命

    曾经爱你如命

    安然闭上眼,脑中浮起那年出现在她家院子里的刚毅男子:他有高高的鼻,深邃的眼,他有军人的正直,还有无与伦比的定力。众生,那是她的众生啊!纵然风华绝代,纵然颠倒了全世界,也来不及颠倒过她的,众生。
  • 丰雍韵事

    丰雍韵事

    不是所有的婚姻都是奔着爱情去的,也不是所有的爱情都会以婚姻为归宿。她,嫁给了一位有恩于自己的男人,却恋上了一位无法相守的男人,婚姻只成了彼此的“保护符”......她,生于羞于启齿的家庭,却有一颗心比天高的心,奋斗路上必定要穿越荆棘和丛林......
  • 我在三国是巨星

    我在三国是巨星

    我是明星!不,你是一个戏子。我会踢球!你是一个戏子。我会诗词歌赋!你还是一个戏子。好吧,我就算是戏子也要做最强戏子!---------------------------------这是刘川带着超级巨星系统从21世纪穿越到另一个平行世界东汉末年发生的故事
  • 剑仙破

    剑仙破

    主人公陈翔没有惊人的天赋,也没有过目不忘的能力,这没有什么好的身世。有的只是他的努力。
  • 随身空间:农女也修仙

    随身空间:农女也修仙

    未完结……菇凉我换阵地了,菇凉们不要入坑。古月,一个普通的农村女大学生,一个意外之喜让她拥有了空间。从此治病救人,修仙长生都尽在手中!然而也是这个空间让她的身世充满了迷雾,揭开谜底的路途中困难重重,她到底是去是留?且看她一步一步逐渐揭开的身世之谜,顺便收获妻奴一枚!“殿下,姑娘……”“什么姑娘?要叫夫人!”“殿下,夫人把偏殿拆了!”“什么?怎么拆的?夫人没累着吧?”“……”
  • 齐天剑帝

    齐天剑帝

    齐天大陆,宗门林立,妖兽横行,万法争鸣。人族少年桀骜不驯,自大山走出,炼元气修神功,以一腔热血与不屈斗志纵横剑道,成就一代齐天剑帝!辱人者,人恒辱之;杀人者,人恒诛之!——林落。
  • 孤独豆蔻

    孤独豆蔻

    我们的青春里存在这么几种人,一是如李娴静一般的成绩优秀者,二是如刘语晨这样的富家千金,还有以李凝源为代表的叛逆少年,更离不开外向开朗的徐庭玉。根据真实故事改编,愿豆蔻青春的情愫得以理解。
  • 恋上夕阳

    恋上夕阳

    ”南山南~悲秋悲~“喝着最后一口烈酒望着夕阳。前言,喜欢淡淡的感觉爱真真切切,伤痛咽下我的生活就是一部戏。这篇小说有一半是属于我自己的真实感情世界,用小说的形式让它存在过!力推我的处女作品,给你带来惊喜
  • 特工狂龙

    特工狂龙

    意外的被人陷害,突如其来的重生,让从小就是纨绔公子的龙飞瞬间醒悟了!他身兼多职,无论是练气高手、龙氏家族掌权人、还是花都情圣都不足已形容他。不管是端庄典雅的女明星、冰清玉洁的校花、魔鬼身材的萝莉、暗送秋波的御姐、在龙飞的眼中已经成为了过眼浮云。