[发明专利]一种高速临近空间飞行器的探测方法及系统

说明书

本发明提供了一种高速临近空间飞行器的探测方法及系统，将飞行器自身产生的等离子体鞘套中发生的物理过程产生的信号用于对飞行器的探测，包括获取针对所述高速临近空间飞行器的等离子体辐射的电磁波；根据所述等离子体辐射的电磁波所携带的电磁特征，获取所述高速临近空间飞行器的飞行特征，其中，所述电磁特征包括：频率、时延以及多普勒信息中的一种或组合；所述飞行特征包括：距离、方位角、高度角、速度中的一种或组合。应用本发明技术方案，可以实现临近空间飞行器的有效探测。

技术领域

本发明涉及雷达预警技术领域，特别是涉及一种高速临近空间飞行器的探测方法及系统。

背景技术

临近空间是指距地面高度为20-100公里的空域，目前，以美国为主的世界各航天大国掀起了临近空间开发热，以争取在未来的军事对抗中获取优势及主动地位。美国、俄罗斯、英国、德国、以色列等国都制定了本国的临近空间开发计划，并纷纷投入巨资进行临近空间飞行器的研制。临近空间飞行器是指在临近空间内飞行并完成相关任务的飞行器。临近空间飞行器具有普通航空、航天飞行器所不具有的优势，特别在通信保障、情报收集、电子压制、预警、民用等方面极具发展潜力。临近空间飞行器中的高速临近空间飞行器更具明显的优势，高速临近空间飞行器是指飞行速度不小于马赫数3的一类临近空间飞行器，具有飞行速度快、机动性能强、隐身性能好等特点，是一种兼备战略威慑和实际应用能力的新概念飞行器。对于慑止强敌和控制危机具有重要作用，是美俄等国竞相发展的利器。

在其他国家竞相发展高速临近空间飞行器时，研发针对高速临近空间飞行器的预警方法及系统是十分必要的。对临近空间飞行器的有效反制依赖于对高精度飞行器的检测、身份的识别和跟踪。因此，飞行器检测、识别与跟踪是临近空间飞行器反制需要解决的核心关键问题之一，也是临近空间飞行器实际应用中的关键环节，在空天平台中起着不可或缺的作用。但是，高速临近空间飞行器在大气层内做高超声速飞行时，飞行器表面会与大气发生强烈作用，形成“高温效应”，引起流体中的空气分子的离解反应和电离反应。离解电离反应生成的粒子再次相互作用，从而形成了复杂的扰流流场。不仅如此，在飞行器的表面涂覆的热防护烧蚀材料在高热流和高温的作用下发生烧蚀反应，生成的产物释放到飞行器周围流场中，使得绕流流场中产生更多的组分，粒子间的相互作用也变得更加复杂。此时由于电子和离子的产生，包覆飞行器的绕流流场称为一团等离子体，称为等离子包覆流场，也可以称作等离子体鞘套，这就是“等离子鞘套”现象，也称为“黑障”现象。由于等离子鞘套对电磁波具有反射、折射及散射的作用，同时，等离子鞘套也会吸收照射到飞行器的电磁波的能量，进而对雷达所发射的电磁波起到一定的电子干扰作用，进而对飞行器起到隐身作用。因此，如何实现针对临近空间飞行器的探测是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速临近空间飞行器的探测方法及系统，以实现针对临近空间飞行器的探测。

本发明技术方案提供一种高速临近空间飞行器的探测方法，将飞行器自身产生的等离子体鞘套中发生的物理过程产生的信号用于对飞行器的探测，实现过程包括以下步骤，

1)获取针对高速临近空间飞行器的等离子体辐射的电磁波；

2)根据所述等离子体辐射的电磁波所携带的电磁特征，获取所述高速临近空间飞行器的飞行特征，其中，所述电磁特征包括频率、时延以及多普勒信息中的一种或组合；所述飞行特征包括距离、方位角、高度角、速度中的一种或组合。

而且，所述步骤1)包括以下步骤，

11)在接收机的带宽范围内接收电磁波信号，且所述高速临近空间飞行器的等离子体辐射的电磁波的频率范围位于所接收机的工作带宽范围内；

12)根据所述等离子体辐射的电磁波的强度特征，从所述电磁波信号中分离出所述高速临近空间飞行器的等离子体辐射的电磁波。

而且，所述步骤2)利用三个接收天线的相位差进行飞行器的定位，，包括以下步骤，