[发明专利]利用导航雷达信号探测低空目标的被动探测系统及方法

说明书

一、技术领域

本发明属于无源雷达技术领域，特别涉及海上运动平台利用导航雷达信号对低空目标的被动探测技术。

二、背景技术

在现代战争中，由于电子进攻技术的发展，有源雷达雷达系统正面临着反辐射导弹、隐身飞机等先进武器，以及综合电子干扰、低空突防等作战手段日益严重的威胁。因此要提高雷达的生存能力，充分发挥雷达的效能，必须综合采用各种对抗措施。

在传统有源雷达领域中，提出了许多对抗四大威胁的措施，包括采用特定设计的信号波形实现低截获、提高雷达的机动性防止反辐射导弹的攻击等。然而，由于地球曲率的限制使得有源雷达对超低空飞行的巡航导弹的有效探测距离减小，使预警时间缩短。为实现对低空目标探测而采用的低仰角天线波束配置时，低空目标反射的微弱信号隐藏在地杂波噪声中，很难分辨。而利用多个接收站截获的目标自身辐射源所发射的信号来对目标定位的无源雷达，是对抗反辐射导弹的有效措施。它通过测量目标信号到达各站的时延和到达角参数，确定辐射源及其载体平台(目标)的位置。但是当目标采取无线电静默而不发射信号时，这种无源雷达将失效。

最有前景的对抗措施就是自身不发射电磁信号，而是利用环境中为其他目的而发射的电磁信号在目标上的反射信号，获得目标回波的多普勒频移、到达时差及到达角等，从而实现对目标探测和定位的被动雷达系统。这种体制的雷达可以在目标保持“静默”时，被动接收站仍能对目标进行探测和跟踪。基于电视DTV或调频广播DAB、Wimax和Wifi局域网信号、GSM手机等信号的陆基被动探测系统的研究取得了显著的成果，引起了广泛的关注。其典型代表是美国研制的“沉默哨兵”，其于1998年10月12日在华盛顿展览会上首次亮相。到目前为止，已有许多集中于基于广播电视等信号的陆基被动探测系统问世。然而，相比之下，在外海区域，由于运动平台受可利用信号的限制，尚未见到研究舰载、潜载等海上运动平台的被动探测系统的报道，主要原因是因为在远离海岸几百公里的海域几乎不可能收到广播电视等民用信号。

随着全球海上航运业的发展，国际海事组织IMO规定，为了避免与其他船只及对固定的水面目标相撞，绝大多数舰船都必须配备导航雷达。目前导航雷达已经普及到私人小型船舶上。而在大型货轮上，必须配备多个不同波段的导航雷达。在各海上繁忙的航道和港口，为了航运的安全，也有配有监视海上交通的导航雷达。所有这些平台上的导航雷达辐射源为舰载、潜载等海上运动平台实现被动探测和定位提供了可能。

三、发明内容

1.要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用导航雷达信号对巡航导弹、超低空飞机等低空飞行器进行被动探测的系统，其可用于舰载、潜载等海上运动平台对低空或超低空目标的监视和预警。

本发明进一步所要解决的技术问题是：为舰载、潜载等海上运动平台提供一种利用导航雷达信号对低空或超低空目标的定位方法，其可获得目标的三维坐标。

2.技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术措施：

提供一种利用导航雷达信号探测低空或超低空目标的被动探测系统，包括非合作导航雷达、被动接收系统、信号信息处理模块及用于显示目标定位结果的地理信息模块，其中被动接收系统包括用于提取同步和参考信息的直达波通道以及用于接收监视空域内目标散射信号的侦察通道。

提供一种利用导航雷达信号对低空或超低空目标的定位方法，包括步骤：

1.被动接收系统对导航雷达的直达信号和目标反射信号的到达角进行测量；

2.利用直达波脉冲信号的起伏特性估计导航雷达天线从直达路径扫描到目标散射路径的方位角；

3.信号信息处理模块利用直达波通道截获的导航雷达信号作为参考信号与侦察通道接收的目标反射信号相干处理，获得目标反射信号相对直达波信号的时延；

4.获取上述测量结果，解由导航雷达、目标和被动接收系统构成的双基地三角形，便能得到低空或超低空目标的三维坐标；

5.在电子地图上给出目标位置。

3.有益效果

本发明的有益效果是：本发明的被动探测系统具有探测区域广、定位精度较高、环境适应性较强等优点，能为舰载、潜载等海上运动平台提供远距离被动探测巡航导弹、超低空飞机等低空、超低空飞行器的能力，能为海上运动作战平台提供态势监视和远程预警，极具军事应用价值。

四、附图说明

图1是本发明的被动探测系统示意图。

图2是本发明的系统空间立体几何关系图。

图3是本发明方法的步骤图。