机载预警系统

机载预警设备

机载预警系统，即机载预警控制系统(Airborne Early Warning Control System,AEWCS)，有时候被称为预警飞机，主要由载机(和机身外部的天线罩)、雷达设备和信息通信链三大部分组成。它的出现最早是为了克服地面雷达的两个主要弱点。在系统实现方面主要存在电磁兼容、数据融合和关于相控阵体制等问题。

简介

机载预警系统，即机载预警控制系统(Airborne Early Warning Control System,AEWCS)，有时候被称为预警飞机，主要由载机(和机身外部的天线罩)、雷达设备和信息通信链三大部分组成。它的出现最早是为了克服地面雷达的两个主要弱点。

首先，地面雷达受地球曲率的影响，探测距离近，盲区大，低空探测性能严重不足。其次，地面雷达由于位置固定或者运动速度较低(比如车载的情况)，因此容易遭受攻击，生存能力较差。从功能上说，与火控雷达不同，相对于为武器系统提供精确的目标定位而言，它更强调对威胁的预见性，以便为我方提供充分的防卫和反击时间。所以，从这3个方面看来，预警飞机这个词很直观地显示出了机载预警控制系统的3个最基本的特点，即高空、运动和预警。

这第一个特点提高了雷达的探测能力，第二个特点提高了雷达的生存能力，第三个特点是机载预警控制系统最基本的功能。于是，预警机在战斗中可以扩大进攻防守的区域并增强攻防的有效性，从而为作战方案提供更多的选择和更大的作用范围，并且探测敌方在未设防区域的活动。

机载预警控制系统实现的难点

电磁兼容问题

现代预警机是一个综合的电子信息系统，包含有大量的电子设备。其中，既有有源设备，也有无源设备；它们的功率有大有小，所处的频段有高有低；再加上它们与导线、电源、回路等都必须集中在体积狭窄的机舱内，要保证所有电子设备在复杂的电磁环境下不致于因电磁干扰问题而妨碍同时正常工作，这就是电磁兼容问题，它是预警机电子系统集成中的首要问题。

数据融合问题

预警机作为能够作为指挥控制中心，是基于能综合利用机上各传感器得到的信息及通过数据链与地面交换信息。这些数据的融合，大致可以分为3类，即惯导与GPS数据的融合，雷达与二次雷达/敌我询问机的数据融合以及雷达与ESM/CSM的数据融合。由于雷达和ESM/CSM系统是预警机上2种最重要的信息来源，因此，它们之间的数据融合至关重要。

这种融合有2个难点。首先，雷达可提供目标的完整位置信息，也能提供目标的运动情况信息，但ESM/CSM只有目标的角度信息，并且其精度低于雷达数据；其次，二者的目标角度测量不是同时的，因此需要进行同步校准。

关于相控阵体制

预警雷达的相控阵体制具有灵活的时间、能量管理方法，可以最大限度地适应不同的战场环境，在空间不同方向上分配不同的时间和能量资源以得到特别要求的探测性能，可以对付隐身目标和反辐射导弹的来袭，发挥最大的作战效能。它还以高数据率的扫描和跟踪速度，提高了对目标的跟踪精度。采用单脉冲测角方法的相控阵系统,在完成全空域监视的同时，可完成对目标的高精度三坐标测量。

相控阵雷达也具有优秀的杂波抑制性能。未来可以升级成采用数字波束形成和时空二维信号处理的系统，可以对抗强功率的有源干扰。此外，由于没有机械旋转部件和大功率高电压的真空微波器件，因而具有较高的可靠性、任务有效度和长得多的寿命。

相控阵雷达的这些优点使得采用相控阵体制的预警机飞机成为新一代机载预警控制系统的发展方向。但是，相控阵体制的实现，还有若干难点需要解决。

发展趋势

（1）空域覆盖范围要更大，续航时间要更长

由于目前先进的反辐射导弹及其它战术武器的低空投放距离可达数十公里，高空投放距离可达数百公里，为完成既定的空防任务并保证自身的生存，防空拦截线需要外延数十至一、二百公里，其作用距离要达400公里左右。

在执行任务时，如果单架预警机的续航时间足够长，就可以减少特殊地区轮班值勤所需飞机架次和架数，这对离基地较远的战区而言，就显得特别重要。

（2）陆海两用，提高陆上下视能力

为了达到隐蔽、迅速的作战效能，世界各国普遍将低空、超低空突袭作为出奇制胜的法宝。大量现役的和下一代的歼击机、巡航导弹、武装直升机等超低空突防技能将日臻完善。同时，由于复杂地形对下视清况下的预警机将产生强大杂波，因此，对低空目标的探测能力、下视能力被视为现代防空效能高低的标志。

（3）电子战和生存能力要更强

未来战场的显著特点之一是电磁环境的高度复杂密集，战争双方将致力于争夺对电磁频谱的有效控制权。这就要求现代预警机必须具备电子支援措施(ESM)、电子干扰(ECM,Electronic Counter Measures)和电子抗干扰(ECCM,Elecetronic Counter Counter Measures)能力。对各类敌方辐射源,预警机应能完成搜索、截获、定位和识别，从而确认威胁并快速采取措施。此外，预警机还应具有对抗电磁能、保证自己正常使用电磁频谱的措施。

由于机载预警控制系统在现代战争中的关键作用，必然迫使敌人千方百计地对预警机进行扼制。它包括广泛使用隐身飞行器、反辐射导弹和电子干扰。20世纪80年代出现的隐身技术可以使目标的雷达散射面积减少1000倍。当前反辐射导弹朝着射程远(数百公里)、速度高、宽带覆盖、高灵敏度、高准确度、爆炸能力强的方向发展。隐身目标或反辐射导弹的威胁，也要求下一代预警机必须具有探测、处理隐身、准隐身、反辐射导弹一类小目标的能力。

（4）功能综合化，信息处理能力更强

未来战争谁占有信息优势，谁就取得战争主动权。因此，信息是一种战斗力,软杀伤武器，是军事实力的重要因素。未来战争，军事信息庞杂，瞬息万变。

要求预警机对信息的搜集、处理要全面、及时和准确。

要求机载监视雷达能自动搜索、截获目标,并快速给出目标位置和航迹。

因此，下一代预警机应功能配套。除了具有主情报源的雷达以外，还应具有雷达侦察、通信侦察等传感器；并且具备强大的通信能力、数据传输能力、信息处理能力以及综合指挥引导功能。

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