隐身飞机随队干扰对雷达探测性能的影响
雷达隐身技术的发展及应用

电子科技大学学报Journal of University of Electronic Science and Technology of China雷达隐身技术的发展及应用彭淼2013030304003电子科技大学微电子与固体电子学院电子科学与技术系成都四川610054擅要:在现代战争中,伴随高技术武器投入使用,雷达隐身技术的发展得到了迅速提升,并逐渐成熟,在各类武器装备研制中的应用也越来越多,可以预见在不远的未来,隐身技术必将有更好的发展与应用。
关键词:隐身技术;发展;应用1引言在现代战争中,雷达要在监视和搜索敌方的同时,不被敌方侦察和电子支援系统发现,来消除反辐射导弹和隐身目标的威胁。
从这一层面说,兼具隐身与反隐身特性的雷达才能在现代战场环境中立足。
海湾战争中,联合部队的第一轮打击几乎摧毁了所有伊拉克雷达。
在失去了雷达情报的劣势下,伊拉克的空军的作战能力基本丧失。
因此,雷达及其隐身特性已成为左右现代战争战局的重要因素之一。
此外,由于现代隐身技术被广泛应用于军事领域,雷达低可视目标就此出现,如美国的F-117A,B-2等。
当下雷达在确保自身隐蔽的同时,又要有足以侦测到敌方目标,这样雷达技术就面临了一个新课题——探索反隐身技术。
隐身技术的应用致使战场军事装备偏向隐身化。
由于各种精确制导武器和新型探测系统相继出现,隐身兵器变得越发重要,隐身技术得到各军事强国的积极研究,并取得了重大进展,部分已经投入战场,在战争中显示出巨大威力。
本文在这里加以探讨。
隐身技术,其实质是指运用各种技术、手段、措施来削弱、改变、降低兵器原有的声波、电磁波、辐射等信息特征。
其重点是缩减红外辐射功率和雷达反射功率等。
由于各种精确制导武器和新型探测系统相继出现,隐身技术的研发和应用取得了突破性进展,研制出隐身战斗机、隐身轰炸机、隐身舰船、隐身巡航导弹和隐身装甲车等。
隐身技术的迅速发展对战略和战术防御系统提出了严峻挑战,迫使人们考虑如何摧毁隐身兵器并研究反隐身对抗技术。
无源有源相控阵雷达原理、电扫阵列及典型雷达系统

相参技术相参雷达是指雷达系统的发射信号、本振电压、相参震荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号提供,使得这些信号之间可以保持确定的相位关系,同时接收的回波信号也可以提取信号的相位信息。
相参技术对主振源信号具有极高的频率稳定度要求和频谱纯度,对天线性能,信号处理器等都具有很高的要求。
相同频率,不同相位的信号叠加效果移相器移相器的作用是将信号的相位移动一个角度,相位和频率保持稳定的对应关系是移相器的一个重要特性。
铁氧体移相器铁氧体移相器的基本原理是利用外加直流磁场改变波导内铁氧体的导磁系数,从而改变电磁波的相速,得到不同的相移量。
铁氧体移相器的主要优点是承受功率较高,插入损耗较小,带宽较宽。
其缺点是所需激励功率比PIN管移相器大,开关时间在微秒(us)量级。
半导体PIN二极管PIN二极管开关从“开”到“关”或者相反动作的起始状态达到稳定状态的时间称为开关时间。
以半导体PIN二极管作为开关器件的数字式移相器相位转换时间可以达到纳秒(ns)量级。
GaAs FETGaAs FET开关是数控移相器的主要构成元素,它作为一个三端器件,可以通过对栅偏置电压的控制来改变源漏间电阻,从而实现开关动作,转换时间也在纳秒(ns)量级。
相控阵雷达原理有了信号叠加的原理和移相器,相控阵雷达原理就好理解了,其基本思想:通过移相器改变每个辐射元件发射信号的相位,以提供相长/相消干涉,从而实现波束的电子扫描,在期望的方向上形成窄波束,雷达天线不需要机械转动。
电子扫描阵列很好的解决了机械雷达的机械惯性和扫描需要时间长等问题,实现了波束指向的无惯性快速扫描,为任务的灵活敏捷性创造了很好的条件。
相控阵天线是相控阵雷达组成的核心之一,相控阵天线既有有源、无源之分,也有一维、二维之分。
