簡介
雷達告警接收機大量安裝在軍用飛機、軍艦、潛艇和地面戰車等兵器上，裝載它的兵器在專業術語中也稱為"武器平台"或"平台"。告警接收機的主要功能是發現敵方力量對兵器的威脅，並在威脅時刻向駕駛或操作人員發出警報，並提供關於威脅的主要信息，以便採取相應的行動，避免造成嚴重後果。（國防科工委網站）
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| 雷達告警接收機 |
發展簡史及現狀
機載雷達告警接收機的歷史始於20世紀60年代中葉。在越南戰爭中美國空軍作戰飛機在執行攻擊任務時，往往遭遇非常密集的防空火力打擊，尤其是在戰爭初期大量蘇制無線電指令制導的S-75型防空飛彈使其遭受了巨大損失。當時的美軍飛機與其他國家的作戰飛機一樣只裝備了用於向飛行員提示遭到敵機咬尾攻擊的護尾器，這雖然在空中格鬥中仍能發揮作用，但是無法對來自其他方向的防空飛彈制導雷達作出反應。在這種情況下，突破防空火力圈變得十分困難，相對廉價的飛彈可以擊落昂貴的攻擊機，作戰成本很高。為了減少飛彈造成的損失，美國空軍操作需求與發展計畫主管委託藍綬帶航空安全與技術工作組研究可以對這類威脅提供告警和防禦的手段。與此同時，國防研究與工程主管(Director,DefenseResearchandEngineering，DDR&E)組織了一個委員會來評估和選擇適用的告警和干擾設備。最終選中套用技術公司提出的VectorIV概念，命名為AN/APR-25，當年就簽署了500台的契約。為此，套用技術公司還獲得了美國空軍薩拉曼多航空材料領域獎。AN/APR-25採用晶體視頻檢波器，把四天線陣列接收到的信號形成目標方位顯示在一個陰極射線管顯示器（CRT）上，並根據雷達的脈衝重複頻率判斷是否已被鎖定。AN/APR-25雷達告警接收機的顯示器如圖1所示。由於當時的技術條件有限，AN/APR-25覆蓋的波段較少，主要適用於S-75系統的S波段和改進後的C波段雷達及戰鬥機的X波段雷達，一般飛機還同時裝備探測L波段地空飛彈制導指令的AN/APR-26飛彈告警接收機。當時執行"野鼬鼠"任務的反輻射飛機也使用AN/APR-25作為火控探測設備，與ER-142配合可以完成對輻射源的定位，提供發射反輻射飛彈所需的數據。這一時期裝備的雷達告警接收機還有改進的AN/APR-36/37和可以單獨完成反輻射火控功能的AN/APR-38以及超外差式分析接收機AN/APR-35。
隨著電子技術進步，1970年開始出現第一個數位化的機載雷達告警接收機AN/ALR-45，它使用了數字邏輯電路和時鐘驅動器的集成塊。最初的雷達告警接收機希望能夠儘可能多地接收到信號，避免漏脫，但是隨著戰場上輻射源的增加，對大量無威脅的信號告警將會分散飛行員的注意力，容易忽略真正有威脅的信號。這就要求雷達告警接收機套用計算機技術對信號進行分析和判斷，對威脅進行排序。第一台由軟體控制的雷達告警接收機是AN/ALR-46。
1972年套用技術公司提出採用低成本存儲器、研製可程式的告警接收機的概念，以便不修改硬體就能實現對不同頻率、脈衝重複頻率、脈衝寬度和脈衝壓縮編碼等的各種雷達告警。在這個被稱為VectorV概念的指導下，套用技術公司研製了世界上第一種專用於電子戰的計算機--套用技術先進計算機（AppliedTechnologyAdvancedComputer，ATAC）。這台計算機1973年研製成功時，體積為1.6×10-3m3，功率45W，輸入/輸出速度可以達到1.25Mb/s。這項成就使雷達告警接收機進入微處理器和軟體控制時代。套用這一技術的雷達告警接收機包括F-15上的AN/ALR-56，F-14、F/A-18上的AN/ALR-67，F-16上的AN/ALR-69等。