火控雷達(dá)是如何對(duì)目標(biāo)進(jìn)行鎖定的？

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，雷達(dá)的工作無(wú)非是兩件事，掃描和跟蹤。掃描，就是將目標(biāo)檢測(cè)出來(lái)，并獲取其距離、方位、速度等參數(shù)。雷達(dá)截獲目標(biāo)后，就可以轉(zhuǎn)為自動(dòng)跟蹤，即在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)觀測(cè)和記錄目標(biāo)的航跡，并計(jì)算出下一步目標(biāo)出現(xiàn)的位置。雷達(dá)的跟蹤，就是通常我們所說(shuō)的“鎖定”。

　　雷達(dá)對(duì)單個(gè)目標(biāo)的跟蹤，包括距離跟蹤和角度跟蹤。

　　在距離跟蹤里，目標(biāo)回波信號(hào)與跟蹤脈沖共同進(jìn)入時(shí)間鑒別器，對(duì)二者的時(shí)間差進(jìn)行比較，之后誤差電壓會(huì)輸出至控制器，控制跟蹤脈沖發(fā)生器提前或延遲工作，使跟蹤脈沖與回波信號(hào)趨于重合，以實(shí)現(xiàn)距離自動(dòng)跟蹤。

　　角度自動(dòng)跟蹤則依靠角誤差檢波器檢出誤差信號(hào)，隨后，經(jīng)過(guò)放大的角誤差信號(hào)會(huì)驅(qū)動(dòng)雷達(dá)天線(xiàn)的俯仰和方位伺服電機(jī)（相控陣?yán)走_(dá)上是移相器），行成閉環(huán)控制，使雷達(dá)波束始終自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。

　　雷達(dá)的跟蹤，在技術(shù)手段上主要有四種體制。

　　第一，單目標(biāo)跟蹤（STT）。早期的炮瞄雷達(dá)、火控雷達(dá)采用這種體制，而對(duì)于現(xiàn)代火控雷達(dá)，STT只是工作模式之一，可用于引導(dǎo)半主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)。這種跟蹤體制下，雷達(dá)會(huì)對(duì)準(zhǔn)單個(gè)目標(biāo)發(fā)出更頻繁的脈沖，典型的重訪時(shí)間為0.1秒，也就是1秒鐘對(duì)目標(biāo)完成10次量測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的精確跟蹤。好比追星族在路上看到一位明星，就開(kāi)始目不轉(zhuǎn)睛地盯著看，脖子一直跟著轉(zhuǎn)，直到目標(biāo)走出視野。

　　第二，自動(dòng)檢測(cè)及跟蹤（ADT）。常用于民用空管雷達(dá)和軍用對(duì)空監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載預(yù)警雷達(dá)。在這種體制中，雷達(dá)天線(xiàn)不會(huì)因?yàn)楦櫮繕?biāo)而“凝視”某個(gè)方向，掃描時(shí)怎么轉(zhuǎn)的現(xiàn)在還怎么轉(zhuǎn)，通過(guò)多次掃描目標(biāo)，利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)屬于同一目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，逐一形成每個(gè)目標(biāo)的航跡。其數(shù)據(jù)率受制于雷達(dá)天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的速度，目標(biāo)重訪時(shí)間為1～12s，但優(yōu)勢(shì)在于能同時(shí)跟蹤大批量目標(biāo)。好比追星族在機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳四下打望，看到了來(lái)自不同方向的影帝、歌后、女團(tuán)、鮮肉，但他不盯著其中任何一個(gè)人看，只是統(tǒng)統(tǒng)記在腦子里，依舊繼續(xù)打望。

　　▲ 監(jiān)視雷達(dá)多采用自動(dòng)檢測(cè)及跟蹤或邊掃描邊跟蹤的模式，比如圖中E-3A預(yù)警機(jī)安裝的AN/APY-1雷達(dá)，在順次獲得目標(biāo)7次回波后即可建立跟蹤。

　　第三，邊掃描邊跟蹤（TWS）。曾廣泛用于早期的飛機(jī)著陸引導(dǎo)雷達(dá)、火控雷達(dá)和機(jī)載雷達(dá)。它與上面ADT體制的區(qū)別在于，觀測(cè)區(qū)域更小，所以能在對(duì)一片扇形區(qū)域進(jìn)行快速掃描的同時(shí)，完成多個(gè)目標(biāo)跟蹤。好比追星族只盯著機(jī)場(chǎng)到達(dá)口，飛速打量著出來(lái)的每個(gè)人，并把明星從人堆里區(qū)分出來(lái)。

　　▲ 機(jī)械掃描的火控雷達(dá)處理多目標(biāo)的能力相對(duì)有限，圖為SU-27早期型裝備的N001雷達(dá)，在邊掃描邊跟蹤模式下能同時(shí)跟蹤10個(gè)目標(biāo)，確定打擊目標(biāo)后轉(zhuǎn)為單目標(biāo)跟蹤方式，引導(dǎo)R-27導(dǎo)彈攻擊。

　　第四，相控陣跟蹤。電掃相控陣技術(shù)的出現(xiàn)，使雷達(dá)波束能夠在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換掃描方向，因此既有STT的高數(shù)據(jù)率，也具備ADT的多目標(biāo)探測(cè)能力，是現(xiàn)代火控雷達(dá)的更好選擇。就好比成百上千個(gè)追星族站成幾排，一人拿著個(gè)激光筆，看見(jiàn)各自的偶像就用光束照過(guò)去。

　　▲ 相控陣?yán)走_(dá)的波束控制能力強(qiáng)悍，使機(jī)載雷達(dá)能實(shí)現(xiàn)對(duì)10~20個(gè)目標(biāo)的同時(shí)跟蹤。圖為裝備F/A-18E/F的AN/APG-79有源相控陣?yán)走_(dá)，可同時(shí)跟蹤20個(gè)目標(biāo)。

　　馬巖：軍事科普活躍作者，畢業(yè)于解放軍理工大學(xué)，有多年部隊(duì)信息化部門(mén)任職經(jīng)歷，擅于普及電子戰(zhàn)相關(guān)知識(shí)。近年來(lái)累計(jì)發(fā)表科普作品20余萬(wàn)字，負(fù)責(zé)少年兒童出版社第六版《十萬(wàn)個(gè)為什么》叢書(shū)的雷達(dá)與電子戰(zhàn)部分。 

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　　作者：馬巖 

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