无源电子扫描阵列Passive Electronically Scanned Array, PESA无源电子扫描阵列天线表面的阵元只有改变信号相位的能力而没有发射信号的能力,信号的产生还是依靠天线后方的信号产生器,然后利用波导管将产生的信号号送到信号放大器上,再传送到阵列单元上面,接收时则反向而行。
隐形战 机

三.隐身战斗机的隐形技术
1.隐身技术:又称隐形技术,或称“低可探溯技术”.它是通过降低目 标的信号特征,使其难以被发现和识别的技术.它综合应用了诸如 流体动力学、电磁学、光学、声学、材料科学,等众多学科的研究 成果. 现代战场上的侦察探测系统主要有雷达、红外、电子、可见光、 声波等,因此也相应地发展了反雷达探测、反红外探测、反电子探 测、反可见光探测、和反声波探测等隐形技术.由于雷达是世界上 最重要的侦察装置之一,反雷达探测自然成为一种最重要的隐形技 术. 2.基本的反雷达探测隐身技术 (1)隐身外形技术 电磁波的散射与散射体的几何形状密切相关,合理设计目标的外形 是反雷达探测隐身技术的重要措施之一对德形飞机的外形设计采用 的主要措施是:
目录
一.隐形战斗机的发展 二.隐形战斗机的原理 三.隐身战斗机的隐形技术 四.隐形战机的未来
一.隐形战斗机的发展
1977年名为“海弗蓝”的验证Байду номын сангаас已经准备好开启飞机 隐形时代的序幕。
首架战机
隐形战斗机F-117A隐形战斗机是洛克希德公司于80年代为美空军秘密研 制的第一代隐形战斗机。也是世界航空史上的第一架隐形战斗机。由于奇特 的外形设计,在研制和试飞时曾在相当长时间内,被当作“空中飞碟”和 “不明飞行物”1990年美军入侵巴拿马,该机首次用于实战,但命中率很差。 1991年海湾战争中,36架曾出击达1270次的F-117A隐形战斗轰炸机都没有被 击中,并且都能准确地进行超低空投弹,轰炸了设防严密的伊军战略目标80个。
四.隐形战机的未来
现在是普通的通过涂吸收涂料和缩小雷达反射面积来达到隐身,下 一步将是等离子隐身,就是在机身外覆盖等离子体屏蔽雷达波,但这样自 身也无法接收和发送信息,且能量消耗很大,未来可能会达到光学隐身, 就是真正的看不见,目前与之有关的技术是光波绕行技术,使光线射到机 身时不是反射而是绕过去,但这种技术仅仅停留在理论阶段。
米波三坐标雷达:让隐形战机无处可藏

米波三坐标雷达:让隐形战机无处可藏作者:张强来源:《发明与创新·大科技》 2017年第3期在近日举行的国家科学技术奖励大会上,中国电子科技集团公司第三十八研究所研制的米波三坐标雷达获得国家科技进步奖二等奖。
国防科技大学国家安全与军事战略研究中心军事专家王群教授介绍说:“毫无疑问,米波三坐标雷达可以更好地实现对隐形战机高质量的定位和追踪。
在国际上,法国、德国和俄罗斯的米波雷达研究水平比较高,在探测高速、高机动的隐形战机方面都有过人之处。
这次我国获奖的米波雷达在主要性能指标上有所超越,但要实现全面超越并保持领先水平,恐怕还得不断加大研发力度。
因为随着中国歼-20和俄罗斯T-50隐形战机的列装,在需求的牵引下,西方世界很可能将目光重新转向米波雷达等反隐形雷达的研究。
”可对目标进行三坐标定位王群介绍,米波雷达是指工作波长在1米至10米,工作频段在30兆赫兹至300兆赫兹的一种长波雷达,又名超短波雷达或甚高频(VHF)雷达。
传统或普通的米波雷达多使用简单的八木天线或老式网状矩形抛物面天线,基本只能测量目标的距离和方位两个坐标,所以属于两坐标雷达。
这种雷达只能实现对平面(地面或海面)目标定位,无法对空中目标定位。
而米波三坐标雷达是指既能测量目标的距离和方位两个坐标,也能测量目标俯仰角或高度的米波雷达,它不仅可以对平面目标定位,而且可以对空中目标定位,并用于目标跟踪。
“显然,相对于米波两坐标雷达,米波三坐标雷达的主要优势就是能对目标进行三坐标定位,功能多,目标适应性好,识别能力强。
”王群说。
法国、德国和俄罗斯的米波雷达研究水平比较高。
