艦載電子對(duì)抗系統(tǒng)電磁兼容性預(yù)設(shè)計(jì)技術(shù)＊

顏東升 王一飛 朱宜生

（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二三研究所 揚(yáng)州 225001）

1 引言

隨著技術(shù)的發(fā)展，艦載電子武器裝備越來(lái)越復(fù)雜，具有大量的有源探測(cè)、無(wú)源探測(cè)、通信、數(shù)據(jù)鏈、電子干擾等通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、電子對(duì)抗、敵我識(shí)別等功能的電子裝備。全艦武器裝備數(shù)量多，各電子系統(tǒng)工作頻帶嚴(yán)重重疊、交叉，相互干擾嚴(yán)重，使水面艦船的電磁兼容的管理和控制異常復(fù)雜［1］。如果按傳統(tǒng)的水面艦船的設(shè)計(jì)要求，只按水面艦船的任務(wù)使命和作戰(zhàn)能力對(duì)各電子武器裝備提出設(shè)計(jì)要求，不提出電磁兼容的要求，或?qū)﹄娮游淦餮b備之間的電磁兼容的關(guān)聯(lián)性考慮不周全、不充分，或?qū)﹄娮游淦餮b備的電磁兼容指標(biāo)要求過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致在全艦武器系統(tǒng)聯(lián)合作戰(zhàn)演練時(shí)暴露出大量問(wèn)題。因此，必須臨時(shí)采取“加固”措施，對(duì)電子裝備進(jìn)行復(fù)雜電磁兼容控制管理，使全武器系統(tǒng)能正常工作。但是由于電磁兼容的復(fù)雜控制管理，使全艦武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能大大降低，所以水面艦船電磁兼容預(yù)設(shè)計(jì)必需在水面艦船總體設(shè)計(jì)時(shí)一并完成［2］。

2 水面艦船面臨的最大威脅［3～4］

對(duì)水面艦船而言，其運(yùn)動(dòng)速度慢，上層建筑復(fù)雜，雷達(dá)反射面積（RCS）大等諸多的因素都成為反艦導(dǎo)彈容易擊中的靶子。

2.1 水面艦船面臨的威脅

1）掠海飛行的反艦導(dǎo)彈攻擊；

2）空中反艦導(dǎo)彈的攻擊；

3）魚(yú)雷的攻擊；

4）其他反艦制導(dǎo)武器的攻擊。

2.2 反艦導(dǎo)彈的攻擊方式

1）超音速攻擊

導(dǎo)彈速度快，盲飛時(shí)間短，減小中繼制導(dǎo)時(shí)間，甚至可以不用中繼制導(dǎo)，在慣導(dǎo)到達(dá)末制導(dǎo)區(qū)域時(shí)，末制導(dǎo)開(kāi)機(jī)自動(dòng)有效捕獲、跟蹤目標(biāo)，并且這種導(dǎo)彈具有超視距攻擊能力。導(dǎo)彈接近艦船時(shí)，足以使艦船來(lái)不及反應(yīng)，即使電子防御系統(tǒng)有效偵察、告警威脅，并進(jìn)行ECM和無(wú)源／光電干擾，由于其反應(yīng)時(shí)間已經(jīng)來(lái)不及，只能靠近程攔截火炮擊落如此小的目標(biāo)。

2）超低空攻擊

導(dǎo)彈超低空飛行使艦船雷達(dá)探測(cè)不到和使預(yù)警時(shí)間太晚，達(dá)到突襲的目的。

3）復(fù)合制導(dǎo)攻擊

使艦船的電子戰(zhàn)系統(tǒng)失去告警能力，例如：雷達(dá)主／被動(dòng)結(jié)合、雷達(dá)／光電復(fù)合制導(dǎo)。

4）隱身攻擊

在導(dǎo)彈表面涂敷吸收材料減小艦載雷達(dá)的探測(cè)范圍來(lái)達(dá)到突防攻擊目的，其RCS在0.1m2以下。

5）飽和攻擊

前蘇聯(lián)提出的對(duì)付大型艦船，包括航母的殺手锏攻擊戰(zhàn)術(shù)，即在同一方向或不同方向同時(shí)以多批反艦導(dǎo)彈對(duì)艦船的攻擊。

