【简介:】一、概述早期的机载平台目标敌我识别工作主要由雷达来完成,即战斗机雷达除了完成目标探测跟踪以外,还负责对目标敌我属性进行识别。但是现在专业分工越来越细,各种机载传感器只
一、概述早期的机载平台目标敌我识别工作主要由雷达来完成,即战斗机雷达除了完成目标探测跟踪以外,还负责对目标敌我属性进行识别。但是现在专业分工越来越细,各种机载传感器只负责各自工作结果输出,由综合数据融合系统进行各种传感器输出结果的融合与航电显示。
敌我识别专业归属为通讯导航与目标识别专业。
以下将简述工作原理、航电画面显示及工程中的关键技术等。
二、工作原理及操作雷达敌我识别系统,是由询问机和应答机两部分组成,通过问与答的方式,获得识别信息。当雷达发现目标后,即控制询问机向目标发出一组密码询问信号。如属己方(或友方)目标,目标上的应答机对询问信号进行解码,然后自动发回密码应答信号。询问机对应答信号进行解码后,输出一个识别标志给雷达显示器,与该目标回波一起显示出来,从而确认为己方目标。如属敌方目标或非合作目标(指没有装本系统应答机的目标),则解不出密码,雷达显示器上只有目标回波而没有识别标志。
由于它采用有源问答的工作方式,能用较小的发射功率达到较远的作用距离,且不受目标反射面积大小的影响。询问信号和应答信号一般采用两种不同的频率传输,避免了地物、海浪和云雨等杂波所产生的干扰。(具体要求可以查阅相关国军标)
敌我识别系统的工作原理框图如下所示:
敌我识别是如何显示给飞行员呢?
一般地,在航电画面上会显示出雷达探测的目标结果符号,目标信息包含距离、速度、角度等。在雷达探测出目标结果后,机载敌我识别系统会自动进行询问和应答,并将识别的结果叠加在雷达目标符号上进行显示。比如一种可行的识别显示结果:如果识别为敌机,则将目标符号显示为红色;如果识别为友机,则将目标符号显示为绿色;如果无法识别,则显示为黄色。
下图即为机载雷达天线上安装的敌我识别天线(红色部分)。
三、工程实践技术1)目标敌我识别传感器工作必须基于雷达目标探测结果,所以雷达对目标探测结果的精度对敌我识别的结果有一定的影响。雷达对目标的探测输出结果越精确,敌我识别过程越快,识别结果越准确,识别稳定性越好,虚警率更低;
2)现代战争中,作战环境复杂,电子干扰严重(有意或无意),这就要求雷达抗干扰能力较强,因为在受干扰环境下的目标探测精度较差,也就是说探测出的目标距离或角度不太准确,那么敌我识别系统的常规识别门限无法适应于干扰目标的敌我识别,导致识别准确率下降;
3)敌我识别系统有信号编码,所以对这种重要的传感器系统一般设计有“毁钥”功能,即当战机损毁时,可以同时将重要的编码信号手动或自动毁掉,防止落到敌方之手。
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说到战斗机的敌我识别,这件事可以展开说了。
从第一次世界大战开始,各个国家就开始在战机上涂上了代表国家的机徽。
起初一战时期的空战根本没有雷达进行搜索,因此这些涂装在飞机上的机徽在目视范围的空战中还是可堪一用的。
到了二战时期,有了雷达系统,通过雷达系统可以识别出空中的飞行物,但还不能识别出这架飞机是哪个国家的。因此当时在地面和飞行员之间就做了一个统一的调度操作。例如德军的战机BF-109,在这架飞机的驾驶舱仪表盘右上角有一个小指示灯。
这个指示灯连接着一个无线电接收器,当接收到特定的无线电信号后就会亮起来。这时,驾驶战机的飞行员就会做一个上翻筋斗或者横滚操作。通过改变机体位置改变一下雷达信号的反射强度。这就起到了一个敌我识别的作用。
这个现象最早是英国飞行员在空中发现的,他们发现德国的战斗机机群经常会做一些无意义的筋斗或者横滚动作然后再回到原始的飞行方向上。后来通过监听对比无线电信号发现这些战机是随着特定无线电信号来做出异常机动的。这就成了一个敌我识别的暗语。
真正意义上的自我应答敌我识别装置,英国则做得比德国更出色。
它接收雷达信号中一组间隔40纳秒的8位摩尔斯电码信号,这组信号如果匹配应答机上的信号,那么就会增益输出雷达波相同频率的无线电波。这时在雷达上就可以形成一个更加明亮的光点。
雷达兵就可以直观的看出来这个目标比别的目标更亮——自己人。
当然了,这种方式看似很智慧,但如果调节不好增益范围的话则会对雷达信号形成很强的干扰。
但通过无线电载波信号得以识别敌机和友机的方法的路线是正确的。在二战后期无线电技术和电子技术就飞速发展起来了。敌我识别则在上世纪50年代就已经相当成熟了。
现在的方式采取的是无线电问询器+应答机的模式。
在战机中一般会安装一个敌我识别(IFF)应答机。
这个应答机简单的说就是一个密码处理机,当应答器接收到问询齐器的加密信号后,在内部运算出一个答案然后哦反馈这个信号,如果这个答案和约定的答案相符那么就是一架友方战机。
举个例子
双方约定了一个Key=25
双方约定的一个计算公式就是 X+Y*key-Z
应答器发出一道问题 X=5,Y=8,Z=9
这时应答器英国回复信息196就可以验证是自己人了,当然,应答器和问询器之间的“问答”要比咱们举例子的内容复杂得多。而且军方之外知道这些密码算法的人估计都得被灭口。
反映到现代的雷达系统上则是可以看到不同目标之上就有了不同的标注信息。
到这里大家就应该明白敌我识别到底是怎么做到的了吧?如果仔细看看雷达上面的图片,上面的四个目标中有两个是N/A是未能识别出来的目标,剩下两个目标则是已经识别出来的目标。如果结合目标向量来看己方的战机正在冲向其中的一个未知目标。如果在和平时期,己方飞机会飞到目视距离进行查看,但如果是战争时期,那么无线电问话喊几句就会发射导弹了。
不仅仅是战机有敌我识别的方式,坦克、舰船都有各自的敌我识别手段,甚至普通的士兵在执行特定任务的时候也会携带一些简单的敌我识别设备。
例如这名士兵头盔上的信号灯也是一个敌我识别的小工具。