像法国的米波综合脉冲孔径雷达(RIAS)、德国的米波圆阵列雷达(MELISSA)、俄罗斯的东方-E和天空-Y雷达等,都是性能不俗、有代表性的米波三坐标雷达。
其中,RIAS采用了全向天线单元稀疏阵和宽脉冲全向辐射等技术,MELISSA采用了全向发射、圆阵列多路接收和多波束等技术,而东方-E和天空-Y雷达则采用了有源相控阵、时间-空间数字化处理和单通道接收传输等技术。
哈工大—雷达对抗第5章—雷达干扰技术

遮盖性干扰
5.3.2最佳遮盖干扰波形
• •
最佳干扰波形就是随机性最强或不确定性最大的波形。 在限制平均功率的情况下,熵最大的最佳遮盖干扰波 形为正态分布的噪声。 熵定义为H ( x) p ( x) log a p ( x)dx
p ( x)dx 1 条件 x 2 p ( x)dx 2
電子工程技術研究所
遮盖性干扰
5.3遮盖性干扰
•
• •
有源干扰按干扰信号的作用机理可分为:遮 盖性干扰和欺骗性干扰 前面分析的干扰方程一般形式主要针对的就 是单站雷达的遮盖性有源干扰 遮盖性干扰就是用干扰信号淹没有用信号, 阻碍雷达检测目标信息,实际就是降低信噪 比以在恒虚警检测中降低发现概率。
電子工程技術研究所
2 2
2
有效干扰扇面 j 2 2
Pj G j Gt
4 k j Rt 2 0.5 PG Kj t t Rj
電子工程技術研究所
干扰方程
干扰在目标上时有效干扰扇面要求
•
有效干扰扇面是指在最小干扰距离上干扰能压制 信号的扇面,在此扇面内雷达不能发现目标。
電子工程技術研究所
概述
干扰分类方法
•
• • •
能量来源:有源(Active),无源(Passive) 产生途径:有意干扰,无意干扰 作用机理:遮盖性干扰,欺骗性干扰 空间位置:远距离支援干扰(SOJ, Stand off Jam
ming),随队干扰(ESJ, Escort Jamming) ,自卫 干扰(SSJ, Self Screening Jamming) ,近距离干 扰(SFJ, Stand Forward Jamming)
米波三坐标雷达:让隐形战机无处可藏

2017.1发明与创新2017.3▲JY-26型反隐身雷达(图/中华网)在近日举行的国家科学技术奖励大会上,中国电子科技集团公司第三十八研究所研制的米波三坐标雷达获得国家科技进步奖二等奖。
国防科技大学国家安全与军事战略研究中心军事专家王群教授介绍说:“毫无疑问,米波三坐标雷达可以更好地实现对隐形战机高质量的定位和追踪。
在国际上,法国、德国和俄罗斯的米波雷达研究水平比较高,在探测高速、高机动的隐形战机方面都有过人之处。
这次我国获奖的米波雷达在主要性能指标上有所超越,但要实现全面超越并保持领先水平,恐怕还得不断加大研发力度。
因为随着中国歼-20和俄罗斯T-50隐形战机的列装,在需求的牵引下,西方世界很可能将目光重新转向米波雷达等反隐形雷达的研究。
”王群介绍,米波雷达是指工作波长在1米至10米,工作频段在30兆赫兹至300兆赫兹的一种长波雷达,又名超短波雷达或甚高频(VHF )雷达。
传统或普通的米波雷达多使用简单的八木天线或老式网状矩形抛物面天线,基本只能测量目标的距离和方位两个坐标,所以属于两坐标雷达。
这种雷达只能实现对平面(地面或海面)目标定位,无法对空中目标定位。
而米波三坐标雷达是指既能测量目标的距离和方位两个坐标,也能测量目标俯仰角或高度的米波雷达,它不仅可以对平面目标定位,而且可以对空中目标定位,并用于目标跟踪。
“显然,相对于米波两坐标雷达,米波三坐标雷达的主要优势就是能对目标进行三坐标定位,功能多,目标适应性好,识别能力强。
”王群说。
法国、德国和俄罗斯的米波雷达研究水平比较高。
像法国的米波综合脉冲孔径雷达(RIAS )、德国的米波圆阵列雷达(MELISSA )、俄罗斯的东方-E 和天空-Y 雷达等,都是性能不俗、有代表性的米波三坐标雷达。
