关于低副瓣、超低副瓣天线技术知识

截获因子与低截获概率雷达

低副瓣、超低副瓣天线技术是属于实现低截获概率（Low Probability of Interception，LPI）雷达的一种技术途径。

LPI 理论的探索始于 20 世纪 70 年代末，1983 年英国伦敦大学的 J.R.Forest 首次引入 LPI 雷达方程。从那以后，世界各国都在探索 LPI 雷达。LPI 雷达可定性地理解为“雷达在探测到敌方目标的同时，敌方截获到雷达信号的概率最小”。

如下图所示,为躲避截获接收机的侦察，雷达的探测距离  必须比截获接收机的截获距离  远。为了定量分析低截获概率雷达的 LPI 性能，施里海尔（D.C Schleher）提出了截获概率因子  的概念, 

其中，  为侦察接收机能发现雷达辐射信号的最大截获距离，  为雷达对侦察接收机平台的最大探测距离。

从截获概率因子  的定义可以看出，当  时，电子侦察设备的截获接收机可以检测到雷达的存在而雷达不能发现截获接收机平台目标，此时侦察设备占优势，雷达有被干扰和摧毁的危险；

而当  时，雷达能发现截获接收机平台目标而截获接收机不能检测到雷达的存在，此时雷达占优势，这种雷达被称为LPI 雷达或“寂静”雷达。

越小，雷达的 LPI 性能越佳。但需要说明的是，LPI 雷达是针对某种截获设备而言的，对另一种截获设备就不一定是 LPI 或“寂静”的了。

下面用具体的公式推导来讨论截获因子与雷达相关参数的关系，从中分析影响截获因子的主要因素。自由空间中雷达作用距离方程为 

其中  为雷达的发射功率，  为雷达发射天线的增益，  为雷达接收天线的增益，  为发射信号的波长，  为目标的雷达反射截面积，  为雷达的损耗因子，  为雷达接收机的灵敏度。

自由空间中侦察接收机截获雷达信号的距离方程为： 

其中  为平台侦察接收机的系统损耗因子，  为平台侦察接收机灵敏度，  为侦察天线增益，  为雷达发射天线在侦察平台方向上的增益。

对于收发共用天线的雷达系统  ，当给定雷达的最大作用距离  值时，可得到截获因子 

低副瓣、超低副瓣天线技术

在现代雷达系统中，为了提高雷达的探测性能和目标参数测量精度，通常雷达天线主波束宽度都很窄。

因此，侦察系统要想从雷达天线主波束方向截获雷达信号是很困难的，侦察截获的概率也很低。但是，除了很窄的主波束外，雷达还有占相当大辐射空间的天线旁瓣，这为侦察系统提供了侦察截获雷达信号的有利条件。由上式可得  正比于  。

低截获概率设计对雷达天线旁瓣电平提出了很高的技术指标，在天线理论上，天线副瓣电平低于  者称为低副瓣天线，低于  者称为超低副瓣天线。雷达天线旁瓣电平越低，则侦察系统要想达到相同的侦察距离就必须提高侦察接收机灵敏度，这就增加了侦察系统的设计制造难度。

上式中，  是雷达天线的增益，说明雷达主瓣增益的增加可以获得截获因子  的改善；  是平台侦察接收机天线在被侦察雷达方向的增益。

当雷达旁瓣或副瓣被截获时，  约正比于雷达副瓣增益的平方根，因此降低副瓣增益可以改善截获因子  。假如雷达副瓣增益（第一副瓣电平）为  至  ，那么就可为  提供  至  的改善。

从时空域上讲，雷达天线主瓣增益越高、副瓣电平越低、波束宽度越窄，那么为敌方截获雷达提供的时间就越短，从而截获概率就越低。

审核编辑 ：李倩