工作原理
vKV{$| 对于有源雷达,我们知道它可以通过处理自身发射的参数已知、从目标反射回来的电磁波定位目标,但无源雷达事先并不知道所接收到的电磁波的特征,它完成目标定位有两个基本的条件:首先,必须有足够快速和精细的电磁信号分析和鉴别能力,以确保在现代战争复杂的电磁环境下通过每个电磁信号的不同来区别定位发射该电磁信号的目标。对“维拉”-E而言,这是它与以有效进行电子战为目的的传统电子情报侦察系统之间的一个重要区别,对它的软、硬件设计提出了更高的要求。根据ERA公司的相关产品资料,“维拉”-E采用了该公司名为“脉冲分析者”(Pulse Analyzer)的脉冲信号分析系统,该系统是独立的,所以“维拉”-E以后可以很方便地换用更先进的产品。“脉冲分析者”的数字示波器采样速度达500兆次/秒,能非常精确地分析各种电磁辐射信号并对它们进行“指纹”(Finger Printing)式识别,包括区分两台同一型号的脉冲发射器各自发射的同类信号。ERA公司在资料中数次提到“脉冲分析者”可以精确分析脉冲宽度内的信号特征,那么我们可以据此断定“维拉”-E系统实现“指纹”式识别的原理:因为标准的方波脉冲、三角波脉冲等都只在理论上存在,而实际的脉冲形状受到元器件和制造的影响,即使同型号的脉冲发射器之间也有差别,而“维拉”-E恰恰能分析出这种差别。相比之下,传统电子情报侦察系统的侦察对象通常仅是脉冲信号的脉冲宽度、脉冲间隔和脉冲重复频率等参数,掌握这些参数后就可以这种信号的辐射源实施有效的电子干扰,并不需要做到区分同型脉冲发射器各自发射的同类信号。
3g+\?L-c |W/Hi^YE2 其次,无源雷达要完成目标定位还需要有行之有效的定位算法,很容易想到,如果多个侦察接收站都接收到了被确认是同一辐射源辐射的信号,由于接收站相互间的空间位置关系已知,那么定位目标应当从时间处理着手。“维拉”-E系统正是采用所谓的电磁波“到达时间差”(Time Difference Of Arrival,TDOA)方法来进行定位的,这里以完成二维平面定位为例简单说明一下其基本原理:假设L、M和R分别代表左、中、右侦察接收站,在部署完毕后,每个站都可以通过GPS知道自身的空间位置,并得出与M站的相对位置。现在,系统开始工作了,3个站都捕捉到了一辆M1A2 SEP“艾布拉姆斯”主战坦克发出的无线电信号,我们假定3个站捕捉到该信号的时刻分别是Tl、Tm和Tr(要想确定各站、各时刻捕捉到的信号是否来自同一辐射源,就要依赖前述精细、快速的信号分析能力了),通过计算信号到达M站与L站的时刻差,我们可以计算出辐射源与M站和L站之间的距离差,而由基本的数学知识,我们知道到两个定点距离之差的绝对值是常数的点的轨迹是双曲线,而M站和L站的空间位置已经确定,所以我们可以很快得出一条双曲线的平面位置方程,而目标必然在这条曲线上;同样对M站与R站进行相同的处理又能得到另一条双曲线的平面位置方程,那么目标就必然在这两条双曲线上的交点上,这样我们就能确定目标的位置了。完成三维定位的原理也完全一样,只是每次计算得到的是空间的双曲面方程,需要三个双曲面相交才能得到点的位置。这种目标定位方式的采用决定了“维拉”-E系统在使用方式和工作原理上与传统电子情报侦察系统有根本的区别,可以认为它是对传统电子情报侦察系统的超越。
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