关于低截获概率波形的粗糙,极简科普

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 00:17:00
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       个人叙述水平有限,俗话说隔行如隔山,雷达这个东西很多涉及技术细节,我也不能期望三言两语就能科普到你看了我说的就能成为一个准行家,那个还得靠你自己看些基础专业资料才能做到。

         关于PESA为什么难以实现可用的低截获概率波形,我举一种情况来极简科普。

           为了便于理解起见,我没有用波形图只表示正向电势的标准,而是做了修改,将电波负向电势也一起表现出来。



         低截获概率波形之所以被截获概率低,是因为其将各个频率成分携带的功率,尽可能均分,使得没有哪个频率成分功率过高,以至于时常超过敌机雷达告警机的检测门限。这要发射机具有非常好的频率稳定性,目前只有FET管发射机和HEMT管发射机才符合要求

而若是发射机频率稳定性不大号,波形中各个频率成分的电势,就是不断处于较大的随机波动中,就有较高的概率,达到敌机雷达告警机的检测门限,触发告警。

        如下面两个示意图





   雷达波束,总是有一定瞬时带宽的,这个瞬时带宽就是发射的电波中同时包含以某个中心频率上下范围内所有频率的电磁波。比如一般是10%瞬时带宽,更宽的也有,那叫宽带雷达,超宽带雷达,这个就不展开了。

   而低截获概率波形,就是将瞬时带宽中包含的所有频率,都优化分配功率,不触发敌机雷达告警机告警。

   为什么雷达告警机要设置检测门限?因为环境中总免不了有电磁噪音,如果把告警门限设得过低,总是虚警,飞飞也受不了是不是。狼来了喊多了飞飞就不信告警机了。


  不过低截获概率波形不是零截获概率波形,即使战机有此能力,也不代表能肆意的乱用。因为有些告警机的检测门限是飞飞可以用手动调节的,如果乱用此能力,被ESM飞机截获,敌机的信息化水平高,敌人飞飞或许就适时调节了检测门限,此时低截获概率波形波束也可能会被截获。


   
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       个人叙述水平有限,俗话说隔行如隔山,雷达这个东西很多涉及技术细节,我也不能期望三言两语就能科普到你看了我说的就能成为一个准行家,那个还得靠你自己看些基础专业资料才能做到。

         关于PESA为什么难以实现可用的低截获概率波形,我举一种情况来极简科普。

           为了便于理解起见,我没有用波形图只表示正向电势的标准,而是做了修改,将电波负向电势也一起表现出来。

低截获概率波形示意图.png (21.44 KB, 下载次数: 5)

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2015-11-21 00:09 上传



         低截获概率波形之所以被截获概率低,是因为其将各个频率成分携带的功率,尽可能均分,使得没有哪个频率成分功率过高,以至于时常超过敌机雷达告警机的检测门限。这要发射机具有非常好的频率稳定性,目前只有FET管发射机和HEMT管发射机才符合要求

而若是发射机频率稳定性不大号,波形中各个频率成分的电势,就是不断处于较大的随机波动中,就有较高的概率,达到敌机雷达告警机的检测门限,触发告警。

        如下面两个示意图

无法实现低截获概率波形示意图1.png (24.07 KB, 下载次数: 5)

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无法实现低截获概率波形示意图2.png (24.55 KB, 下载次数: 4)

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2015-11-21 00:15 上传




   雷达波束,总是有一定瞬时带宽的,这个瞬时带宽就是发射的电波中同时包含以某个中心频率上下范围内所有频率的电磁波。比如一般是10%瞬时带宽,更宽的也有,那叫宽带雷达,超宽带雷达,这个就不展开了。

   而低截获概率波形,就是将瞬时带宽中包含的所有频率,都优化分配功率,不触发敌机雷达告警机告警。

   为什么雷达告警机要设置检测门限?因为环境中总免不了有电磁噪音,如果把告警门限设得过低,总是虚警,飞飞也受不了是不是。狼来了喊多了飞飞就不信告警机了。


  不过低截获概率波形不是零截获概率波形,即使战机有此能力,也不代表能肆意的乱用。因为有些告警机的检测门限是飞飞可以用手动调节的,如果乱用此能力,被ESM飞机截获,敌机的信息化水平高,敌人飞飞或许就适时调节了检测门限,此时低截获概率波形波束也可能会被截获。