計算機技術的套用，使雷達告警接收機可以靈活地控制電子干擾設備的使用時機、發射波形和功率，成為一個整體的電子戰系統。這個時期歐洲國家也依靠自身較強的電子技術實力，研製了較高技術水平的雷達告警接收機。AN/ALR-56是英國宇航公司(BAE)的產品，塞萊克斯公司的天空衛士系列雷達告警接收機也占有一定的市場份額。同時期前蘇聯的雷達告警接收機水平相對比較低，蘇-27飛機使用的SPO-150雷達告警接收機仍然使用模擬技術，用燈光向飛行員顯示大概的輻射源方位和工作狀態，難以滿足作戰要求。
典型的現役雷達告警接收機
1.AN/ALR-56AN/ALR-56是BAE公司為F-15戰鬥機研製的雷達告警接收機，目前在役的主要是AN/ALR-56C，最新生產的F-15K也裝備AN/ALR-56C(處理流程如圖2所示)。該系統是在飛機的翼尖和垂尾頂部各安裝一對天線，在前機身下安裝一片刀形天線。基於計算機控制的寬頻、敏捷的超外差接收機，能夠根據環境自動調整靈敏度，刪除確認無威脅的信號，實時告警高脈衝頻率和連續波信號，能實現連續的自檢（BIT），同時負責管理AN/ALE-45干擾物投放器和AN/ALQ-135干擾機。這型雷達告警接收機在當時是相當先進的，但由於電子技術發展迅速，在20世紀90年代中期，美軍評估認為該系統存儲容量、計算能力都存在不足，威脅評估和虛警率都已不能令人滿意，而且只更新F-15的作戰飛行程式（OFP）是無法解決以上問題，需要改進部分硬體。改進的輕量化AN/ALR-56M被用於50批次的F-16。
2.AN/ALR-69
AN/ALR-69是廉價、輕型的通用雷達告警接收機，包括5個LRU，僅重19kg，所以安裝平台極為廣泛，總共裝備了超過8000架飛行器,包括多數批次的F-16戰鬥機、部分A-10攻擊機、C-130戰術運輸機，甚至包括HH-60直升機。AN/ALR-69最新的型號是AN/ALR-69A(V)，生產商宣稱其為世界上第一種全數位化的雷達告警接收機，具有高度的擴展彈性和成本優勢。AN/ALR-69A（V）採用4個數位化四象限天線提供360°方位覆蓋，由一個寬頻通道在密集的輻射環境中以很高的靈敏度篩選出威脅信號，多個窄帶通道供選擇使用以提供更高的靈敏度和對威脅頻譜的快速覆蓋和快速回響。該系統由基於FPGA的16通道接收機快速處理信號，處理得到的數據由高速光纖數據鏈傳遞給模組化策略計算機。模組化策略計算機由商業貨架產品（COTS）製造，包括4片數位訊號處理器（DSP）和2片PowerPC來處理感測器和輻射源/威脅數據。該計算機性能強大，具有每秒200億條指令的處理能力。AN/ALR-69A（V）系統外接的感測器數量可以從4個增加到8個，而模組化策略計算機則有空餘的擴展卡插槽以便於將來擴展處理能力。這種擴展彈性使AN/ALR-69A（V）能夠適用於各種空中平台，能適應各種頻寬、空間覆蓋範圍、頻率範圍、極化方式、干涉測量方法。由於擁有開放的體系，各種電子戰和雷達系統都可以通過界面卡插接和載入軟體來與AN/ALR-69A（V）系統綜合使用。圖3是一個典型的AN/ALR-69顯示畫面。
3.AN/ALR-67
AN/ALR-67是美國海軍和海軍陸戰隊用於裝備F-14、F/A-18和AV-8B的雷達告警接收機，其最新型號AN/ALR-67（V）3用於裝備F/A-18E/F戰鬥機（如圖4所示）和F/A-18C/D戰鬥機，能夠在原安裝位置上替代AN/ALR-67（V）2系統。AN/ALR-67（V）3在設計時考慮了海軍航空兵未來20年所需面對的複雜電子戰環境，特別考慮了應對現代雷達越來越複雜的發射波形。與空軍使用獨立的定位系統不同，該系統要求滿足AGM-88反輻射飛彈的發射要求。該系統首次採用了全信道化數字接收機。