其中,RIAS 采用了全向天线单元稀疏阵和宽脉冲全向辐射等技术,MELISSA 采用了全向发射、圆阵列多路接收和多波束等技术,而东方-E 和天空-Y 雷达则采用了有源相控阵、时间-空间数字化处理和单通道接收传输等技术。
飞机的隐身设计
飞机的隐身设计作者:李忠东周易来源:《中国科技纵横》2012年第09期在现代战场上,探测手段日新月异,精确制导武器的打击精度迅速提高,突防的飞机一旦被敌方发现,往往难逃被摧毁的命运。
飞机的设计需考虑隐身性能。
目前根据所对抗的探测装置,飞机已成功应用的隐身技术包括雷达隐身、红外隐身、可见光隐身、声隐身。
由于当前用于发现及跟踪飞机的主要手段是雷达,且一部分地空导弹及空空导弹采用雷达制导,因此,飞机必须将针对雷达的隐身设计放在首位。
1、隐身的核心问题隐身是为了降低飞机被雷达探测到的可能性。
雷达通过发射和接收电磁波探测目标。
目标向雷达反射回波能力的大小,用雷达散射截面积(RCS)来表征。
根据雷达方程,雷达对目标的探测距离与目标散射截面积的四次方根成正比:R∝根据这个比例关系,假设一部雷达能够在100km处发现RCS为100平方米的目标,如果目标的RCS减小到10平方米,则探测距离下降为56km;RCS减小到1平方米,则探测距离下降为32km。
可见伴随目标RCS的减小,雷达对飞机的探测距离在缩短,这对突防的飞机来说是非常重要的。
假设一架飞机要攻击一个目标,沿途需要突破敌方的空中预警区,地面预警雷达、搜索制导雷达防御圈,要完成突防任务,是相当困难的。
如果换一架隐身飞机,假定它使雷达的探测距离缩短2/3,那么它就可以从容的突破防御系统,对目标进行攻击而不被发现。
因此,采用隐身技术设计的飞机可缩短雷达对其探测距离,从而有效提高飞机的生存能力和作战效能。
而雷达隐身的核心问题就是减小飞机的RCS。
目前,由于技术的限制,不可能使得飞机上下左右前后各个方向都有非常小的RCS,只能在重点方向上减小RCS。
由于飞机在突防中,只需穿越雷达网的间隙,就可以不被雷达探测到,因而很少有雷达能从飞机的正上方或正下方进行探测,所以只要将飞机水平面上下一定角范围内的RCS减小,就可有效降低飞机被雷达探测到的概率。
而在个范围内,机头方向受雷达威胁最大;侧向次之。
世界著名飞行器技术—隐身技术
世界著名飞行器技术摘要飞行器的隐身技术作为现在世界上的一种尖端的综合军事技术,已经日益成为当代立体化战争中最重要的突防战术措施之一。
近年来,隐身技术的发展很快,除了我们熟知的传统的雷达隐身和红外隐身外,还有光学隐身、等离子体隐身等,未来的隐身技术必将出现材料多元化,方式复杂化等特征。
那么,隐身技术是怎样发展起来的呢,它有哪些特点呢,它对世界产生了哪些影响呢,它的未来又是怎样的呢?关键字:飞行器,隐身,历史,未来一、隐身技术概况隐身技术作为一项跨学科的综合技术,它涉及到电磁原理、材料、能量转化、信息处理及大量高难度动态测试等方面的问题,它是1980年正式被提出的,仅仅过去20年,就取得了惊人的成就,隐身技术是一门新兴的极有发展前途的科学技术。
在美国,隐身技术曾被列为国防三大高技术之一,在苏联时代,隐身技术也被列为国防高技术。
其实,隐身并不是一个新的想法,我们的自然界早就给我们提供了隐身技术的形式,比如说,有的动物和昆虫的颜色就会与他们所处的环境的颜色融合在一起,以此来保护自己,我们人类从对自然界的观察中学会了如何应用隐身技术。
最主要的办法有伪装和诱骗,这两种方法在今天仍然在运用,但是,现在的隐身技术比过去的要先进的多,尽管有些技术在第一次世界大战中得到应用,但直到飞机成为战争工具后,那些先进的隐身技术才显示出优于原始伪装的特性。
隐身技术也叫做隐形技术,准确的术语应该是“低可探测技术”。
就是通过研究利用各种不同的技术手段来改变我方目标的可探测性信息特征,以最大程度地降低对方探测系统发现自己的概率,使我方目标以及我方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。
