空用脈波都卜勒雷達的搜索模式介紹

直昇機

玩空戰遊戲時常會炫惑於五光十色的空用雷達吧！這裏介紹一些常用的脈波都卜勒（PD）雷達的搜索模式。

PD雷達在搜索時依據模式的不同，會採用不同的脈波來復頻（PRF，Plus Repetition Frequency）：低PRF時測距表現良好，但都卜勒信號的容易鑑別模糊；高PRF時測距容易模糊，都卜勒信號卻不易混淆。中等PRF時兩者都會產生混淆的情況。模糊增加了信號處理的難度，但可以用餘數定理計算決定。而在任何一個搜索模式下，PRF也會視情況變動調整，並非一成不變。依據目標檢測時PRF切換方式及雜訊/干擾處理方法的不同，常用搜索模式可分為以下幾種：

（1）正常空對空模式（Normal Air Mode）
以低PRF及中PRF脈波進行掃瞄，天線掃瞄速度及搜索範圍適中，適用於一般對空目標的搜索，飛行員可以操作控制天線俯仰角度進行仰視或俯視搜索。
（2）適應搜索模式（Adaptive Search Mode）
以低PRF及中PRF脈波進行掃瞄，天線掃瞄速度較慢而且搜索範圍較小，適於長距離對空搜索，因為需要知道目標的大概方位，使用時常和地面CGI配合，由飛行員操作油門手柄上的游標控制電門選定搜索的區域範圍。該模式也具有俯視及仰視兩種子模式。
（3）速度搜索模式（Velocity Search）
以高PRF脈波對選定的區域進行掃瞄，對迎面來犯的低飛或高速目標有較好的偵測性能，適用於攔截任務。該模式脈波適合偵測高地面雜波、高接近率的目標。飛行員需依據敵情從兩種預設選擇慢速（800/1200浬）或快速（2400浬）兩種接近率中較適宜者。在此模式下，距離30浬慢飛的Cessna小飛機會出現在雷達屏幕的底部，而以2300浬速度逼進、距離5浬的Mig-25反而會出現在屏幕的頂端（選定2400浬）。高PRF有強烈的距離模糊特性，故這個模式並不能測量距離，而是打出強大的探測脈波，通過都卜勒濾波來確定目標的存在與否。若要測知目標距離，還需由飛行員操作鎖定電門，以聚光（Spotlight）方式發射一個中PRF的脈波進行測距，較新型雷達則提供「速度搜索同時測距」（Velocity Search While Ranging）的自動模式。
（4）測距同時搜索模式（Range while Search）
這個模式和VS模式正好相反，利用低PRF脈波對選定的區域進行掃瞄，低PRF使得距離精度極高，而完全忽略容易造成模糊的目標速度向量，是飛行員取得空戰態勢/情況警覺最常使用的模式。改良的模式允許在少數選定的目標上加載速度、高度等相關訊息，稱為「多目標狀況警覺模式」（Multi-Target Situation Awareness Mode）。
（5）空戰模式（Air Combat Mode ）
可對10浬內的第一個被偵測到的目標自動截獲，並進入追蹤模式。具有4種多樣化的子模式，專供視距內空戰使用。
向上搜索（Super Search）或稱為HUD Scan子模式，配合抬頭顯示器使用，其掃瞄範圍與HUD視場一致，以F-16上使用的西屋公司（現為諾斯洛普格魯曼）APG-68（V5）雷達為例，是30°Az×20°。
垂直搜索（Vertical Scan）當載台與目標機的相對運動劇烈時，利用此子模式可以協助發現並鎖定位於升力向量上的機動目標。近戰追逐中，將目標指向自身機頭的動作，其實就是大G帶桿；此狀態下機翼幾乎垂直於天地線，廣大的垂直搜索範圍，可讓逃逸中的目標尚未進入HUD視場前，就被先期發現並鎖定。同型雷達的掃描範圍是10°Az×60°。
移動搜索（Slewable ACM）提供一個飛行員可以自行移動的60°Az×20°的掃描範圍，其參考點並不是機體座標而是地面座標。此子模式並不一定用來鎖定目標，可以在沿地貌飛行時用來檢查可能的威脅空域，或是在收到雷達預警接收器（RWR）提供的方位警告後，迅速確定威脅，佔取有利防禦位置。
瞄準線搜索（Boresight ACM）用於傳統的追尾攻擊。此子模式採用緊密掃瞄的鉛筆波束（波束寬θ和天線孔徑L及波長λ有關，θ=0.88λ/L，一般在3°-5°），天線指向與武器軸線一致，可精確鎖定想要攻擊的目標。
（6）其他搜索模式
還包括對目標機群辨識用的「群目標分辨」（Raid Cluster Resolution）模式，利用脈波變化及信號處理的方法，可以在遠距離「數出」編隊中的目標架數。至於對地的搜索模式則有對地圖像、海面圖像、都卜勒波束銳化圖像、合成孔徑/逆合成孔徑圖像及利用都卜勒移頻的活動目標指示（MTI，Moving Target Indication）等，信號處理的方式各不相同。不同的雷達廠商，相似的功能會有不同的模式名稱；同一個名稱，不同型號的掃瞄範圍與方式也不盡相同。

william810

經過這篇文章的解說, 總算對都卜勒雷達有了比較深的認識,
希望大大下回能介紹一下戰機使用的相控陣雷達