第2章 信号辐射源与传感器的发展
2.1 引言
电子战系统的目标是保护军队、军用设施与平台(我们称之为目标)不受环境中存在的电磁威胁的影响。电磁威胁的实现依靠的是武器系统,它们配备可引导高炮、弹药和远距离导弹的传感器。
工作在电磁频谱中的传感器可将照射在其上的辐射能转换为电子设备随后要处理的电信号。传感器用于检测、跟踪、识别和定位目标。有些传感器拥有自己的目标照射源,如微波、毫米波和激光雷达。这些传感器被称为有源传感器。还有一些传感器依靠自然环境对目标的照射,如光电(EO)和红外(IR)系统,它们分别利用目标反射的光能或自然背景和人为的引擎与物体辐射的热能。这类传感器被称为无源传感器。有源传感器既有发射装置又有接收装置,无源传感器则只有接收装置。
本章简要介绍现代传感器的可用技术及方法,其深度只是为了理解后面几章将要论述的与接收机和信号的截获、分类和干扰有关的电子战设备。
在2.2节中,我们将讨论传感器的特征,它们与传感器的工作波长、尺寸和信号传播特性(尤其在大气层中)相关。本书后面的三个附录也讨论了传感器问题:附录A讨论接收机的信号检测能力,它会被电子设备和其他环境干扰产生的接收机噪声所削弱;附录B提供由估值理论得出的传感器参数测量精度;附录D讨论通信所用的有关模拟调制方法。
在2.3节中,我们将论述电子战领域的主要有源传感器:雷达。首先,我们讨论由波形产生和新型信号处理技术的巨大变革所带来的能力,它们包括最大目标探测距离、径向速度和角度测量精度,然后我们回顾一些重要的雷达类型。
电子战系统感兴趣的其他有源传感器还有通信系统(在2.4节中讨论)和导航系统(在2.5节中讨论)。由于信号处理技术的发展,这两种系统的工作能力都得到了极大的提高。
最后,在2.6节和2.7节,我们将分别讨论红外传感器和导弹导引头等最重要的无源传感器,还描述作为电磁频谱红外波段处延伸的有源激光器系统的能力。