举个例子,雷达在在工作的时侯会发出电磁波,表面会反射电磁波,运转中的发动机和其他发热部件会辐射红外线,这样,就使武器装备与它所处的背景形成鲜明对比,容易被敌人发现。
通过多种途径,设法尽可能减弱自身的特征信号,降低对外来电磁波、光波和红外线反射,达到与它所外的背景难以区分,从而把自己隐蔽起来。
飞行器隐身技术-文档资料
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捕食鸟"Bird of Prey"—波音公司
发展背景:
● 冷战结束,美国一强独大, 为了适应其干涉世界事务的需 求,并且要满足“非接触、零 伤亡”局部战争的需求,需要 一种飞行速度更快、更加隐身 、制造工艺更加便利、研制和 维护成本更低、储存和部署更 加容易的第五代飞机(无人作战 飞机UCAV);
● 目的在于验证无尾战斗机在 提高飞机敏捷性上的优势及其 稳定性、操纵性的满足程度;
● 项目开始于1994年2月。
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X-47 Pegasus“飞马”
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1:1模型 灰丘 RCS测试3场7
X-47 Pegasus“飞马”
发展背景:
● X-47由Northrop Grumman公司和 美国国防高级研究计划局(DARPA) 共同研制,无人驾驶飞机做成箭头形状 ,飞机长度为8.37米,翼展为8.34米;
●强调全面的隐身概念,在第四代 飞机基本解决雷达隐身问题之后, 红外隐身和可见光隐身在第五代飞 机的设计上被放在更重要的位置。
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X-45—波音公司
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X-36—美国麦道公司
发展背景:
● 麦道公司与NASA合作研究 的按照1:3.57缩比的隐身战斗 机验证机;
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隐身飞机
隐身飞机的产生和 发展是国际政治格局 的变化、飞机作战环 境的变化(尤其是雷 达和电子战技术的爆 炸性发展)及隐身技 术的进步等多种因素 综合的结果。
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隐身飞机的发展
从二十世纪六十年代开始,由于隐身概念的引入和 逐渐发展对传统的航空器的设计、制造和使用均带来 了巨大的变革。由于传统的隐身飞机如F-117和B-2过 分强调低可见性而忽略了可负担性,从而造成飞机的 使用和维护费用过高,降低了飞机的使用效率。从以 F-22为代表的第四代和X-45为代表的第五代隐身航空 器,通过提高隐身设计技术水平,在隐身与飞机性能 、可负担性等其它重要性能之间取得了最佳的折衷。
军用飞机隐身技术的现状与发展
军用飞机隐身技术的现状与发展作者:张然魏俊淦田建学来源:《硅谷》2008年第23期中图分类号:TP2文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1210122-01战争中,如何有效保存自己、消灭敌人,这是交战双方都必须解决的首要问题。
随着科学技术的发展,军用隐身技术得到了飞速发展,尤其在军用飞机上得到了广泛的应用。
目前世界上已投入使用的隐身军用飞机主要是美国的F-117A隐身攻击机、B-2隐身轰炸机、F-22隐身战斗机。
由于真正隐身(完全不被发现)的飞机是不存在的,所以隐身飞机更确切的称谓是低可探测飞机(LowObservableAircraft)。
根据所对抗的遥感装置的类型,军用飞机已成功应用的隐身技术包括雷达隐身技术、红外辐射隐身技术、可见光隐身技术、声波隐身技术、电磁辐射隐身技术等,目前正在研究的隐身技术还包括等离子体隐身技术。