   
好文章,先收藏再看!!!!!!
深入浅出阿,基本上是看明白了。
从网上查了一些关于低截获概率雷达的资料,但没看明白。

好像是说,低截获概率是个范围,有远界,任何雷达都有其低截获概率范围,但普通雷达的这个范围太小,没法用。
低截获概率雷达就是专门优化这方面,扩大低截获概率范围,达到正常雷达使用的范围。

这点就不太明白了,难道出了这个范围就会被截获?那还有什么意义呢,岂不是只能跟着预警机作战,看到敌机进入低截获概率范围了,再开雷达?
那么这个功能,是依靠aesa的“分阵”实现的吗?功率低于告警门限(不然不胜其扰),却能让回波高于己方雷达接收门限?不会被杂波淹没又靠的什么?
那么这个功能,是依靠aesa的“分阵”实现的吗?功率低于告警门限(不然不胜其扰),却能让回波高于己方雷达 ...
关于回波,因为只改变了发射波的幅度而不会明显改变波形,所以可以用相关算法提取,信噪比会高很多
低截获概率的发射波可以说只有两种可能,你说的这种其实是扩频,还有一种是短脉冲,短到没有达到告警装置的阈值
xmyyc 发表于 2015-11-21 09:04
低截获概率的发射波可以说只有两种可能,你说的这种其实是扩频,还有一种是短脉冲,短到没有达到告警装置的 ...
对,我只说了一种
复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 08:12
那么这个功能,是依靠aesa的“分阵”实现的吗?功率低于告警门限(不然不胜其扰),却能让回波高于己方雷达 ...
不是。是在频率源内,通过将射频进行调制实现,与分阵是两个不同的东西

低截获概率波形其中还有两类实现途径,我说的这个是一种,就是频率源将射频调制为各频率分量电压均等的波形,然后这个射频进入功放放大,然后通过天线发射。

其实这种低截获概率波形不是说一定要有源相控阵雷达才能实现,但是,其最基本有两个要求:1、频率源具有调制出低截获概率波形的能力,就好像很多果汁和酒,还不算是能调制出了鸡尾酒,还得会调的酒保,才能调制得出好喝的鸡尾酒;2。功放必须具有好的频率稳定性,能将频率源发来的射频尽可能少失真的放大功率。


因此,其实只要有具有调制这个波形的全相参频率源,和高保真度功放,就可以发射低截获概率波形电波,只是目前只有AESA能符合这个要求。

复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 08:12
那么这个功能,是依靠aesa的“分阵”实现的吗?功率低于告警门限(不然不胜其扰),却能让回波高于己方雷达 ...


1、因为雷达用低截获概率波形时,射频是全相参的,反射回波只改变了发射波的幅度而不会明显改变波形和只进行了多普勒频移但高度保真的按照相参关系发生频移,因此可以用系列相关算法进行信号处理,噪音是没有相参关系的,所以起到了排除部分噪音的作用。

2、一般而言,告警机的接收带宽,是要设得比较宽的。这是因为战机执行任务时,需要面对多种雷达威胁,这往往需要告警机安装对应多个波段的告警天线,并且对于每个波段的告警都要具有大瞬时带宽。这样呢,在告警机打开的时候,接收到的噪音就是超宽带噪音。

比如说告警机对于X波段的告警(战机火控雷达最常用波段),因为空间有限,一台告警机最多对一个方向设置一个接收X波段电波的天线,这个天线覆盖带宽一般是整个X波段。但是战机火控雷达不会有覆盖整个X波段这么大的瞬时带宽。打个比方说,就是防线总要比进攻的敌人的队形宽。
复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 08:12
那么这个功能,是依靠aesa的“分阵”实现的吗?功率低于告警门限(不然不胜其扰),却能让回波高于己方雷达 ...


