高超声速推进火箭 【深度】高超声速目标预警探测系统研究

近年来，伴随着临近空间领域陆续取得技术上重大突破，临近空间目标大量涌现、军事化应用日益增强，特别是临近空间超高速目标以其速度快、航程远、突防能力强等特点，越来越受到各国的高度重视，成为新型战略威胁。

进入21世纪，高超声速技术已经从概念和原理技术试验阶段，进入了以高超声速巡航导弹、高超声速助推-滑翔飞行器和轨道再入飞行器等为应用背景的原理样机设计和飞行试验阶段。当前，以美国为代表的，包括俄罗斯、法国、德国、日本、印度和澳大利亚等多个国家在内的技术大国已陆续取得了技术上的重大突破，并相继进行了地面试验和飞行试验。资料显示美国在2020年后可实现最大速度为25马赫的弹头，目前大部分高超声速飞行器的速度介于5-25马赫之间。

临近空间高超声速飞行器活动高度范围比较广，100千米以下都是其活动范围；横向机动性较强，可实现大于15g的过载机动；航程远，1000千米-16000千米之间，善于快速远程突击作战；受等离子鞘套影响，可能会对电磁波有吸收、折射、衰减的作用，具有隐身化的特点。

综上，临近空间高超声速飞行器是一种新兴的、超远程的高速飞行武器。由于其目标特性与传统空气动力目标以及弹道导弹目标等有明显的不同，导致现役的预警探测系统难以对该类目标实施有效的监视预警。

本文首先阐述了现有临近空间高超声速目标的特点及种类划分，根据其特性指出雷达探测难点。在搜集整理国外现有临近空间高超声速目标探测装备的基础上，对雷达探测关键技术进行分析，提出了临近空间高超声速目标预警探测系统的初步构想。

2 临近空间高超声速飞行器分类

临近空间高超声速飞行器根据其飞行和作战模式的不同，主要分为助推-跳跃（滑翔）飞行器、高超声速巡航飞行器以及轨道-再入飞行器。根据动力形式的不同，主要分为火箭发动机式和吸气式两种，当前主要采用冲压发动机，根据飞行速度的不同选择亚燃冲压或超燃冲压发动机。根据发射平台的不同主要分为空基平台、海基平台和陆基平台。

表1国外典型临近空间飞行器对比表

3 临近空间高超声速飞行器探测难点

临近空间高超声速飞行器的气动布局和弹道特性给目标探测带来了相当的困难。同时现有的防空预警网探测高度范围，反导预警系统监视区域有限，也难以对其进行全程跟踪。具体地：

（1）临近空间高超声速高机动飞行器的楔形“乘波体”构型，有效减小目标的电磁波后向散射，对探测雷达的小目标远程探测能力提出了要求。

（2）临近空间高超声速高机动飞行器的高机动飞行能力和复杂的飞行轨迹，对探测雷达的高概率检测和连续跟踪能力提出了要求。

（3）临近空间高超声速高机动飞行器的“等离子鞘套”，对探测雷达的频段选择提出了要求。

（4）临近空间高超声速高机动飞行器具有多样的目标类型，要在短时间内实现可靠识别，目标/目标群的高精度分辨，并剔除诱饵等影响，对雷达的瞬时信号带宽和宽带宽角扫描范围提出了相当高的要求。

综上所述，对于临近空间飞行器，现役或在研的预警探测雷达都很难解决上述诸多难点，因此必须在相应探测系统的体系构架、实现体制、工作方式、核心信号处理算法、搜索/跟踪/识别多功能集成技术、以及具体的雷达应用平台等方面开展深入研究，解决未来临近空间目标预警探测系统的技术瓶颈。

4 临近空间高超声速飞行器预警探测系统发展现状

临近空间高超声速目标探测技术，主要用于实现对临近空间高超声速飞行器的搜索、截获、跟踪和识别等功能，完成对其全方位监视预警和威胁评估，并在必要时引导防空武器实施有效拦截。

目前各国均没有专门针对临空高超声速目标的预警探测体系，美俄等国借助已有的战略预警系统，开展高速威胁目标的预警探测网建设。

美国一直十分重视预警系统的建设，已建成以空军防空力量为主体，空天一体，陆海空三军联合的预警系统。防空预警系统主要由北方预警系统（主要负责对来袭轰炸机和巡航导弹的预警，可对来袭轰炸机提供3小时的预警时间）、联合监视系统（主要负责国土防空预警、反恐预警和空中管制）、超视距雷达系统（与空中预警机配合，实现提前发现和为境外拦截提供空中目标情报信息，同时可与大型相控阵雷达协同，执行战略预警任务）和空基预警系统四部分组成。