炮位侦察校射雷达遮蔽角设置及影响因素分析

李可心 康业通 于林勇

(陆军炮兵防空兵学院士官学校 沈阳 110867)

0 引言

炮位侦察校射雷达在阵地选择过程中，需重点考虑遮蔽角因素对雷达作战效能发挥产生的影响。如果遮蔽角设置不当，将会限制雷达能力的发挥，严重时候将会造成雷达无法探测目标。研究有关遮蔽角的问题，对炮兵雷达使用具有重要的意义。

1 遮蔽角设置影响因素分析

炮位侦察校射雷达主要用于侦察敌方发射中的火炮阵地位置，其通过探测飞行中弹丸的运动轨迹，外推出火炮阵地坐标。由于雷达是向敌方地域低空辐射电磁波，沿地面会有功率很强的副瓣，为防敌方地面电子侦察，选择阵地时，其前方距离雷达阵地应有必要的遮蔽物，以遮蔽雷达副瓣。从遮蔽物顶到雷达天线下沿连线与水平面的夹角，称之为遮蔽角，如图1所示。

设置炮位侦察校射雷达遮蔽角，应从两个方面进行分析：一是敌方的电子侦察及电子干扰设备影响；二是敌方射弹方向和火炮阵地位置[1]。

高遮蔽角对于抗敌方电子侦察和电子干扰有很好的效果。通常，电子侦察和电子干扰设备要求对雷达天线通视，因此敌方干扰设备要想对我方雷达造成威胁，就必须设置在遮蔽角的上方，从而需要电子干扰设备必须放置在很高的地方，也就限制了敌方电子干扰设备可以有效配置位置的数量。另外，炮位侦察校射雷达是通过捕捉射弹确定敌方火炮阵地位置，不需要与火炮阵地通视，因此遮蔽角遮蔽掉了雷达到武器阵地瞄准线，减小了敌方火炮阵地附近电子干扰设备的作用效果。

如果考虑到精确测量敌方火炮阵地位置，通常要求降低雷达遮蔽角。虽然不需要对敌方火炮阵地位置通视，但雷达必须在敌方射弹到达弹道最高点前有足够的上升弧段跟踪射弹。如果遮蔽顶过高，火炮发射的弹丸弹道将低于雷达波束而不能被探测到，即使被探测到，由于跟踪距离短，定位误差将加大甚至无法进行定位。考虑到有效抗干扰要求，在保持对射弹足够捕捉能力同时，较低的遮蔽角(取决于射弹的仰角和速度)能够在雷达与武器在同一高度下确保雷达性能发挥。最大允许遮蔽角随着火炮阵地位置距离增加、高度减小和武器初速减小而减小。

综合考虑反侦察抗干扰效果和对敌方火炮阵地的发现效果两个因素，雷达的遮蔽角设置既不能过大，也不能过小。炮位侦察校射雷达侦察作业时，可以首先给雷达设置一个平遮蔽角[2]。所谓平遮蔽角是单一遮蔽角或雷达在没有遮蔽角输入到计算机中时的缺省值。平遮蔽角的范围通常在10mil到30mil之间。在保证获得较大反射面的情况下，雷达应配置在遮蔽物后面植物茂盛的阵地上。要求遮蔽物在己方地域内，遮蔽顶距离雷达不超过1km，具体可根据侦察目标的远近和目标类型来决定。在条件允许的情况下，可以使用双遮蔽顶，第一个遮蔽物距离雷达前方约250m到300m，第二个遮蔽顶在雷达前方约1000m的位置。第二个遮蔽物进一步衍射了雷达副瓣波束，使敌方更加难以准确确定雷达位置。

2 垂直扫描范围与跟踪范围关系分析

在进行侦察作业时，炮位侦察校射雷达一般在弹丸离开炮膛一段时间后才能捕捉到飞行中的弹丸。在发现飞行中的弹丸后，雷达并不能够立即推算出发射炮弹的火炮阵地位置，它必须跟踪一段弹丸飞行的轨迹或者跟踪一定时间，雷达信息处理系统才能够根据运动轨迹外推出火炮阵地坐标。这就需要炮位侦察校射雷达在俯仰上具有一定的扫描范围。将雷达波束在俯仰方向上的最大探测范围，定义为垂直扫描范围，它表征的是具体型号雷达的最大垂直扫描能力。如美军AN/TPQ-36雷达最大垂直扫描范围约为80mil，AN/TPQ-37雷达最大垂直扫描范围大约是104mil。

在实际作业过程中，雷达的垂直扫描范围并不一定能够得到充分的利用。从雷达位置上看，遮蔽顶的高度和阵地前面地形轮廓在雷达搜索扇形区内是变化的。在考虑实际地形轮廓和前方遮蔽物影响的条件下，通常难以设置一固定遮蔽角，遮蔽角会随地形条件产生一定的变化，这种变化也就导致了雷达在不同方位上垂直扫描范围会有一定的变化，不可能一直处于最大扫描范围之内。将弹丸通过雷达探测并可跟踪的区域俯仰变化称之为跟踪范围。它与垂直扫描范围的关系如图2所示。

图2中所示的三维区域是目标能被探测并跟踪的区域。从图中可以看出，跟踪范围是垂直扫描范围与遮蔽顶之差的密位数。由于地形轮廓或雷达前面遮蔽物的影响使垂直扫描量受损失，跟踪范围在不同方位上会发生变化。