1、因为雷达用低截获概率波形时,射频是全相参的,反射回波只改变了发射波的幅度而不会明显改变波形和只进行了多普勒频移但高度保真的按照相参关系发生频移,因此可以用系列相关算法进行信号处理,噪音是没有相参关系的,所以起到了排除部分噪音的作用。

2、一般而言,告警机的接收带宽,是要设得比较宽的。这是因为战机执行任务时,需要面对多种雷达威胁,这往往需要告警机安装对应多个波段的告警天线,并且对于每个波段的告警都要具有大瞬时带宽。这样呢,在告警机打开的时候,接收到的噪音就是超宽带噪音。

比如说告警机对于X波段的告警(战机火控雷达最常用波段),因为空间有限,一台告警机最多对一个方向设置一个接收X波段电波的天线,这个天线覆盖带宽一般是整个X波段。但是战机火控雷达不会有覆盖整个X波段这么大的瞬时带宽。打个比方说,就是防线总要比进攻的敌人的队形宽。
未来航空兵 发表于 2015-11-21 02:48
从网上查了一些关于低截获概率雷达的资料,但没看明白。

好像是说,低截获概率是个范围,有远界,任何雷 ...

扩大远近界之间的距离

近界这个应该很好理解

远界不好理解,其实远界不是固定的边界。因为低截获概率波束,其各频率分量是全相参的,那么雷达波经过其他的玩意,比如大地、山脉反射之后,又和下一个脉冲干涉,既可能相消,也可能合相,前者降低振幅,后者振幅增强。
请教下,RCS大小和被雷达发现距离成几次方关系?
扩大远近界之间的距离

近界这个应该很好理解

有远界,那是不是预警机,舰载雷达不能采用低截获概率模式工作呢?
我记得,美国是有隐身预警机方案的,朱姆的雷达好像也是低截获概率的?

未来航空兵 发表于 2015-11-21 10:37
有远界,那是不是预警机,舰载雷达不能采用低截获概率模式工作呢?
我记得,美国是有隐身预警机方案的, ...


远界一般很难构成影响。

重点是注重向内缩减近界。

只要有可以编制全相参波形的频率源,采用了锁相环以及合乎此要求的高保真度功放,的发射机。就可以实现低截获概率
未来航空兵 发表于 2015-11-21 10:37
有远界,那是不是预警机,舰载雷达不能采用低截获概率模式工作呢?
我记得,美国是有隐身预警机方案的, ...


远界一般很难构成影响。

重点是注重向内缩减近界。

只要有可以编制全相参波形的频率源,采用了锁相环以及合乎此要求的高保真度功放,的发射机。就可以实现低截获概率
看了半天也没有解释“关于PESA为什么难以实现可用的低截获概率波形,我举一种情况来极简科普。”

PESA是无源电扫阵列的缩写,指的是天线结构,和低截获的波形有关系?最多也只会影响波束
jakepoulking 发表于 2015-11-21 10:32
请教下,RCS大小和被雷达发现距离成几次方关系?
开四次方。
计算式要将RCS的平米值换算为dbm(毫瓦的分贝数)

钱邓袁 发表于 2015-11-21 10:59
看了半天也没有解释“关于PESA为什么难以实现可用的低截获概率波形,我举一种情况来极简科普。”

PESA是 ...


有关系,因为PESA用的功放频率稳定性,频率源发来的低截获概率波形经过功放后,保真度就不合要求了。

见主题第二、三张图。这两张图的意思是,PESA的电子管功放(频率稳定性最高的耦合腔行波管,频率稳定性比场效应管功放,都要低两三百倍),将频率源的低截获概率波形破坏,使之出现较大的随机起伏,也就是不能实现低截获概率了。
钱邓袁 发表于 2015-11-21 10:59
看了半天也没有解释“关于PESA为什么难以实现可用的低截获概率波形,我举一种情况来极简科普。”

PESA是 ...


