電子對抗與反對抗策略研究

王曉路

（國防科技大學電子對抗學院，山東青島，230037）

0 引言

電子對抗與反對抗策略指的是雷達干擾決策基于抗盈利矩陣分析雷達方與干擾方的對抗與反對抗情況。現(xiàn)代的電子對抗與反對抗策略系統(tǒng)的工作機制是偵察機收集偵察范圍內(nèi)的電磁信息以及潛在的威脅雷達信息，推理機分析所偵察的信息特征得到對抗盈利矩陣的先驗數(shù)據(jù)，根據(jù)此刻雷達正采用的抗干擾技術(shù)選擇對威脅雷達干擾效果最有效的干擾策略。針對威脅雷達的偵察和抗干擾策略的改變，己方雷達電子對抗與反對抗決策系統(tǒng)將及時調(diào)整干擾策略，時刻保證每次電子對抗的干擾盈利最大化。

軍事對戰(zhàn)中若出現(xiàn)指揮部署失誤，將直接決定戰(zhàn)略勝利導向，而現(xiàn)代軍事對戰(zhàn)中的指揮部署需要參考雷達電子對抗中所提供的戰(zhàn)略信息，所以電子對抗與反對抗策略具有重大軍事研究意義。基于此，本課題將圍繞電子對抗和反對抗策略的主題展開研究。

雷達對抗與雷達反對抗技術(shù)的爭斗由來己久。采用雷達反對抗新方法可提升雷達自衛(wèi)水平，干擾方隨即展開新干擾技術(shù)的課題研究，而雷達方被迫對干擾新方法開展對抗方法的研究，循環(huán)往復，雷達對抗技術(shù)與雷達反對抗技術(shù)相互制衡、相互促進。下面將從雷達反對抗技術(shù)和對抗技術(shù)兩個角度進行策略研究。

1 雷達對抗技術(shù)

雷達對抗技術(shù)利用某種雷達干擾手段擾亂和破壞對方雷達，使其不能偵察到真實目標，可以根據(jù)干擾方式將其劃分為壓制性對抗和欺騙性對抗。壓制性對抗通過釋放雜波噪聲掩蓋真實的回波信號，由于雜波信號的幅值、相位和頻率變化較大，以至于難以捕捉，從而增加雷達偵察目標的難度。壓制性對抗也可以通過釋放大功率的電磁信號，使對方雷達接收機達到過載飽和狀態(tài)，大幅度降低對方雷達的偵察能力。

欺騙性對抗技術(shù)通過捕獲并分析目標的回波信號特征，模擬與回波信號具有相似幅度、頻率或相位等特征的信號，但是干擾信號所攜帶的信息與目標的真實回報信號所攜帶的信息截然不同，從而降低雷達正確偵察目標信息的概率。隨著欺騙性干擾信號的增多，雷達偵察能力將逐漸降低。通過欺騙性對抗技術(shù)的分析可知，其與壓制性對抗技術(shù)不同，壓制性對抗技術(shù)所釋放的信號不攜帶任何信息，而欺騙性對抗技術(shù)所釋放的信號將攜帶假消息。

2 雷達反對抗技術(shù)

隨著軍事競爭愈演愈烈，環(huán)境中電磁波越來越多，精確識別電磁波所攜帶的信息愈發(fā)困難。除此之外，隨著對抗與反對抗技術(shù)的競爭式發(fā)展，反對抗技術(shù)已深入到雷達的天線裝置、接收端、發(fā)射端，以及系統(tǒng)中信號處理四個方面，本文將從四個角度對反對抗技術(shù)進行研究：

（1）天線的反對抗技術(shù)。雷達中壓制式干擾主要來源于旁瓣區(qū)域的干擾電磁信號，這種干擾信號可以借助低旁瓣天線抗干擾技術(shù)在源頭上進行屏蔽。基于低旁瓣天線技術(shù)開發(fā)的相控陣天線不僅能有效抑制旁瓣干擾信號，而且能獲得較窄的波束。

除此之外，旁瓣干擾還可以借助旁瓣匿影方式和旁瓣相消方式進行反對抗處理，前者主要針對旁瓣區(qū)域的脈沖信號，后者主要針對脈沖區(qū)域的高占空比的類噪聲信號。通過對低旁瓣天線技術(shù)、旁瓣匿影方式和旁瓣相消方式三種天線抗干擾技術(shù)的分析可知，雷達旁瓣區(qū)域引入的干擾信號能得到有效抑制，確保雷達系統(tǒng)所接受的信號質(zhì)量，從而調(diào)高雷達的抗干擾能力。

（2）發(fā)射機的反對抗技術(shù)?；诶走_發(fā)射機的理論可知，雷達增加發(fā)射功率不僅能提升偵察范圍，而且能提高信干比，增強抗干擾能力，但是存在鄰近雷達干擾、被偵察概率增高等缺陷。與此同時，高功率的雷達仍然不具備分辨箔片、轉(zhuǎn)發(fā)干擾機、欺騙和誘餌干擾機等干擾信號的能力。在軍事應(yīng)用中的雷達為了避免被信號被截獲，雷達在保證一定的偵察范圍前提下盡可能降低雷達發(fā)射功率，所以雷達發(fā)射端的抗干擾主要采用頻率捷變方式和頻率分集方式。

圖1 典型雷達的信號處理機系統(tǒng)

