美军研制空中传感器可发现数百英里外徒步步兵

高空飞艇雷达可以跟踪很远距离的目标

　　美国国防部高级研究计划局(DARPA)的“综合传感器即结构”(ISIS)计划旨在研制能够发现数百英里之外的低空飞行飞机和徒步步兵的飞艇传感器。综合传感器即结构计划正在研制把大孔径雷达传感器融入高空无人飞艇所需的多种材料技术。

　　一种目前在研的试验型空中雷达系统有可能会提高针对很难探测到的空中和地面目标的跟踪能力。该雷达将安装在数万英尺高空的无人飞艇上，可对目标地区进行长达一年的全面、持续监视。

　　美国国防部高级研究计划局综合传感器即结构计划的主要技术功能是探索雷达跟踪难题的可能解决方法。综合传感器即结构项目部位于弗吉尼亚州阿林顿。项目负责人蒂莫西•克拉克称，空中雷达最难发现和跟踪的复杂目标是掠地飞行的巡航导弹和徒步步兵。

　　克拉克指出，对于当前的雷达系统来说，孔径越小，扫描所需的功率就越大。功率高，意味着搜索能力更强，但是却不会改善跟踪能力。如果把小天线的功率提得很高，就会产生大量的热量，因此需要配装冷却系统，这样系统体积就会变大，重量变重，不适合安装在空中平台上，“但是平台的空间是有限的，雷达占得空间大了，武器系统就会适当减少”。

　　与大孔径系统相比，大孔径雷达有很多优点，特别是在保真度和发射功率方面。克拉克说，“随着孔径变大，发射功率会降低，但性能会得到很大的提升。”

　　美国国防部高级研究计划局的科研工作者在探索如何生成能够覆盖极广区域、发现空中和地面目标的大孔径时，发现庞大的高空飞艇可以解决孔径与功率的矛盾。综合传感器即结构项目旨在研制出功耗很低的特大孔径雷达。

　　克拉克指出，最初的设计方案是高空飞艇只设一个很小的传感器舱。然而，工程师们认为，如果采用常规安装方法，飞艇无法容纳大孔径雷达。最后决定把传感器与飞艇结构融为一体，由此提出了综合传感器即结构项目。

　　把传感器融入飞艇结构可以减轻总重量。在孔径安装在飞艇内部还是外部方面，设计者们还有分歧。克拉克说，“安装在内部确实更好一些，而安装在外部却有一些问题，因此我们选择了内部安装。”把孔径安装在内部的一个优点是，可以更好地保护系统，减少环境的影响。这种方法还可以避免出现因孔径安装在飞行器外面而受到环境影响的问题。

　　加利福尼亚州帕姆代尔的洛克希德－马丁公司和巴尔的摩的诺思洛普－格鲁曼公司参与了该项目第一阶段的可行性设计。克拉克指出，在第一阶段，工业小组检验了一些基本性事务，比如系统设计、执行任务所需的孔径功率、使得项目得以实现的质量和技术研发要求。他解释说，设计组还负责确保在研系统保持正确的技术发展方向。克拉克说，“我们不希望研发的技术在五至十年内逐渐衰退，无法达到我们所追求的最终目标。”

　　高空或者同温层飞艇将拥有能够很好完成空中监视任务的一组融合技术。它将有一个很大的表面积，这对雷达系统有好处。该飞行器移动速度极慢，对于移动目标指示雷达来说这也是一个优点。克拉克说，“它就像是一个搬到7万英尺高空的陆基雷达。”飞艇飞行高度在6万至7.5万英尺，在这一高度风很小，飞艇不需多少动力就可以保持稳定。

　　同温层飞艇上的综合传感器即结构雷达可以发现373英里远的飞机。克拉克说，“如果坐在巴格达，可以观察整个伊拉克及周边国家的一部分。”山脉和峡谷等地形会构成掠射角，即地形会阻碍雷达扫描，为地面设备和人员提供了隐蔽的地方，但是高空平台可以解决这样的问题。在6万英尺的高度，有效地面跟踪距离可达186英里。

　　飞艇雷达将拥有一个双频段系统，即特高频波段和X波段。它将针对空中和地面目标进行大范围的搜索，穿透植被，具有地面移动目标指示功能。克拉克指出，标准雷达天线无法执行如此多的功能，因为天线决定着系统的分辨率。但是综合传感器即结构天线太大了，具有极好的分辨率，可以跟踪小目标。

　　这种雷达将是一种有源电扫描阵列系统。系统分布有一定的间隔，使得孔径的不同部分进行扫描。可以分为子阵列，使得扫描过程中有足够的带宽。克拉克指出，子承包商提供的设计使得系统能够划分为相互独立的子阵列。这样就可以快速创建出适合进行空中和地面监视的各种孔径。

　　综合传感器即结构项目的目标是能够在没有战区内地面支援的条件下进行操作。飞行器从美国升空，可飘浮10年，可以移动到全球任何一个指定地点。该项目的设计目标是飞艇可以滞空一年。克拉克说，“如果我希望飞艇在巴格达上空飘浮一年，无论风向如何，飞艇完全可以做到这一点。”