雷達(dá)抗干擾
[拼音]:leida kangganrao
[外文]:radar antijamming
無(wú)論戰(zhàn)時(shí)或戰(zhàn)前,軍用雷達(dá)都處于電子對(duì)抗環(huán)境中。對(duì)方通過(guò)電子偵察測(cè)定雷達(dá)輻射的有關(guān)參數(shù),以便戰(zhàn)時(shí)有針對(duì)性地對(duì)雷達(dá)實(shí)施電子干擾或用反輻射導(dǎo)彈等加以摧毀,防止或減少雷達(dá)取得己方目標(biāo)的有用信息(見(jiàn)雷達(dá)對(duì)抗)。軍用雷達(dá)則應(yīng)具備電子防護(hù)手段,以保證戰(zhàn)時(shí)能有效地獲取目標(biāo)信息(發(fā)現(xiàn)目標(biāo)與測(cè)定目標(biāo)參數(shù))??垢蓴_就是電子防護(hù)的重要內(nèi)容。
發(fā)展概況
第二次世界大戰(zhàn)時(shí),在地面防空、海戰(zhàn)、空戰(zhàn)中廣泛使用雷達(dá)(如用于警戒、炮火控制、探照燈控制等),促進(jìn)了雷達(dá)干擾技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)爭(zhēng)后期,普遍使用噪聲調(diào)幅干擾機(jī)、鋁箔條和二者的混合干擾,從而又促進(jìn)了雷達(dá)抗干擾技術(shù)的發(fā)展。除雷達(dá)頻段向微波波段擴(kuò)展以增強(qiáng)抗干擾能力外,還出現(xiàn)了許多其他抗干擾技術(shù)。這些抗干擾技術(shù)包括:雷達(dá)工作頻率的跳變;有風(fēng)速補(bǔ)償?shù)膭?dòng)目標(biāo)顯示;視頻信號(hào)積累器;脈沖寬度、幅度鑒別電路;采用各種自動(dòng)增益控制技術(shù)或?qū)?shù)放大器,以防止接收機(jī)過(guò)載和減少虛警;天線(xiàn)旁瓣匿影器;脈沖壓縮等。50年代初期,軍用雷達(dá)已普遍采用變頻速度為秒級(jí)的機(jī)械變頻技術(shù)和動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)。50年代后期至60年代,單脈沖、脈沖壓縮、頻率分集、旁瓣匿影和抑制調(diào)頻干擾的一些技術(shù)已在雷達(dá)中應(yīng)用。70年代以來(lái),以行波管、行波速調(diào)管、前向波放大器、微波功率晶體三極管等作發(fā)射機(jī)末級(jí)放大器的雷達(dá),變頻范圍達(dá)到6%~14%。在發(fā)射周期間捷變頻、尋找干擾頻段空隙瞬時(shí)躲避干擾的自適應(yīng)捷變頻技術(shù)已普遍采用。對(duì)于難以用變頻躲避的快速寬帶掃頻干擾,許多雷達(dá)采用寬帶限幅后再匹配接收的非線(xiàn)性處理方法。有些雷達(dá)已采用相干旁瓣對(duì)消技術(shù),對(duì)干擾機(jī)的方位、仰角實(shí)現(xiàn)定向的無(wú)源技術(shù)。復(fù)雜的編碼發(fā)射波形如線(xiàn)性調(diào)頻、相位編碼等也得到普遍應(yīng)用。相控陣體制使雷達(dá)頻率、脈寬、重復(fù)頻率、波束指向和掃描速率更有隨機(jī)性。雷達(dá)采取幾個(gè)重復(fù)周期變頻一次,或采取程序化的重復(fù)周期間變頻并利用大容量存儲(chǔ)器,把幾個(gè)周期的回波存儲(chǔ)起來(lái),選擇同發(fā)射頻率的回波進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)顯示濾波處理,已可解決雷達(dá)捷變頻與動(dòng)目標(biāo)顯示的兼容問(wèn)題。
干擾威脅
