火控雷达是如何对目标进行锁定的？

简单来说，雷达的工作无非是两件事，扫描和跟踪。扫描，就是将目标检测出来，并获取其距离、方位、速度等参数。雷达截获目标后，就可以转为自动跟踪，即在一段时间内持续观测和记录目标的航迹，并计算出下一步目标出现的位置。雷达的跟踪，就是通常我们所说的“锁定”。

雷达对单个目标的跟踪，包括距离跟踪和角度跟踪。

在距离跟踪里，目标回波信号与跟踪脉冲共同进入时间鉴别器，对二者的时间差进行比较，之后误差电压会输出至控制器，控制跟踪脉冲发生器提前或延迟工作，使跟踪脉冲与回波信号趋于重合，以实现距离自动跟踪。

角度自动跟踪则依靠角误差检波器检出误差信号，随后，经过放大的角误差信号会驱动雷达天线的俯仰和方位伺服电机（相控阵雷达上是移相器），行成闭环控制，使雷达波束始终自动对准目标。

雷达的跟踪，在技术手段上主要有四种体制。

第一，单目标跟踪（STT）。早期的炮瞄雷达、火控雷达采用这种体制，而对于现代火控雷达，STT只是工作模式之一，可用于引导半主动制导导弹攻击目标。这种跟踪体制下，雷达会对准单个目标发出更频繁的脉冲，典型的重访时间为0.1秒，也就是1秒钟对目标完成10次量测，实现对机动目标的精确跟踪。好比追星族在路上看到一位明星，就开始目不转睛地盯着看，脖子一直跟着转，直到目标走出视野。

第二，自动检测及跟踪（ADT）。常用于民用空管雷达和军用对空监视雷达、机载预警雷达。在这种体制中，雷达天线不会因为跟踪目标而“凝视”某个方向，扫描时怎么转的现在还怎么转，通过多次扫描目标，利用数据处理技术对属于同一目标的数据进行关联，逐一形成每个目标的航迹。其数据率受制于雷达天线旋转的速度，目标重访时间为1～12s，但优势在于能同时跟踪大批量目标。好比追星族在机场候机大厅四下打望，看到了来自不同方向的影帝、歌后、女团、鲜肉，但他不盯着其中任何一个人看，只是统统记在脑子里，依旧继续打望。

监视雷达多采用自动检测及跟踪或边扫描边跟踪的模式，比如图中E-3A预警机安装的AN/APY-1雷达，在顺次获得目标7次回波后即可建立跟踪。

第三，边扫描边跟踪（TWS）。曾广泛用于早期的飞机着陆引导雷达、火控雷达和机载雷达。它与上面ADT体制的区别在于，观测区域更小，所以能在对一片扇形区域进行快速扫描的同时，完成多个目标跟踪。好比追星族只盯着机场到达口，飞速打量着出来的每个人，并把明星从人堆里区分出来。

机械扫描的火控雷达处理多目标的能力相对有限，图为SU-27早期型装备的N001雷达，在边扫描边跟踪模式下能同时跟踪10个目标，确定打击目标后转为单目标跟踪方式，引导R-27导弹攻击。

第四，相控阵跟踪。电扫相控阵技术的出现，使雷达波束能够在毫秒级的时间内转换扫描方向，因此既有STT的高数据率，也具备ADT的多目标探测能力，是现代火控雷达的更好选择。就好比成百上千个追星族站成几排，一人拿着个激光笔，看见各自的偶像就用光束照过去。

相控阵雷达的波束控制能力强悍，使机载雷达能实现对10~20个目标的同时跟踪。图为装备F/A-18E/F的AN/APG-79有源相控阵雷达，可同时跟踪20个目标。

马岩：军事科普活跃作者，毕业于解放军理工大学，有多年部队信息化部门任职经历，擅于普及电子战相关知识。近年来累计发表科普作品20余万字，负责少年儿童出版社第六版《十万个为什么》丛书的雷达与电子战部分。

出品：科普中国

作者：马岩

策划：金赫

监制：光明网科普事业部

来源： 科普中国-军事科技前沿