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雷達的「鎖定」是什麼意思?和發現目標有何不同?

空戰電影中經常有飛機被對方雷達「鎖定」的情節。在演習中也基本以一方被雷達「鎖定」為勝負判定的依據。問題是被「鎖定」的飛機怎麼能立即知道自己被「鎖定」了?難道被狙擊手瞄準的目標在被擊中前能知道自己被瞄了嗎?


過來湊個熱鬧。

在影視作品裡,尤其是好萊塢電影所主導的空戰場面中,雷達鎖定確實是一個經過藝術化的處理情節,尤其在戰機的近距格鬥中,男主角往往使出渾身解數,操控戰機左躲右閃咬在敵機背後,然後通過雷達「捕捉」敵機,最終使座艙內的瞄準紅圈重合,變紅,並發出嗡嗡的巨大聲響,則完成「鎖定」,打得敵機凌空打爆.....這個「鎖定」的過程確實能夠增加戲劇效果,突顯出主角的技藝高超和作戰過程的難度。

但實際上,所謂的「雷達鎖定」這個過程並不是這麼理解的,這個情節處理我推測還是來自於以前空戰(二戰時期的活塞式戰鬥機)的光學瞄準鏡和機炮的組合模式,即在光學上瞄準鏡的焦點和敵機重合的霎那是可以按動機炮的(類似於「鎖定」動作),這個最能直觀體現空中格鬥的難度的,所以就這麼沿用下來了。

在雷達和其他各種主動、半主動和被動導引的「制導武器」時代,這個所謂的「鎖定」過程往往是動態的,而且最有力的「鎖定」往往發生在制導武器(導彈)本身上,而非載機。一般過程如下:

1 戰鬥機進入近距格鬥狀態後,對於敵機的「捕捉」是通過載機自身的雷達系統來完成的(靠目視也算一部分),當尺寸相對較大的機載雷達(往往性能更好)完成對目標敵機的位置捕捉之後,會形成連續跟蹤,不斷監控敵機的相對位置和速度,並將各種參數傳遞給火控雷達;

2 火控雷達會在很短的時間內選擇可以使用的武器,並將已經獲取的目標數據通過機身匯流排灌裝給具體被選擇的導彈;

3 如果具體使用的導彈和雷達無關,比如是紅外製導(響尾蛇AIM9)或者電視制導、激光制導(這些用於空空作戰的可能性不高),則這個裝訂數據會很簡單,可能機載雷達捕獲的目標數據對他們的制導並無太大幫助(制導差異造成);如果具體使用的導彈就是主動或者半主動雷達制導方式的(後者在空空領域已經少有了),則載入雷達所捕獲的目標數據特性,比如速度、回波質量和特性參數就很重要並被裝入導彈的雷達系統;

4 注意上面這個過程算不上真正意義上的「鎖定」,如果是紅外製導的響尾蛇,這個過程就更和「鎖定」無關了。舉個例子,全球範圍內普遍使用的毒刺單兵肩扛導彈,實質就是和響尾蛇制導方式一樣的紅外製導地空武器,這種制導武器發射之前,只要操作者在光學瞄準鏡里瞄準到敵機尾部(最佳)即可,沒有任何數據會裝訂到毒刺導彈上,完全是發射後不管,發射前需求極其簡單.....「鎖定」過程完全不存在;

5 導彈發射離開機身之後,自身的導引系統開始工作。彈載紅外系統開始在一定範圍內捕捉敵機的紅外特徵,雷達及開始在特定頻點上搜索發射並捕捉回波,因為彈身體積限制,彈載雷達和其他導引裝置的性能是有限的,所以需要載機的初始數據裝訂。紅外導引技術不適用於長距離導彈就是這個道理。只有這個過程,目標敵機被導彈自身雷達所捕捉並連續跟蹤,或者紅外導引頭捕捉並連續跟蹤,這才叫做「鎖定」!因為導彈的機動性能和速度要高出一般戰機很多,所以被「鎖定」往往意味著基本宣布死刑;

6 導彈對於目標敵機的「鎖定」,實際上是彈載導引頭和彈載計算機、控制迴路和氣動控制部件閉環控制的一種體現,連續閉環的修正,會使得超機動的導彈頭部始終瞄準目標敵機,最終將其擊毀.....

