復雜電磁環(huán)境下防空雷達抗干擾效果分析

郝露華 張 瑞

（中國人民解放軍63889部隊，河南孟州 454750）

0.引言

防空雷達在作戰(zhàn)中擔負著偵察預警、搜索跟蹤等重要任務。使用強電子干擾壓制以及密集假目標欺騙等干擾方式對抗防空雷達，已成為一種最常用、最有效的反防空雷達手段。近年來，隨著我軍電子信息裝備對抗能力的不斷提升，電子干擾已呈現(xiàn)出種類多、樣式多、強度大、自動化程度高等特點[1-2]。面對復雜電磁環(huán)境，雷達操作手必須合理實施抗干擾措施，在對抗中搶得先機，有效搜索跟蹤目標。

1.雷達受干擾條件及主要抗干擾措施

1.1 對雷達形成有效干擾的條件[3]

要對雷達有效實施干擾，干擾信號必須滿足以下條件。

（1）頻率覆蓋：一個干擾信號只有具有與欲接收的信號同時落入接收機通帶之內(nèi)的頻域特性，才能被接收機接收，因此，干擾信號的頻域特性首先應該是其頻率成分能夠落入到接收機通帶。通常情況，為顧及頻率瞄準誤差的影響，干擾信號的帶寬應大于接收機通帶。

（2）時域覆蓋：信號的時域覆蓋是指干擾信號的存在時間必須與對象信號相關，或者說相重合，只有它們作用于接收機，才能對接收信號產(chǎn)生干擾作用，因此干擾時間要選擇恰當，干擾引導響應時間要短。

（3）能量域覆蓋：一個干擾信號對于某一接收方式的某種信號接收能否構成干擾，最根本的條件是進入接收機的干擾是否具有足夠能量。

1.2 某型防空雷達的抗干擾措施

某型防空雷達主要有以下幾種抗干擾措施。

（1）副瓣對消：主要用于抗遠距離支援干擾，干擾信號通過雷達旁瓣進入雷達后一般采取副瓣對消的方式進行抗干擾，針對自衛(wèi)式干擾無效。

（2）副瓣匿隱：主要用于抑制從雷達天線旁瓣進來的低占空系數(shù)的脈沖干擾或掃頻干擾或是間斷的總能量不大的壓制干擾，高占空系數(shù)的脈沖或噪聲干擾會使主通道在大部分時間關閉，從而使雷達失效，對相參干擾無效。

（3）跳頻：主要用于雷達受到寬帶阻塞、掃頻、梳狀譜等有源壓制干擾場景。其中脈組跳頻對高空氣象雜波具有較強的抑制作用。脈間跳頻、脈組跳頻對周期內(nèi)相參干擾無效，對跨周期相參干擾有效。

（4）單脈沖測角：采用單脈沖測角體制，雷達具有較高的測角精度、角度分辨率和數(shù)據(jù)率，能有效對抗單點源角度欺騙干擾。

（5）MTI、MTD 技術：其具備較強的抗地物雜波、探測低、慢、小和切向飛行目標的能力。

2.有源壓制干擾及雷達抗干擾分析

壓制干擾又稱遮蔽式干擾。有源壓制性干擾主要是利用強干擾信號對雷達目標信號壓制，使干擾覆蓋、淹沒或削弱有用信號，以減弱雷達檢測能力，導致雷達發(fā)現(xiàn)目標概率降低、發(fā)現(xiàn)目標距離縮短、航跡連續(xù)率下降、虛警率增大、識別率減小。壓制性干擾可分為非調(diào)制波干擾和調(diào)制波干擾，其中非調(diào)制波干擾又稱為射頻噪聲干擾；調(diào)制波干擾包括調(diào)幅干擾和噪聲調(diào)頻干擾[4-5]。目前大部分干擾設備干擾樣式主要包括：瞄準式干擾、阻塞式干擾、掃頻式干擾、連續(xù)波干擾和脈沖干擾等。

2.1 典型有源噪聲干擾樣式

2.1.1 窄帶瞄準干擾

窄帶瞄準干擾如圖1 所示，干擾公式為

圖1 窄帶瞄準干擾

優(yōu)點：可充分利用干擾能量，使干擾能量盡可能進入雷達接收機之內(nèi)，干擾能量進入越多，對雷達的壓制效果越好。

缺點：干擾前必須準確測量雷達的頻率，并引導干擾頻率對準雷達頻率，一旦雷達頻率發(fā)生變化，如果不能及時修正干擾頻率，干擾則無效。

2.1.2 寬帶阻塞式干擾

寬帶阻塞式干擾如圖2 所示，干擾公式為

圖2 寬帶干擾

優(yōu)點：對于頻率引導的要求低，也適宜同時干擾頻率分集雷達、頻率捷變雷達和多部不同工作頻率的雷達。

缺點：干擾信號頻譜寬，干擾信號功率密度低，因此只有部分干擾能量能夠進入雷達接收機，干擾能量的利用效率低。

2.1.3 梳狀譜式干擾

梳狀譜式干擾如圖3 所示，干擾公式為

圖3 梳狀譜式干擾

優(yōu)點：梳狀譜干擾是對多個頻率點的瞄準干擾，相對于寬帶噪聲干擾而言，由于干擾頻譜變窄，干擾功率利用率有所提高。

缺點：由于每個頻率點都屬于瞄準干擾，因而需要精確測量每個干擾信號的頻率。

2.1.4 掃頻式干擾

掃頻式干擾如圖4 所示，發(fā)射窄帶噪聲干擾，并在某一頻率范圍內(nèi)周期掃掠，可對該頻率范圍內(nèi)的所有雷達實施干擾的一種干擾方法。其本質(zhì)上是一種瞄準式干擾，但起到了阻塞式干擾的作用。