雷達(dá)與一般無(wú)線(xiàn)電設(shè)備相比更易受到干擾,因?yàn)槟繕?biāo)散射的能量微弱,不大的干擾能量就能超過(guò)它。對(duì)于搜索雷達(dá),對(duì)方主要是用雜亂信號(hào)或假目標(biāo)擾亂雷達(dá)操縱員的觀(guān)測(cè),造成雷達(dá)測(cè)距、測(cè)角、測(cè)速的誤差;或使操縱員無(wú)法觀(guān)測(cè)和使自動(dòng)化目標(biāo)檢測(cè)的計(jì)算機(jī)過(guò)載,從而破壞雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)。對(duì)于跟蹤雷達(dá),則使其跟蹤假目標(biāo),從而丟失對(duì)真正目標(biāo)的跟蹤。干擾按性質(zhì)分為消極干擾和積極干擾兩種。
(1)消極干擾:又稱(chēng)無(wú)源干擾,靠反射或吸收雷達(dá)的輻射能量使雷達(dá)觀(guān)測(cè)目標(biāo)困難(見(jiàn)雷達(dá)無(wú)源干擾技術(shù))。反射的辦法如投放長(zhǎng)度為雷達(dá)半波長(zhǎng)左右的小束金屬箔條、敷金屬膜的介質(zhì)和其他反射體等。當(dāng)少量投放時(shí),投放的瞬間其回波類(lèi)似飛機(jī)回波,借以欺騙執(zhí)行炮火控制任務(wù)的跟蹤雷達(dá);當(dāng)大批投放時(shí),可形成雜波走廊,對(duì)目標(biāo)起掩護(hù)作用。
(2)積極干擾:又稱(chēng)有源干擾,用干擾發(fā)射機(jī)產(chǎn)生干擾能量,可分為壓制性和欺騙性干擾兩類(lèi)(見(jiàn)雷達(dá)有源干擾樣式)。壓制性干擾的主要目的是妨礙雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè),包括瞄準(zhǔn)式噪聲干擾、阻塞式噪聲干擾、掃頻干擾、脈沖干擾、連續(xù)波干擾等。欺騙性干擾的目的是使雷達(dá)對(duì)假目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)或跟蹤,從而作出錯(cuò)誤的判斷。
雷達(dá)的干擾環(huán)境
空襲中對(duì)雷達(dá)施放的干擾有自衛(wèi)式、護(hù)航式、遠(yuǎn)方掩護(hù)式等方式,各有不同的用途和特點(diǎn)。自衛(wèi)式干擾是由攻擊飛機(jī)自身攜帶的干擾器材和設(shè)備所施放的干擾,旨在保護(hù)本身不被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)或不被武器控制雷達(dá)所跟蹤。飛機(jī)的主要任務(wù)是攻擊,因此所帶的干擾機(jī)和消極干擾器材只占飛機(jī)載荷的較小部分,一般只能攜帶對(duì)飛機(jī)威脅最大的雷達(dá)頻段的干擾設(shè)備。由于自衛(wèi)式干擾能力有限,在轟炸機(jī)和戰(zhàn)斗轟炸機(jī)的編隊(duì)中往往配備一定數(shù)量專(zhuān)門(mén)攜帶干擾設(shè)備的飛機(jī)以掩護(hù)其他飛機(jī),或彼此攜帶不同頻段干擾設(shè)備以互相掩護(hù)。只有當(dāng)掩護(hù)者與被掩護(hù)者間的距離保持在雷達(dá)的同一角度分辨單元內(nèi),護(hù)航式干擾才能奏效。遠(yuǎn)方掩護(hù)式干擾是為了補(bǔ)救自衛(wèi)式和護(hù)航式干擾之不足,由一些專(zhuān)門(mén)裝載干擾設(shè)備的飛機(jī),在遠(yuǎn)離敵方的安全地區(qū)進(jìn)行干擾,其干擾頻段較寬、強(qiáng)度較大。但是,因掩護(hù)者與被掩護(hù)者不在同一地區(qū),常是從雷達(dá)天線(xiàn)旁瓣對(duì)雷達(dá)進(jìn)行干擾。
抗干擾方法