一、雷达隐身技术由于目前用于发现及跟踪飞行目标的主要手段是雷达,因此隐身飞机必须将对雷达波的隐身放在首位。
就雷达隐身技术而言,目前广泛应用的主要有两种,即外形隐身技术、材料隐身技术。
二、红外辐射隐身技术在红外探测装置探测、跟踪的重要方向上减弱飞机的红外特征的措施称作红外隐身技术。
如果能减弱红外辐射的范围和强度均能降低红外探测装置的发现概率和红外寻的导弹的跟踪精度,从而提高飞机的生存概率。
飞机的红外辐射主要来自被发动机加热的部位、发动机的尾焰以及被气动加热的部位。
三、可见光隐身技术可见光隐身技术也称视觉隐身技术,是一项降低目视及光电装置可探测度的技术。
常用的方法是在飞机的表面施以伪装涂色。
总的原则是使飞机在可见光的照射下,看上去与背景很难区别。
四、声波隐身技术声波隐身技术也称听觉隐身技术,是一项降低飞机噪声强度的技术。
飞机的噪声主要来自两个方面:管道因受内部高速气流冲击而产生的高频谐振和旋转部件引起的空气振动。
五、电磁辐射隐身技术军用飞机上有很多电磁辐射源,如机载雷达、电台、各种电子对抗设备发射的电磁波。
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第40卷第1期2018年2月探测与控制学报Journal of Detection & ControlVol. 40 No. 1Feb. 2018隐身飞机随队干扰对雷达探测性能的影响刘占强,梁路江,王春阳(空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051)主商要:针对现有评估方法没有考虑隐身性能与电子战能力有效结合对雷达探测性能产生影响的问题,提出了基于隐身飞机随队干扰的雷达探测性能评估方法。
该方法建立了平飞和转弯航迹相结合的隐身飞机随队干 扰模型,在经过飞机敏感性分析、航迹参数设定和坐标系转换后,对飞机视线姿态角进行了解算;然后利用隐身 飞机全空域的静态RCS 数据,仿真得到了时变的动态RCS 序列;最后依据雷达探测距离方程和探测概率公式, 在确保隐身飞机满足编队飞行的距离和概率条件后,比较研究了目标机在有无干扰两种状态下,雷达探测距离 和瞬时探测概率的时变特点。
仿真分析表明,隐身飞机随队干扰能够缩减探测距离、减小探测概率,降低D 达 探测性能,提升目标机的突防生存力。
关键词:隐身飞机;随队干扰;探测距离;探测概率;D 达探测性能中图分类号:TN 972. 1 文献标识码:A 文章编号!008-1194(2018)01-0072-08Stealth Aircraft Escort-support Jamming Influenceon Radar Detection PerformanceL I UZ h a n q ia n g ,L I AN GL u j ia n g ,W A N G C h u n y a n g(Air and Missile Defense College, AFEU ,Xi?an 710051, ChinaA b s tra c t : Aimed at the problem that the existing evaluation methods of radar detection performance are short age of considering combining stealth performance and the probability of electronic warfare,the escort-support jamming of stealth aircratt was proposed. The track model of escort-support jamming of stealth aircratt was established based on level flight and turning track,after