箔條對單脈沖雷達干擾研究

張 亮

（解放軍91404部隊，秦皇島066001）

0 引 言

單脈沖雷達是一種精密跟蹤雷達，對目標進行自動跟蹤時，只需要一個雷達脈沖回波就可以同時獲得目標的方位、俯仰和距離信息。現代導彈的末制導雷達通常采用單脈沖跟蹤體制，單脈沖跟蹤雷達依據每個回波脈沖形成角誤差估值，實現角度跟蹤，同時單脈沖跟蹤雷達對回波的幅度波動不敏感，可以消除噪聲調幅干擾的影響，這一特性使單脈沖雷達能有效跟蹤噪聲干擾信號。采用單脈沖體制的導彈末制導系統對艦艇的生存產生了巨大威脅，本文對箔條干擾單脈沖體制的末制導雷達進行了分析研究。

1 單脈沖雷達工作原理

單脈沖雷達每發射一個雷達脈沖，天線能同時形成若干個波束，將各波束回波信號的振幅和相位進行比較，當目標位于天線軸線上時，各波束回波信號的振幅和相位相等，信號差為零；當目標不在天線軸線上時，各波束回波信號的振幅和相位不等，產生信號差，驅動天線轉向目標直至天線軸線對準目標，這樣便可測出目標的高低角和方位角，從各波束接收的信號之和可測出目標的距離，從而實現對目標的測量和跟蹤。單脈沖雷達通常有振幅比較單脈沖雷達和相位比較單脈沖雷達兩大類。

1.1 振幅比較單脈沖雷達

振幅比較單脈沖雷達有2個方向圖相同的天線波束，這2個天線波束有一部分相互重疊，目標反射的每個雷達回波均被這2個天線波束接收到。如果目標對準了天線軸方向，則2個波束所接收的目標雷達回波振幅大小相等；如果目標偏離天線軸向，則一個波束接收的雷達回波振幅大，另一個波束接收的雷達回波振幅小，因此可以比較2個雷達回波振幅的大小，得到目標偏離天線軸向的角度，從而控制天線軸向轉向目標，直至2個天線收到相同振幅的回波為止，實現對目標的跟蹤。

1.2 相位比較單脈沖雷達

相位比較單脈沖雷達用2個天線同時接收目標的回波，2個天線有一定的間隔，并在結構上固定在一起，組成一個整體。由于目標距離雷達很遠，回波到達2個天線的路程是平行的，如果目標正在天線軸上，則目標反射的回波到達2個天線所走的距離相等，此時2個天線所收到的回波相位相同。如果目標偏離天線軸，則目標回波到達2個天線所走的距離不相等，此時2個天線收到的回波相位也不同，從而控制天線軸朝目標方位移動，直至2個天線收到的回波相位相同，天線軸對準目標為止。

1.3 和差式單脈沖雷達

在振幅比較單脈沖雷達和相位比較單脈沖雷達的基礎上，單脈沖雷達進一步發展，產生了和差式單脈沖雷達。和差式單脈沖雷達也是用2個相同方向圖的天線波束進行工作，2個天線波束相加，形成一個和波束，2個天線波束相減，形成2個彼此分開的差波束。和波束的最大點與差波束的最小點均與天線軸的方向相同。和差式單脈沖雷達對每個雷達回波脈沖利用和波束來測量距離，差波束來測量角度。

距離測量方法與普通雷達工作原理相同，但由于利用了和波束，天線接收的雷達回波功率大，因此增加了雷達的探測距離。角度測量時，當天線軸對準目標，此時處于差波束的零點，因此收不到雷達回波；當天線軸偏離目標，此時處于差波束2個波束其中之一，從接收到的目標雷達回波可以測得天線軸偏離目標的角度，從而控制天線軸轉向目標，直至對準目標。

2 箔條對單脈沖雷達的干擾

2.1 箔條形成干擾原理

箔條構成假目標，艦艇為被保護目標，箔條干擾單脈沖雷達對艦艇的跟蹤時，假目標與被保護目標同時在雷達分辨單元內，如圖1所示。

圖1 箔條干擾單脈沖雷達

單脈沖末制導雷達對目標進行跟蹤，目標1為艦艇，目標2為箔條假目標。差波束為以軸線為對稱軸的2個完全相同的方向圖，目標對軸線的夾角θ1和θ2越小，收到的雷達回波功率越強，即收到的雷達回波功率與θ1和θ2成反比，因此有：