为了能够保证雷达捕捉到弹丸并且能够推算出火炮阵地的位置，必须保证在炮位飞行轨迹的升弧段上有足够的范围供雷达进行探测，也就是必须有足够的跟踪范围。将雷达能够外推出火炮阵地需要的跟踪范围的最小值，称为最小跟踪范围。只有当实际的跟踪范围大于最小跟踪范围时，才能够满足雷达外推火炮阵地位置的基本条件，雷达才有可能外推出火炮阵地位置坐标[3]。美军AN/TPQ-36和AN/TPQ-37雷达的最小跟踪范围为50mil，也就是说雷达跟踪一发弹足以计算出结果需要至少50mil跟踪范围。

当实际跟踪范围小于最小跟踪范围时，雷达站必须通过人工调整遮蔽角、使搜索扇形变窄或将雷达移到具有足够跟踪范围的新阵地进行补偿调整。

3 遮蔽变化量及其影响

由于雷达阵地前方的地形轮廓通常是发生变化的，导致在不同方位上由于地物遮挡造成的遮蔽角会发生一定的变化[4]。将雷达扫描扇形区域内遮蔽角的最高值称为最大遮蔽角，将雷达扫描扇形区域内遮蔽角的最低值称为最小遮蔽角，最大遮蔽角与最小遮蔽角的差值称为遮蔽变化量[5]，如图3所示。遮蔽变化量将会对雷达的跟踪范围产生较大影响。

从图3中可以看出，在整个搜索扇形区域内，雷达在最大遮蔽角处的跟踪范围最小，且此跟踪范围等于垂直扫描范围与遮蔽变化量之差。为保证雷达在整个扇形搜索区域内的都可以有足够的跟踪距离且可外推出火炮阵地位置，要求雷达在最大遮蔽角处的跟踪范围大于雷达所需要的最小跟踪范围[6]。由于雷达的垂直扫描范围和最小跟踪范围是固定的，所以可以确定出雷达搜索目标时允许的最大遮蔽变化量：

最大遮蔽变化量=垂直扫描范围-最小跟踪范围

在雷达站进行阵地选择和进行遮蔽角设置的时候，必须考虑遮蔽变化量对跟踪范围造成的影响。任何遮蔽变化量超出了最大值的情况将使雷达没有足够的跟踪范围来确定火炮阵地的位置。在这种情况下必须采取一些措施来获得足够的跟踪范围完成雷达任务。可以采取的措施有以下几种：不采取任何措施；提升最小遮蔽角；缩窄搜索扇形区域和变化雷达阵地。

首先来看第一种情况，不采取任何措施。如果不采取任何措施，雷达将只能捕捉到搜索扇形区域内跟踪范围大于最小跟踪范围内的目标，而对于跟踪范围小于最小跟踪范围内的目标，雷达将无法外推出火炮阵地坐标，从而会产生盲区。如图4所示。

从图4中可以看出，如果遮蔽变化量超过最大允许遮蔽变化量而又不采取任何措施，在雷达搜索扇形区域内将会产生一定范围的盲区，盲区范围为跟踪范围小于最小跟踪范围的区域。如果在这一区域内有敌方火炮阵地，即使弹丸被雷达搜索屏发现，由于没有足够的跟踪时间，也不能推算出敌方火炮阵地位置坐标。

第二个可采取的措施是提高最小遮蔽角。当最小遮蔽角提高，遮蔽变化量缩小，弹丸实际跟踪范围大于最小跟踪范围，将消除由于高遮蔽引起的盲区。但是，采取这种措施，将在低遮蔽角下面产生一个小的盲区，如图5所示。

从图5中可以看出，提高最小遮蔽角值，保证对弹丸的实际跟踪范围大于雷达的最小跟踪范围，从而可以实现对高遮蔽区域的探测。但是可以看到，随着最小遮蔽角的提高，在最小遮蔽角以下会形成一个盲区[7-8]。盲区的存在可能会被接受，也可能不会被接收，特别是敌方发射低伸弹道火炮时，可能会造成从最小遮蔽角到射弹最大弹道高之差不满足最小跟踪范围的情况，从而无法发现目标。在实际作战过程中，提高最小遮蔽角是一个可采取的有效措施，通过调整遮蔽变化量以获得合适的跟踪范围。

另一个可以采取的措施是缩窄搜索扇形区域。缩窄搜索扇形区域后，将减小遮蔽变化量，并可以消除搜索区内的盲区。但此时仍然会留下一个雷达无法探测到的区域，这在某些时候是战术情况所不允许的，如图6所示。如果要采取这种措施，雷达站必须在上级指挥机关的允许下进行，如果没有上级指挥机关的批准，有可能造成侦察空白地带，带来严重后果。

如果以上措施都不能够满足探测的实际需求，雷达站必须重新选择阵地，使敌弹道尽可能多的暴露在我雷达之下。在重新选择阵地之后，雷达在新的阵地上要再次依据地形条件计算遮蔽角、遮蔽变化量和跟踪范围，保证能够在搜索区域内完成有效探测任务[9]。

4 结束语

合理设置遮蔽角对炮位侦察校射雷达发挥侦察效能具有十分重要的作用。在部署炮位侦察校射雷达时，要充分考虑遮蔽角要素，合理分析地形条件、电子对抗、敌方可能的射弹方向和火炮阵地位置等各方面因素，充分了解炮位侦察校射雷达的垂直扫描范围和跟踪范围，准确计算遮蔽角变化量及其可能造成的影响，从而科学确定炮位侦察校射雷达的遮蔽角，保证炮位侦察校射雷达作战效能的有效发挥。