關於制導攻擊方基本就是這個樣子。

----------------------------補充一些雷達告警系統Rador Warning Receiver的信息----------------

下圖來自Raython公司宣傳資料:

這是一整套的RWR(雷達告警裝置系統)在F18大黃蜂某型號上的部件分配圖,最關鍵的是兩個垂尾上Antenna(天線)和機身左右翼身縫條根部的Antenna,還有其配套的Receiver(就是和天線配套的數字接收裝置)。這樣在系統部署完畢之後,在機身的全向四周形成無縫的四個扇區,接受各個方向來的雷達信號,頻段是寬泛的從2-40GHz,都可以看到並在識別信號後進行方向鑒別和頻率鑒定,包括脈衝信號、連續波掃描等等...在接收到相關信號之後,信號通過匯流排被送入中央處理機,CPU會根據具體戰術任務來解算和評估每個接收到的雷達波特徵,並根據事先搜集的地方武器情報來判斷是何種武器,能大致區分出波速後面是敵方預警機?還是戰機?還是具體的雷達制導武器?這依賴於威脅資料庫電磁特徵的建立細節。所以美軍在真正作戰之前非常講究敵方電子信息的收集,這是一個長期積累過程,對於熱點戰區和有敵意國家的邊界,電子信息搜集工作是一直在做的,積累越多,戰時的用處就越大。

插一句,還記得王偉和美軍電子戰EP-3在南中國海的撞機事件嗎?那個EP-3就是長期在南中國海貼近邊界飛行搜集中方電子情報的飛機。

RWR的CPU通常很強大,最新的型號採用了雙32CPU,PowerPC體系。因為它要在很短的時間內判斷各種信號的來源並作出策略判斷,驅動火控雷達發動電磁干擾反制、還是發射反輻射導彈(針對地面防空導彈雷達照射)、還是緊急情況下紅燈提醒棄機,等等不一而足。基本就是這樣的。


從專業的角度來講,雷達的鎖定是對從目標反射回來的無線電波的自動跟蹤。通常反射回來的無線電波與從我方發射出去的電波會有一定的差別(因為發射出去的電波載波上通常會調製一些時間碼或者偽碼什麼的,可以有調相,調頻,調幅等多種方式,而等接收到這些回波時載波與這些調製碼會發生變化),通過這個差別可以解調出目標的速度,方向,距離。另外根據反射回來的電波特性可以解調出當前我方雷達天線與目標的跟蹤誤差,然後採取反饋跟蹤,完成對目標的自動跟蹤,即鎖定。

而發現目標,是指目標出現在我方的雷達的視野里。前面有個知友提到,雷達波束主瓣寬度(嚴格說來是指精密跟蹤雷達的)一般不會很寬,所以要達到鎖定目標需要具備一定的條件,即要達到我方雷達能夠自動跟蹤的條件(通常要高於觸發條件)時才能鎖定。如果目標的速度快過我方雷達的跟蹤速度,那麼將丟失目標。

那麼通常精密雷達的視野(專業上叫帶寬)是很窄的,所以需要有寬視野(寬頻)雷達來引導或自己來掃描。如果寬頻雷達發現跟蹤上了目標,就會發出信號來引導精雷達來跟蹤目標。另外,如果無引導雷達,那麼就靠自己掃描來發現目標。舉個例子,調收音機的接收信號,其實就是一個掃描的過程。手動地調收音機的調頻輪(讓本地振蕩器的輸出頻率按一定的規律變化),於是就能發現有很多目標,當你找到自己想聽的頻道時,精確地微調至最清晰狀態,即完成對目標的鎖定。

那麼如何感知自己被鎖定呢?從前面 的論述可以知道一些了。即也要有一個感應器,即能感應到對方發射過來的電波,如果感應不到,也就不知被鎖定了。那麼狙擊步槍是用一种放大鏡來觀測的,沒有電波發射的,對方是不會知覺的。

如果對方目標的反射面積小,或者對反射回來的電波被加進很大雜訊,就會給鎖定目標造成很大的障礙。 這就是電子干擾的原理。


雷達是導彈的「眼睛」,其對目標攻擊分為前後兩個階段:搜索和跟蹤,跟蹤就是鎖定的意思。其中搜索是在大範圍內掃描目標,跟蹤是在搜索的基礎上根據作戰準則鎖定目標,在鎖定目標的同時,雷達會不間斷的向目標發射電磁波,這樣敵方目標就有可能獲取雷達信息,如果目標機動性非常強,那麼就有可能逃脫鎖定。狙擊手瞄準目標的過程中不會發射電磁波,因此目標不可能發現狙擊手。


"鎖定「與」發現「的區別,其實從字面意思也能大致判別。

打個比方:假如你去機場接一個從未見面的客人,一大群人從出口出來,你都看見了,也就是」發現「了;每看見一個人,你就要觀察對方的特徵,根據特徵來判斷他是不是你要接的人,比如是不是帶眼鏡呀,是不是光頭呀,衣服的顏色呀等等,如果發現遠處一個人的特徵完全符合,為了防止他混入人群中找不到了,你就得盯住他,這就是」鎖定「了。