式中：P1和P2分別為目標1和目標2的雷達回波功率。

θ12為差波束的夾角，也即目標1和目標2對雷達的張角，θ12等于θ1與θ2之和。因此可以得到：

箔條和被保護艦艇可以看作2部配置在雷達主瓣波束寬度之內的空間分離的非相干干擾機對跟蹤雷達進行干擾，在這種前提下，跟蹤雷達的角誤差鑒別器具有線性特性，偏離輻射源中點的角跟蹤誤差可以表示為：

如果非相干干擾源具有相等的干擾功率，則跟蹤雷達將瞄準2個干擾源連線的中點；如果一個干擾源比另一個干擾源的功率大，則跟蹤雷達天線將更趨向于瞄準那個比較強的干擾源的方向。

雷達發射垂直極化波E1，發射天線有仰角，就不是垂直極化，而是斜極化，同時箔條在空中散開后，不可能是垂直狀態，而是處在斜極化狀態。假設箔條在垂直坐標中呈45°斜極化，這樣，雷達接收機將收到2個垂直極化波，一個是雷達的垂直極化波在箔條上感應后再發射的垂直極化波E2，E2＝E1／2；另一個是雷達垂直極化波在箔條上感應出的水平極化分量，再在箔條上感應出垂直極化波E3，E3＝E1／4。從而得到：

這個值比單脈沖雷達零值深度要高得多，E2用于和支路，為差信號，被跟蹤；2個差波束形成2個新的零深，使跟蹤支路被干擾，跟蹤角偏離目標。同理，在箔條上感應的與E2等量的水平分量E4也可能直接被雷達接收，這要看雷達天線的交叉極化指標。一般來說，接收的E4比E3低，與差信號相比擬，也會被認為是誤差信號，被跟蹤。箔條云回波提供的誤差信號比目標提供的誤差信號大，因此雷達跟蹤箔條云而丟失目標。

2.2 箔條質心干擾

箔條質心干擾模型如圖2所示。

圖2 箔條質心干擾模型圖

圖2 中：S為箔條云坐標點；J為艦艇坐標點；M為導彈坐標點；Q為質心點；D為艦云夾角平分線與艦云連線的交點；RS為箔條云與導彈的距離；RJ為艦艇與導彈的距離；2Δθ為艦云夾角。

質心干擾就是利用質心效應，使末制導雷達跟蹤偏離被攻擊目標的一種干擾樣式。當艦艇受到威脅雷達跟蹤時，在雷達跟蹤單元內人為地設置一個假目標（箔條），假目標和艦艇的質心效應使雷達不跟蹤被攻擊艦，也不跟蹤假目標，而是跟蹤二者的能量中心，即質心，從而使雷達的跟蹤點偏離被攻擊艦。

其作用是破壞末制導雷達對目標艦的穩定跟蹤，當RCS較小的目標艦被偏出波束角后，波束內就只存在一個假目標了，質心效應消失，末制導雷達就轉向跟蹤尚在波束角內的那個RCS較大的假目標。

3 結束語

單脈沖雷達具有角度分辨率高、多目標跟蹤、動目標顯示、故障自檢、維修方便等特點，因而各國軍隊均已大量裝備單脈沖雷達。單脈沖雷達應用于導彈的末端制導、武器火力控制等，對艦艇的威脅巨大。本文分析了單脈沖體制雷達的工作原理，對采用箔條干擾單脈沖雷達進行了分析研究。

［1］熊勤，盧景雙，周瑞.質心干擾的應用研究［J］.艦船電子對抗，2009（8）：28－30.

［2］李照順，孫振華.艦艇箔條質心干擾模型與仿真研究［J］.系統仿真學報，2009（7）：4203－4206.

［3］鄒震，朱寶增.單脈沖雷達角跟蹤系統干擾效果及實際應用研究［J］.艦船電子對抗，2010（8）：43－46.