多弹协同雷达导引头信号融合探测架构分析

    王奥亚 周生华 刘宏伟 严俊坤 苏洪涛 曹运合

    DOI：10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0155

    0引言

    未来战争是高科技战争，面对逐渐成熟的导弹防御技术，单个导弹进行突防的难度逐渐增加，弹群攻击将是未来的主流模式。多弹条件下个体能力是基础，但体系化、协同化能力对于综合实力的影响越来越大。随着定位、导航、通信和计算机等技术的飞速發展，开展多弹分布式协同探测打击技术研究具有了现实必要性。

    目前，世界各国发展的多弹协同技术有很多模式，虽然多数具体细节尚不清楚，但是多弹导引头之间的协同可提升目标探测能力几乎获得了一致的共识[1]。对于多弹分布式协同雷达目标探测问题，最优探测能力由雷达导引头协同探测的融合方式决定，其决定了探测性能的上界，对该问题进行研究不仅具有理论意义，也具有实际意义。分布式融合探测的最优探测能力由信号融合算法提供，信号融合探测是指无信息损失的融合各雷达通道接收信号的目标探测方式。研究多弹信号融合首先需要解决相参还是非相参的体制选择问题，在多弹信号融合处理过程中，前者使用了相位信息，后者没有使用相位信息。传统观点认为，信号融合探测需要带宽大，但分布式非相参利用信号融合的双门限机制[2-7]，可降低系统通信带宽，同时将检测性能损失最小化。本文通过分析空基多弹雷达导引头信号融合检测性能上界，给出多弹相参信号融合性能所需的定时定位等支撑技术要求，表明多弹相参信号融合对支撑技术要求高，同时，在信噪比较高时，多弹相参融合探测的理想探测性能可能比非相参信号融合要低。

    4结论

    本文分析了多弹组网雷达导引头协同探测面临的第一个关键问题，即相参和非相参模式的选择问题。虽然不同分析方法都能导致选择非相参体制的结论，但本文针对分布式组网目标检测问题，给出了理论上和数值上的结果对该结论进行支撑，明确了多弹协同采用非相参体制这个重点研究方向。

    本文重点从目标回波特性和系统的性能要求这两个点分析分布式相参在实现过程中面临的难点：无论是目标回波还是系统相参，在多弹环境下实现均难度较高。最后本文从性能的角度分析表明，分布式非相参并非一定比分布式相参的性能要差，这取决于目标回波信号的相关特性。在常见的基准检测概率下，如果多弹目标回波独立，分布式非相参融合可以获得比分布式相参更好的检测性能，也就是说，即使技术上可以实现分布式相参，在性能上也并不一定意味着更高的目标检测性能。

    多弹协同信号融合探测理论上传输更多信息，可以实现更高的检测性能，但即使采用了非相参体制，也会面临较高的通信带宽需求，目前已有研究表明，可以通过双门限等机制降低系统的通信带宽，但在多弹特殊环境下，如何对算法进行优化设计仍然是值得深入研究的问题，最终多弹导引头信号融合是否采用不仅取决于可实现性，还取决于性能得益。

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