全信道化接收機體系使系統可以在高脈衝密度環境中成功探測到有威脅的發射機，而且可以在附近有大功率干擾機的情況下接獲遠處的微弱信號。接收機覆蓋的波段很廣，從低於2GHz的早期預警雷達到40GHz的毫米波雷達，都能接收到。接收機的數字測量通道採用了先進的數位技術來改善可靠性，提高數據測量精度，並且通過減少部件數量降低了成本。信道化數字接收機連線了以一對PowerPCG4處理器為核心的策略計算機。PowerPCG4是最新一代航空電子系統中廣泛採用的處理器，性能十分強大，足以應付假定作戰條件下的電磁環境，滿足算法複雜度對計算能力的要求。AN/APG-67（V）3系統由基於性能的後勤（PBL）項目提供全壽命的支持，系統的可用性接近100%，作戰使用的可靠性超過設計要求的2倍，單價約為110萬美元。
機載雷達告警接收機的發展趨勢
最新一代的航空電子系統越來越趨於綜合化，機載雷達告警接收機將成為綜合電子戰系統（IEWS）的一部分，而綜合電子戰系統在整個航電系統中也不是獨立地發揮作用。綜合電子戰系統不僅僅是執行電子壓制的任務，在條件滿足時，也能用於火控。在出現這些新趨勢的同時，傳統的雷達信號截獲功能也面臨新的挑戰，要求有新的發展。 |
| 雷達告警接收機 |
1.航空電子系統綜合化與感測器數據融合
綜合式航空電子系統的概念，始於20世紀80年代美國空軍萊特實驗室提出的"寶石柱"計畫。"寶石柱"計畫的具體成果就是F-22戰鬥機的綜合航電系統。綜合航空電子系統的主要特點是各航電子系統只進行A/D、D/A轉換和信號處理，而數據處理部分則被綜合到通用綜合處理器中完成，各感測器得到的數據被充分共享，不同功能感測器得到的數據可以融合處理。作為綜合電子戰系統組成部分的機載雷達告警接收機，其作用不僅限於對有威脅輻射源的告警，也不只於綜合電子戰系統層面上對電子對抗的管理和控制，而是可以為火控系統提供目標識別，為火控感測器提示目標方位，減少雷達的使用時間和掃描空間，甚至可以直接提供武器發射所需的火控數據。
2.單站無源定位和跟蹤
利用機載雷達告警接收機完成單站無源定位、用反輻射武器攻擊地面雷達目標，是早已存在的技術，多年來反輻射攻擊機一直都是這樣工作的。但是對運動目標則存在目標跟蹤問題，而且更難以滿足定位誤差的要求。對目標的單站無源定位方法目前主要有隻測角度定位、都卜勒頻率定位、到達時間定位、方位/都卜勒頻率定位、方位/到達時間定位及相位差變化率定位等方法，各種方法都有一定的實例套用。對機動目標的跟蹤濾波算法則從擴展的卡爾曼濾波法逐漸發展到修正增益的擴展卡爾曼濾波法。目標機動模型則在傳統的微分多項式模型、勻速模型、勻加速模型、一階時間相關模型、半馬爾可夫模型等的基礎上提出了有較好效果的多個模型互動的機動目標定位算法。目前對機動目標的機載單站無源定位技術研究比較多，但是可能只有F-22使用的AN/ALR-94系統在一定距離內可以利用長基線測距等手段滿足AIM-120飛彈發射的全部要求。
3.對低可截獲機率（LPI）雷達信號的可靠截獲
為了提高雷達的性能，現代雷達普遍採用脈衝壓縮、超低旁瓣等技術，客觀上增加了對雷達信號的截獲難度。而機載雷達與雷達告警接收機的對抗，促進了專門的低可截獲機率技術，如發射功率管理、擴展頻寬、偽隨機噪聲編碼等的套用，大大增加了雷達告警接收機可靠截獲和分析雷達信號的難度。目前研究的低可截獲機率雷達信號的檢測方法有能量檢測器、時頻分解、小波變換、循環平穩分析、高階統計分析方法、現代譜估計方法、混沌信號處理方法等。已經有一些新型機載雷達告警接收機能截獲LPI信號，但是應注意LPI本身是相對一定信號截獲能力的概念，對一定LPI手段有效的信號截獲對更複雜的LPI手段則不一定有效，LPI與截獲技術的鬥爭仍在不斷地進行中。