analyzing aircratt susceptivity,setting trajectory parameter and converting coordinate system, attitude angle to the line of aircratt was calculated. Then the tim e v arying dynamic RCS series was simulated u tilizing all airspace static RCS of stealth aircraft. cording to detection range equation and detection probability formula of radar , after ensuring the formation flight distance and probability conditions of stealth aircraft , the time-varying radar detection range and the instantaneous detection probabilities of radar were compared and studied when target aircraft would be in interference condition and noninterference condition. Simulation and analysis show that escort-support jamming craft could reduce detection range a nd detection probability,decline radar detection performance,and promote penetration survivability of target aircraft.K ey w o rd s : stealth aircraft ; escort-support jamming performance引言隐身战机要完成作战任务,需具备一定的突防生存力,主要凭借独特的隐身优势和较强的电子战 能力。
目前,该领域的专家、学者主要利用飞机姿态"收稿日期!017-09-25作者简介:刘占强(1992—),男,甘肃武威人,硕士研究生,研究方向:隐身目标抗干扰问题。
E-maf155********@ 。
;detection range ; detection probability ; radar detection 变化与静态R C S 相结合的方式,对目标动态RCS的分布特性14]展开研究,并从雷达探测距离和探测 概率的角度评价飞机的隐身性能[5]。
然而仅从飞机 的隐身角度出发,很难全面考虑到飞机的实战情况 以及空地对抗中对雷达探测、跟踪性能的影响程度。
美军在考虑隐身飞机的实战化需求后,通过在刘占强等:隐身飞机随队干扰对雷达探测性能的影响73F- 22和F- 35 台加载电子干扰设备,准备将二者改进 进 力的E F-22和E F-35 ,全 身 的作 力。
当前由观条件的局限,国内外尚未形成对隐身 ,力的系统研究和客观 。
文献[6]仅以身 研究对象,通 性模型,研究了 身的力。
文献[一9]在对干扰机的 模式和干扰 进行分析后,建了干扰 干扰对抗雷达的具体 方式[1°];文献[11 一13]对干扰条件下的雷 测距离进行了详细研究。
文献[一13]是基 身 所展开的研究,并没有 身 的电子战模式。
对 ,本文借鉴文献[一5]中对隐身隐身性能的研究方式,结合文献[一13]中普通干扰 的情形,,身 干扰模型,通过解算飞机姿态、获取动态RCS,研究了隐身飞干扰模式下,雷达探测 的性能变化。
1隐身飞机随队干扰模型1.1问题描述图1所示场景!方目标机突防作,干扰设 的身 行 。