圖4 掃頻式干擾

優(yōu)點：雷達周期性地受到間斷的強力干擾，掃頻的范圍較寬，也能夠干擾頻率分集、頻率捷變雷達和多部不同工作頻率的雷達。

缺點：干擾時間利用率低，干擾效果基本等同于阻塞式干擾。

2.2 雷達受到有源壓制干擾后的現(xiàn)象分析

雷達受到干擾后，干擾是否有效，應當遵循一定的基本原則，通常用干信比，或干擾-信號比（J/S）來進行表述。表達式如下。

式中，J/S為干信比，Pj為干擾機功率，Gj為干擾天線增益，Pt為雷達發(fā)射機峰值功率，Gt為雷達天線增益，R為干擾機至雷達的距離，σ為目標的雷達截面積。

從公式（4）可知，干擾信號功率和回波信號功率的比值大于1 時才能形成有效干擾。如圖5 所示，干擾脈沖完全遮蔽了目標回波。

圖5 干擾脈沖完全遮蔽了目標回波

如圖6 所示，為某型防空雷達受到瞄準式壓制干擾的效果，在雷達顯示屏上能夠看到比較嚴重的掃描線痕跡，真實目標被淹沒或遮蓋在雷達顯示屏中，雷達無法發(fā)現(xiàn)、跟蹤目標。

圖6 瞄準式干擾效果圖

2.3 雷達采取跳頻抗干擾措施后的現(xiàn)象分析

此時雷達操作員采取跳頻抗干擾措施，更換雷達工作頻點后，效果如圖7 所示。

圖7 采取更換工作頻點抗干擾措施效果圖

雷達受到瞄準式干擾后采取跳頻的方式進行抗干擾，抗干擾效果比較明顯，目標回波恢復正常，雷達能夠發(fā)現(xiàn)并穩(wěn)定跟蹤目標。

3.欺騙干擾及雷達抗干擾分析

欺騙性干擾是以發(fā)射、轉(zhuǎn)發(fā)、反射與目標回波信號相似或相同的信號，以欺騙敵方電子設備或人員，造成敵方得到虛假信息以至產(chǎn)生錯誤判斷和錯誤行動的電子干擾。欺騙干擾具有較好的隱蔽性，不易被雷達操作員識別，其目的是使雷達產(chǎn)生虛假的目標，而使真實目標的距離、方位、速度等參數(shù)丟失[6-8]。

3.1 典型的欺騙干擾

3.1.1 密集假目標

如圖8 所示，干擾機通過數(shù)字儲頻等方式，產(chǎn)生大量與真實目標回波信號具有一定相似特征的假目標信號作用于雷達，使雷達終端系統(tǒng)飽和，達到干擾雷達、掩護真實目標的目的。

圖8 密集假目標干擾

3.1.2 距離拖引

如圖9 所示，干擾機針對接收到的一個雷達回波信號，先發(fā)射一個對其放大的復制信號，使雷達跟蹤回路跟蹤干擾信號，然后干擾信號以均勻或連續(xù)遞增的速度增大時間延遲，雷達的跟蹤波門逐漸遠離真實目標。在合適的時間停止干擾信號，造成雷達丟失目標，最后測得的目標位置產(chǎn)生很大的誤差。

圖9 距離托引

3.2 雷達受到欺騙干擾后的現(xiàn)象分析

欺騙干擾既可以用來對抗跟蹤雷達，又可以用來對抗搜索、警戒雷達。在欺騙干擾中，對抗雷達應用較多的是密集假目標欺騙和隨機假目標欺騙干擾。密集假目標欺騙干擾是將真實目標混雜在大量的假目標之中，使得雷達無法分辨出真目標。圖10 為雷達受到密集假目標干擾后的顯示畫面，密集假目標欺騙和隨機假目標欺騙干擾所形成了假目標，由于出現(xiàn)假目標位置混亂，所以一般不會在雷達上形成具有穩(wěn)定航跡的假目標。

圖10 雷達受密集假目標干擾畫面

有源航跡假目標欺騙干擾是通過控制假目標在雷達顯示器上出現(xiàn)的方位和距離，使得假目標能夠被雷達編批，并在雷達上形成航跡的欺騙技術[9]。圖11 為假目標航跡欺騙干擾畫面。

圖11 假目標航跡欺騙干擾畫面

通過雷達假目標航跡欺騙干擾技術形成虛假空情的實現(xiàn)途徑主要有兩種：一是利用升空平臺搭載有源干擾設備對雷達天線主瓣進行欺騙干擾，為主瓣干擾體制。另一種是利用有源雷達干擾設備對雷達副瓣進行干擾，為副瓣干擾體制。

3.3 雷達采取抗干擾措施后的現(xiàn)象

在此主要是針對有源雷達干擾設備對雷達副瓣進行干擾形成的有源航跡假目標欺騙效果進行分析。此時雷達操作員分別采取副瓣對消、單脈沖測角等抗干擾技術后，效果如圖12 所示。

圖12 采取副瓣對消、單脈沖測角抗干擾措施效果圖

由圖可見，采取副瓣對消、單脈沖測角等抗干擾技術后假目標數(shù)量明顯變少，抗干擾措施有效，操作員能夠在雷達顯示器上識別真實目標。

4.結(jié)語

本文結(jié)合某型防空雷達的實際運用，分析了兩種典型干擾樣式下雷達受干擾現(xiàn)象，討論了在實戰(zhàn)中如何結(jié)合受干擾情況采取抗干擾措施，保證雷達能夠有效搜索跟蹤目標。當然，隨著電子對抗裝備的加速發(fā)展，雷達的抗干擾手段及干擾機的干擾樣式越來越多，還需要我們在任務中不斷總結(jié)，通過合理的抗干擾手段發(fā)揮裝備的最大效能。