頻率捷變抗干擾指的是雷達發(fā)射端的偵察信號范圍很廣，能夠根據(jù)干擾信號的頻率特征迅速地調(diào)整發(fā)射信號的頻率。一般情況下，基于頻率捷變抗干擾技術(shù)的雷達不僅能有效抑制雜波干擾，而且能在提高發(fā)射功率的前提下提升雷達偵察范圍。頻率分集抗干擾技術(shù)首先是將雷達發(fā)射信號依據(jù)頻率進行分集處理，同一頻率集合下信號在時間和空間所作用對象基本相近，基于此特性可以分辨干擾信號所引起同一頻率集合下不同頻率信號的數(shù)值差異，從而排除雷達干擾。

通過對基于頻率捷變方式和頻率分集方式的發(fā)射端抗干擾技術(shù)原理進行分析可知，發(fā)射端抗干擾能有效地欺騙式干擾。欺騙式干擾技術(shù)通過截獲雷達信號再調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā)，從而達到欺騙干擾目的。若集成欺騙式干擾技術(shù)的自衛(wèi)雷達的發(fā)射信號頻譜較窄，發(fā)射端可以借助頻率捷變抗干擾技術(shù)分析自衛(wèi)雷達頻譜，發(fā)射端發(fā)射自衛(wèi)雷達頻譜之外的頻率信號。若集成欺騙式干擾技術(shù)的自衛(wèi)雷達的發(fā)射信號頻譜較寬，發(fā)射端可以借助頻率分集抗干擾技術(shù)可以分析出自衛(wèi)雷達所發(fā)射干擾信號相對于集內(nèi)的鄰頻信號具有明顯的時間延遲。

（3）接收機的反對抗技術(shù)。接收端抗干擾技術(shù)與天線端抗干擾的作用對象存在差異，天線段抗干擾是通過設(shè)計合理的雷達天線降低旁瓣干擾信號進入接收機，接收端抗干擾是通過設(shè)計合理的電路避免接收機出現(xiàn)飽和或過載現(xiàn)象。因為接收電路出現(xiàn)過載或飽和現(xiàn)象時，接收電路將不能敏感遠距離偵察目標所反射的微弱信號，致使雷達偵察靈敏度降低。

接收端的抗干擾技術(shù)主要有恒虛警處理和自適應(yīng)增益控制兩種方式。雷達在復雜的電磁環(huán)境中經(jīng)常遭受較強的雜波干擾或噪聲干擾從而引發(fā)假告警，從而降低雷達偵察目標的能力。恒虛警處理能夠根據(jù)遭遇的強雜波或噪聲干擾自適應(yīng)地調(diào)整接收機的判決閾值，將虛告警限制在一個固定概率值。在偵察目標位置較近或反射截面較大，以及強干擾的情況下，接收機電路需要進行自適應(yīng)增益控制確保偵察目標的電平波動較小，同時避免電路出現(xiàn)過載飽和現(xiàn)象。

（4）信號處理機的反對抗技術(shù)。因為干擾信號需要經(jīng)過信號處理才能發(fā)揮其干擾作用，信號處理成為雷達抗干擾的最后一道防線，而且信號處理的抗干擾技術(shù)提升不需要改變天線端、收發(fā)端的硬件設(shè)備，所以信號處理成為雷達抗干擾技術(shù)的關(guān)鍵。典型的雷達信號處理系統(tǒng)如圖1所示。

匹配濾波借助有用信號匹配接收信號從而提高目標信號的信干比，尤其對高速白噪聲效果顯著。脈沖積累主要作用于能量較低的目標信號，能量較低的目標信號對應(yīng)的單個信號能量很可能低于預警門限值，信號處理機將積累一段時間內(nèi)的多個脈沖信號能量，以至于能夠達到預警門限值，因此脈沖積累能提高雷達的偵察能力。

雜波對消技術(shù)將相鄰周期的時域信號進行相減處理，動目標信號經(jīng)過時域信號相減后幅值變化較小，而靜態(tài)目標經(jīng)過時域信號相減后幅值變化較大，再借助帶通濾波器能有效抑制雜波干擾突顯動目標，再借助帶阻濾波器抑制干擾雷達目標，從而實現(xiàn)降低雜波干擾的目的。由于雜波信號在時域表現(xiàn)為信號幅值隨機波動，雜波對消技術(shù)僅能降低雜波幅度，而不能消除雜波。

多普勒濾波是為了克服雜波對消技術(shù)所存在的雜波抗干擾能力有限的問題而應(yīng)用而生。運動目標因為與雷達間的速度變化存在多普勒頻移，而雜波不存在固定的多普勒頻移，所以多普勒濾波技術(shù)可以進一步分離動目標和雜波。

通過對雷達信號處理機系統(tǒng)組成的機理進行研究可知，匹配濾波器能有效降低天線主瓣引入的壓制性射頻噪聲干擾；脈沖積累能有效地提升雷達抗壓制性干擾的能力；雜波對消技術(shù)和多普勒濾波技術(shù)能有效地降低欺騙性干擾。

3 結(jié)論

本文主要圍繞雷達電子對抗和反對抗策略的主題展開研究，先分析了壓制性和欺騙性兩種雷達對抗技術(shù)，壓制性對抗技術(shù)通過釋放雜波掩蓋回波信號，達到降低雷達的偵察能力，欺騙性對抗技術(shù)通過模擬與回波信號具有相似特征的信號，從而降低雷達正確偵察目標信息的概率。本文著重研究了雷達反對抗技術(shù)，從天線、發(fā)射機、接收機和信號處理機四個方面研究了降低壓制性對抗干擾和欺騙性對抗干擾的反對抗技術(shù)，并且分析了反對抗策略。