雷達」鎖定「也相當於」盯住「,專業一點說就是要保證一定的回訪率,也就是1分鐘要看他幾眼以上。由於雷達」看人「是通過向目標輻射電磁波並接收回來實現的,因此「被看者」通過自己被電磁波輻射的頻度可以判斷自己是否被鎖定。

從對抗的角度來說,鎖定往往意味著穩定的跟蹤,如果被穩定的跟蹤上無法擺脫,速度又沒有敵方快(一般攻擊方都會更快),那麼被導彈追上就是遲早的事了。


飛機上有雷達告警系統(RWR),當被敵方雷達持續跟蹤照射時會給出告警信號,包括方位,大致類型等,同時也會配合導彈逼近告警系統(MAWS)進行自衛,自動投放箔條彈。


雷達的原理更像是探照燈,而非瞄準鏡。因為雷達是發射電波,通過接受被目標反射的回波來感知目標的。在自然界里,蝙蝠、鯨魚、海豚都是採用這種方式進行目標感知。而瞄準鏡是接收到被自然光線照射物體的漫反射,相當於自然界里,人或其他動物的眼睛。

兩者的區別就在於前者會先發射,後接收;而後者僅僅接收。

因此雷達發射電磁波照射目標來感知目標,被照射的目標也能反過來通過此電磁波感知到自己被照射。這兩個動作由下面兩點分別描述。

1. 鎖定是由戰機的機載火控雷達完成的,機載火控雷達在鎖定目標時,天線波束會對目標進行跟蹤,此時雷達波會對目標進行持續照射。可將之想像為監獄的探照燈,看過《越獄》的同學應該印象比較深刻,探照燈發出的光是束狀的(相當於雷達天線的主瓣波束),因此照射區域有限,在警戒的時候探照燈會來回擺動照射(相當於雷達的掃描),在照射到有人越獄後,不管越獄者怎麼跑,都會跟著越獄者照射(相當於雷達的跟蹤和雷達波的持續照射)。之後監獄守衛會對著照射到的目標進行

射擊(相當於火控雷達鎖定目標後引導武器系統攻擊)。

2. 被鎖定的目標戰機上,如果裝載有機載告警器(RWR),就能通過敵方火控雷達的雷達波持續照射判斷出自己被鎖定(越獄者看到自己被探照燈追著照,當然知道自己被發現了)。這時會通過態勢顯示器等人機交互設備對飛行員進行圖像和聲音的告警自己已被鎖定,敵方武器即將發射了,需要及時作出機動規避或釋放干擾(此時越獄者得趕緊逃或者舉手放棄,以免被擊中 T_T)。


用個比較簡單易懂的例子。

發現就是你打射擊遊戲的時候看到目標了。

鎖定(持續照射)就是你打射擊遊戲的時候准心定在他身上了。


答得都夠專業 據我所知 飛機上是有設備能夠探測到電磁波的「持續照射」的 就報警了


其實這個專業術語好像叫錄取

小時候我聽過軍事演戲的時候說過,XX批次目標截獲... 目標錄取。514警戒雷達和瞄5炮瞄雷達到指揮部的電話。


雷達的鎖定是指目標的距離,角度,速度三個參數都進入捕獲狀態。

飛機上有雷達告警接收機,能獲取雷達的工作參數,比如重頻,掃描速率等等,從而反推出雷達的工作狀態。


好流弊啊,怎麼好多人都了解啊


雷達類型或者雷達的工作方式一般有兩種,搜索和跟蹤,當然還有邊跟蹤邊搜索的高級雷達,這裡就不討論了。一般戰鬥機上安裝的雷達是機載火控雷達,兼顧有搜索和跟蹤兩種功能。搜索時是在一個較為寬的角度和較為寬泛的距離上進行目標的搜索,待發現目標後,雷達自動或者人工進入跟蹤目標過程,在此過程中,對目標的距離,方位和速度進行持續跟蹤,保證獲得導彈發射數據裝訂所要求的進度。一般這個時間是很短的!

另外現代戰鬥機都安裝有感知雷達波照射的設備,就是我平時工作的內容了,專業名稱是雷達告警接收機,都感知照射雷達的多個信息等,有幫助駕駛員進行對抗對方的鎖定攻擊!



雷達是探測設備,所謂鎖定,就是被雷達探測到並被跟蹤,可以認為是被雷達波「持續照射」,既然被「照射」,自然可以通過某種手段測到了。簡單地說,只要在一定時間內連續「感知」到一個比較固定的雷達波,基本可以斷定自己被敵機「鎖定」了。但是被狙擊手瞄準一般很難被探測到,但不是不可能,也可能通過光學手段以一定概率探測。


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