預警機 "脈衝-多普勒雷達工作原理"

最近看到王孟源先生的一篇文章，其中有一段提到"脈衝-多普勒雷達"是如何運作的，個人覺的蠻有參考價值，在此與網友分享！

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【海軍】地效反艦飛彈的原理

http://newsblog.chinatimes.com/duduong/archive/59538

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地面和軍艦上的防空雷達，一般是直接往上看，沒有什麽背景雜波的問題，但是受地球曲率限制，對巡航導彈這類低飛的目標，探測距離非常有限。
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但是預警機固然居高臨下，不受地球曲率阻擋，地面和海面背景卻都會產生大量的回波，即使有現代的高速計算機，也不可能準確地完全過濾掉。E-2D作爲一種艦載機，在尺寸和載重上更有額外的嚴格限制，別説不能用上共軍KJ-500那樣的三面陣列，連一面L波段的AESA陣列都載不動，爲了維持足夠的探測距離和反隱身能力，只好進一步犧牲解析度，而選用波長更長的UHF波段。但是如此一來，E-2D對背景雜波，就比戰機上的X波段陣列還要敏感得多。

其實這基本上就是如何讓雷達具有下視能力的問題，1960年代美軍的解決方案是利用多普勒效應：當雷達波碰到目標反彈時，如果目標正在向雷達波源飛近，雷達反射波的頻率會變高；反之，如果目標正在遠離，反射波的頻率會降低。既然一般的地面/海面背景（如車輛、飛鳥、風吹的樹葉和波浪等等）的速度都很有限，只要專注在頻率變化了很大的信號上，就自然把背景雜波通通過濾掉了。這個簡單粗暴的辦法，至今仍是機載雷達下視能力的基礎。

但是這個辦法（叫做Pulse-Doppler Radar，脈衝-多普勒雷達，不能用連續波，必須用脈衝才能精確測距）有一個先天上的缺點，就是只能偵測到有足夠徑向（直面或直背）速度的目標，所以躲避敵機探測的一個基本戰術，就是繞著它轉個大圈，那麽速度主要成爲切向（側面），自己會被敵機雷達因徑向速度不足而直接過濾掉，從它的熒幕上消失。

E-2D的UHF陣列，天生就對傳統的隱身外形有若干剋制能力（這也是爲什麽共軍一直沒有開發像美軍AGM-129那類的隱身導彈的原因），但是對背景雜波很敏感，必須依靠多普勒原理在頻率上做嚴格的限制。它對徑向速度的偵測下限是個大機密，但是我認爲不可能低於200節，有可能高達300節。這在實戰中，一般並不成問題：一方面它的探測距離遠，對方的戰機和導彈如果老是繞圈子，還沒有飛進防禦核心油料就用完了；另一方面，飛行器的升力，也就是載重能力，隨速度的降低而很快減小，一般的軍機和飛彈都必須至少以高次音速（即上面美國人猜測的530節，這是馬赫0.8）飛行，才能輕鬆携帶足夠威脅大型戰艦的彈藥和燃料。

所以要對E-2D隱身，有一個很簡單的辦法，就是以慢打快。只要把飛行速度降低到明顯低於200節的地步，即使直對著E-2D飛去，它的AN/APY-9雷達仍然只能是睜眼瞎子。
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