有关系,因为PESA用的功放频率稳定性,频率源发来的低截获概率波形经过功放后,保真度就不合要求了。

见主题第二、三张图。这两张图的意思是,PESA的电子管功放(频率稳定性最高的耦合腔行波管,频率稳定性比场效应管功放,都要低两三百倍),将频率源的低截获概率波形破坏,使之出现较大的随机起伏,也就是不能实现低截获概率了。
开四次方。
计算式要将RCS的平米值换算为dbm(毫瓦的分贝数)
比如说  一个是1平方米   另一个是0.01平米,前者的被发现距离大概是后者的三倍?
jakepoulking 发表于 2015-11-21 11:07
比如说  一个是1平方米   另一个是0.01平米,前者的被发现距离大概是后者的三倍?
嗯,对,就是这样。
不是。是在频率源内,通过将射频进行调制实现,与分阵是两个不同的东西

低截获概率波形其中还有两类实 ...
既然不一定需要分阵,那么pesa为什么做不到?

复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 12:27
既然不一定需要分阵,那么pesa为什么做不到?


因为PESA的电子管功放,破坏了频率源发来的低截获概率波形。
参见第二、第三张图
复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 12:27
既然不一定需要分阵,那么pesa为什么做不到?


因为PESA的电子管功放,破坏了频率源发来的低截获概率波形。
参见第二、第三张图
有关系,因为PESA用的功放频率稳定性,频率源发来的低截获概率波形经过功放后,保真度就不合要求了。
...
pesa功率稳定,aesa功率就不稳定?aesa可以调制合成波形,pesa就不行啦?你说的“保真度”岂不是更易于被告警器解算?

复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 12:34
pesa功率稳定,aesa功率就不稳定?aesa可以调制合成波形,pesa就不行啦?你说的“保真度”岂不是更易于被 ...


对,频率稳定性这个能力方面,PESA就是不行,采用场效应管发射机的先进AESA就是很行。PESA可以在频率源调制出低截获概率波形,但是其电子管功放却将频率源传来的低截获概率波形破坏。同时由于PESA无法实现锁相环电路,所以,频率源也无法稳定调制出PESA波形。

告警机除非事先能调到敌机雷达的工作的窄带上,否则就要以最大带宽接收。
事先如何获得这个情报呢?
复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 12:34
pesa功率稳定,aesa功率就不稳定?aesa可以调制合成波形,pesa就不行啦?你说的“保真度”岂不是更易于被 ...


对,频率稳定性这个能力方面,PESA就是不行,采用场效应管发射机的先进AESA就是很行。PESA可以在频率源调制出低截获概率波形,但是其电子管功放却将频率源传来的低截获概率波形破坏。同时由于PESA无法实现锁相环电路,所以,频率源也无法稳定调制出PESA波形。

告警机除非事先能调到敌机雷达的工作的窄带上,否则就要以最大带宽接收。
事先如何获得这个情报呢?
对,频率稳定性这个能力方面,PESA就是不行,采用场效应管发射机的先进AESA就是很行。PESA可以在频率源 ...
所以你是优先定义“pesa使用电子管而aesa使用场效应管”然后得到这个结论的是吗?

复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 16:16
所以你是优先定义“pesa使用电子管而aesa使用场效应管”然后得到这个结论的是吗?


   这不是定义问题,我也没去定义,而是事实如此。

   貌似世界上还没有不使用电子管类功放作为发射机功放的PESA。比如苏35S这个N035雪豹雷达,发射机的功放属于电子管中的:O型管——行波管类。

   先进AESA雷达发射机目前都使用场效应管功放。

   
复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-21 16:16
所以你是优先定义“pesa使用电子管而aesa使用场效应管”然后得到这个结论的是吗?


   这不是定义问题,我也没去定义,而是事实如此。

   貌似世界上还没有不使用电子管类功放作为发射机功放的PESA。比如苏35S这个N035雪豹雷达,发射机的功放属于电子管中的:O型管——行波管类。

   先进AESA雷达发射机目前都使用场效应管功放。

   
请教一下AESA和PESA的区别是什么?AESA是每一个天线单元后都有一个T/R?而PESA是一组天线单元经功分网络合成之后由一个T/R收发?
这不是定义问题,我也没去定义,而是事实如此。

   貌似世界上还没有不使用电子管类功放作为发射 ...
这个“雪豹”采用行波管,哪里有报道吗?

kfqiu 发表于 2015-11-21 16:37
请教一下AESA和PESA的区别是什么?AESA是每一个天线单元后都有一个T/R?而PESA是一组天线单元经功分网络合 ...