中% 侦测 雷达的威胁信,向身 互信息。
隐身 在确保自身安全的前,干扰,以降低雷 测性能,确保目安全 作战。
其中,尺是隐身干扰的干扰距离;i C axN雷达的最大作用距离;q是干扰的 距离[14_15]。
图1隐身飞机典型的随队干扰场景Fig. 1 Typical escort-support jamming scenario of stealth 5rcraft上述作战场景的限制因素为!)目与隐身组队,雷达无组网形式;2)飞行速 ,置相对稳定;3)干扰信 要从雷 进入;4)干扰样式 压制干扰;5)航迹参数设置考距离限制;6)所 和大 理想。
1.2 机模块1.2.1 性分析隐身 的R C S是姿态角的 ,是动态变化。
其中,方位、俯仰和滚转 的时姿态,确定 与雷达的相对 置% 、丄定 的即时R C S值。
因此,通过二维姿态角变化获 的即时R C S值是动态R C S成的用。
1.2.2动态R C S获取步骤R C S起 性是描述 动态过程的重要应用 ,其获 包括航迹参数设置、飞机受力分析、时变姿态解算和 真计算四个模块,具体流程图2所示。
图2隐身飞机动态RCS仿真流程Fig. 2 Simulation process of stealthaircraft dynamic RCS1.2.3模块设计(1)编队航迹参数设置行航迹具体设置如下!1)平飞姿态仰角8=0°,转弯飞行姿态仰角 5°; 2)维 转弯的滚转角始终是彳=30°;3)编航迹参数设置具体1。
74探测与控制学报表1航迹参数设置Tab.1Trajectory parameter setting航迹参值航速 v/Ma 1.2巡航高度H/k m8转弯航迹半径i/k m20间间距/m50依据航迹参数,图3给出了隐身 和目标机的飞行航迹及与 雷达的相对位置关系。
图3典型飞行编队航迹Fig.3Typical flying formation track身 航迹图3所示,在整 行过程中,,有侦测到雷达的发射信号时,隐身相 干扰,进行干扰 。
航迹中,未进人雷 测 ,因此,本文仅转弯航迹的 干扰情况。
(2)飞机受力分析图4给出了隐身飞机维持转弯姿态的受力情况。
图4隐身飞机受力分析Fig.4 The force analysis of stealth aircratt 本文建立了飞机转弯过程的动力学方程组:G=F co S6'f J Dt*'—X*-t vL=Fsm6—^F s in^ • ~T=D F Vb) T=D")G=mg式(1)中,发动机推力T在同一高度的飞行 L t 与 力D始终保 衡。
气动升力F的-分量是转弯飞行的向心力L,垂直分量与重力G相 衡,(是 质量,g是一'般重力加速度。
(3)时变姿态解算1)坐标系定义雷达坐标系(〇X r Y r Z r)!雷达质 I 坐标原点〇,坐标轴规定如下:X R轴沿O所在的纬 指东,Y r轴 O所在的 指北,X r,Y r,Z r满足 则。
体坐标系O X t Y t Z t)!质心为坐标原点〇,〇X t轴指向机体对 的方向,O Y T轴垂直机体平面向左,X t,Y t Z t满足 则,图5所示。
图5机体坐标系示意图Fig.5Diagram of target body coordinates图5中,机体坐标系中的分别是飞机的方位角、俯仰角和滚转角,具体可由雷达与机体坐标 系的转 系和 的具体位置解算。
2)坐标系转图1给出了解算视线方位角p")和视线俯仰角沢〖)的解算 。
图6坐标系转换示意图Fig.6Diagram of coordinate systemconversion刘占强等:隐身飞机随队干扰对雷达探测性能的影响750 22 44 66 88 110 132 154 X) 22 44 66 88 110 132 154t/s t/&(a)视线俯仰角 (b)视线方位角图7时变的视线姿态角Fig. 7 The time-varying attitude angle隐身飞机沿转弯航迹飞行共需时间15! s。