對(duì)付高斯噪聲干擾的最佳接收方法是采用匹配濾波器(見(jiàn)檢測(cè)理論)。強(qiáng)干擾時(shí),處理后的信號(hào)干擾比約為2E/N0。式中E為收到的雷達(dá)信號(hào)能量;N0為噪聲干擾頻譜密度。增大發(fā)射信號(hào)能量、使用高增益發(fā)射天線(xiàn)、采用寬頻帶工作,都能提高抗干擾性能。單部雷達(dá)的抗干擾能力有限;若以多種不同頻段雷達(dá)組成雷達(dá)網(wǎng),則易對(duì)付機(jī)載干擾設(shè)備的干擾。最佳策略是把雷達(dá)頻率分布于盡可能寬的頻帶,以躲避干擾。如無(wú)法躲避,則可迫使干擾機(jī)功率分散于雷達(dá)頻段內(nèi),從而降低每赫茲的噪聲干擾功率強(qiáng)度。網(wǎng)中雷達(dá)采用的擴(kuò)展頻譜信號(hào)、頻率分集、頻率捷變,都是為達(dá)到此目的而采取的有效措施。采用分辨力高的方位、仰角接收波束,可使護(hù)航式干擾難以互相掩護(hù)。低旁瓣天線(xiàn)可以減少受干擾的角域,對(duì)任何干擾均有效。采用天線(xiàn)增益大于雷達(dá)主天線(xiàn)旁瓣增益的寬波束輔助天線(xiàn),能使信號(hào)與主天線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行比較,如旁瓣匿影器,可進(jìn)一步抑制旁瓣來(lái)的脈沖干擾。有自適應(yīng)功能的相干旁瓣對(duì)消器,能進(jìn)一步抑制包括噪聲干擾在內(nèi)的高占空比干擾??垢蓴_效果取決于干擾機(jī)的數(shù)目、空間分布和對(duì)消器的環(huán)數(shù)。對(duì)付用M型返波管產(chǎn)生的寬帶快速掃頻干擾,采用寬帶接收和限幅后匹配濾波的技術(shù),是有效的抑制措施。對(duì)于以倍頻程工作的行波管產(chǎn)生欺騙雷達(dá)的回答干擾,雷達(dá)不能靠變頻來(lái)回避,但采用隨機(jī)變化的參數(shù)(如脈寬、重復(fù)周期、波束掃描速率等)、復(fù)雜而寬帶的發(fā)射波形(如線(xiàn)性調(diào)頻、二相碼、四相碼等)的方法卻能避免這種干擾,在一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)獨(dú)立完成參數(shù)測(cè)量和控制方法以及利用目標(biāo)回波與干擾信號(hào)在延時(shí)、距離變化率等方面的差異進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等,也可以獲得較好的抗干擾效果。壓制式干擾,往往會(huì)使雷達(dá)接收系統(tǒng)飽和過(guò)載。因此,接收機(jī)內(nèi)應(yīng)具有防止飽和和過(guò)載的各種自動(dòng)增益控制電路和恒虛警率措施。傳輸和處理信號(hào)的各環(huán)節(jié),如發(fā)射機(jī)、天線(xiàn)、接收放大器、信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理等都可實(shí)施抗干擾技術(shù)。好的雷達(dá)基本設(shè)計(jì)(寬頻帶、低天線(xiàn)旁瓣、大的接收系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍等),隱蔽的發(fā)射波形,各參數(shù)如時(shí)間、空間、頻率、天線(xiàn)極化等的分辨力和選擇性的提高,是保證和提高雷達(dá)抗干擾能力的基礎(chǔ)。
- 參考書(shū)目
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- S.L.Johnston,Radar Electronic Countercounter-measures, Artech House,Dedham,1979.
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標(biāo)簽:雷達(dá)抗干擾
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文章名稱(chēng):《雷達(dá)抗干擾》
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