有源相控阵雷达是指每个天线振子都有功率来源:
   每个天线振子,背后都对应至少一个发射/接收功率模块,若干个发射接收功率模块与同等数量的天线振子,一同构成整个天线阵面。
   每个发射/接收功率模块都有包含一套发射机和接收机。


无源相控阵是指所有天线振子共用一个功率来源:
    所有天线振子,共同对应一个发射/接收机,雪豹稍微特殊,它的发射机是所有天线振子共有的,但是每个天线振子通过微波功率分配网络对应一个低噪声接收机,所以雪豹雷达又被称为“发射无源,接收有源”的无源相控雷达。
    无源阵的功率从功放出来后,通过功分网络,接入每个天线振子后面的移相器,进行相位控制。

画示意图比较麻烦,直接去搜搜图片搜了一个:

kfqiu 发表于 2015-11-21 16:37
请教一下AESA和PESA的区别是什么?AESA是每一个天线单元后都有一个T/R?而PESA是一组天线单元经功分网络合 ...


有源相控阵雷达是指每个天线振子都有功率来源:
   每个天线振子,背后都对应至少一个发射/接收功率模块,若干个发射接收功率模块与同等数量的天线振子,一同构成整个天线阵面。
   每个发射/接收功率模块都有包含一套发射机和接收机。


无源相控阵是指所有天线振子共用一个功率来源:
    所有天线振子,共同对应一个发射/接收机,雪豹稍微特殊,它的发射机是所有天线振子共有的,但是每个天线振子通过微波功率分配网络对应一个低噪声接收机,所以雪豹雷达又被称为“发射无源,接收有源”的无源相控雷达。
    无源阵的功率从功放出来后,通过功分网络,接入每个天线振子后面的移相器,进行相位控制。

画示意图比较麻烦,直接去搜搜图片搜了一个:

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2015-11-21 16:53 上传

有一事不解,如果雷达的发射波某个频率的能量都很小,那么探测距离就会小,还有用吗?
001nhc 发表于 2015-11-21 16:47
有一事不解,如果雷达的发射波某个频率的能量都很小,那么探测距离就会小,还有用吗?
雷达探测距离的功率,不是指单个频率成分的功率,而是指发射功率,这个发射功率是发射波束中所有频率成分的功率之和,所以,减弱某个频率发射功率同时增强其他的,总功率不变。

打个比方,一个家庭,总收入不是仅取决于收入最高的那个成员的收入,而是家庭成员平均收入乘以家庭成员数。
猎杀m1a2 发表于 2015-11-21 16:42
有源相控阵雷达是指每个天线振子都有功率来源:
   每个天线振子,背后都对应至少一个发射/接收功率模 ...
好像明白了。PESA在射频端就把所有天线单元接收的信号通过移相器和功分网络进行合成了。而AESA是将所有天线单元的信号通过T/R组件变到中频,然后中频以后再进一步处理?两种不同的体制到器件性能的不同导致PESA不适合低截获波形设计?
kfqiu 发表于 2015-11-21 16:56
好像明白了。PESA在射频端就把所有天线单元接收的信号通过移相器和功分网络进行合成了。而AESA是将所有天 ...
你这说的是接收路了。

还漏了说发射路。
科普贴顶起来,真正的科普贴看得人似乎都很少,大家都热衷于口水贴。。。
复制粘贴阿巴瑟 发表于 2015-11-20 14:12
那么这个功能,是依靠aesa的“分阵”实现的吗?功率低于告警门限(不然不胜其扰),却能让回波高于己方雷达 ...
波形和频谱基本不变,FFT一下看个相位然后写个算法就提取出来了。
不是。是在频率源内,通过将射频进行调制实现,与分阵是两个不同的东西

低截获概率波形其中还有两类实 ...
这是说的低截获率雷达的雷达波束能量管理……