6）導(dǎo)彈突防攻擊

在導(dǎo)彈上攜帶數(shù)個(gè)有源或無(wú)源假目標(biāo)，在導(dǎo)彈接近攻擊艦船時(shí)拋出，模擬多批導(dǎo)彈攻擊，實(shí)施有效的突防攻擊。

3 水面艦船優(yōu)化電磁兼容的管理控制的總體設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 先進(jìn)封閉式桅桿設(shè)計(jì)技術(shù)

反艦導(dǎo)彈采用多種攻擊方式對(duì)水面艦船實(shí)施攻擊。水面艦船必須針對(duì)反艦導(dǎo)彈的攻擊方式采取一系列攻防手段對(duì)抗反艦導(dǎo)彈：

1）艦載綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)對(duì)抗反艦導(dǎo)彈：早期預(yù)警、有源干擾、無(wú)源／光電干擾、煙幕干擾；

2）艦載武器系統(tǒng)摧毀反艦導(dǎo)彈：導(dǎo)彈打擊、密集陣火炮打擊；

3）艦載綜合武器系統(tǒng)的對(duì)抗：軟、硬武器聯(lián)合打擊。

但是反艦導(dǎo)彈和水面艦船平臺(tái)的對(duì)抗本身是一對(duì)矛盾的統(tǒng)一體，每一艘艦船裝備了反艦導(dǎo)彈對(duì)敵艦進(jìn)行攻擊，同時(shí)，每一艘艦船也裝備了電子戰(zhàn)系統(tǒng)、武器系統(tǒng)等對(duì)反艦導(dǎo)彈進(jìn)行防御。這樣的攻防系統(tǒng)使水面艦船裝備越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)備越來(lái)越多。例如美國(guó)“伯克”級(jí)驅(qū)逐艦的各種天線(xiàn)多達(dá)108部。各種天線(xiàn)本身是電磁波的發(fā)射器，又是電磁波的反射體，大大增加了水面艦船的雷達(dá)有效反射面積RCS，而且這種離散型的武器系統(tǒng)大大增加了作戰(zhàn)反應(yīng)時(shí)間，延誤戰(zhàn)機(jī)，使水面艦船容易遭到反艦導(dǎo)彈的攻擊。

設(shè)計(jì)一種新的完全一體化的武器系統(tǒng)以滿(mǎn)足水面艦船的攻防要求：

1）快速反應(yīng)。以對(duì)付快速低空威脅目標(biāo)；

2）綜合攻防。能對(duì)付導(dǎo)彈的飽和攻擊，還能繼續(xù)生存；

3）電子對(duì)抗和反對(duì)抗。既有電子綜合對(duì)抗（電子防御／電子進(jìn)攻）的能力，又有電子抗干擾的能力。

另一方面要求武器系統(tǒng)的傳感器具有隱身能力，不容易被搜索雷達(dá)和火控雷達(dá)探測(cè)、捕捉或被反艦導(dǎo)彈尋的頭鎖定，以提高水面艦船自身生存力。

美國(guó)對(duì)水面艦船的隱身性設(shè)計(jì)特別重視，例如，美國(guó)海軍提出“圣安東尼奧”級(jí)兩棲攻擊艦（滿(mǎn)載排水量為25296噸）（LPD－17）的雷達(dá)反射面積設(shè)計(jì)指標(biāo)為“惠得具島”級(jí)船塢登陸艦（滿(mǎn)載排水量為15745噸）（LSD－41）的1%。而“惠得具島”級(jí)船塢登陸艦在9375MHz時(shí)RCS為31.5×104m2，則前者的RCS要求為3000m2左右。相當(dāng)于現(xiàn)在一艘730噸左右的小艇。

水面艦船在對(duì)艦體上層建筑采用隱身設(shè)計(jì)的情況下，桅桿及其上面的天線(xiàn)對(duì)隱身的影響變得突出。因此，僅對(duì)桅桿進(jìn)行隱身設(shè)計(jì)還不夠，必須要將桅桿的隱身設(shè)計(jì)和天線(xiàn)的隱身設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來(lái)。美國(guó)海軍提出了隱身桅桿設(shè)計(jì)的思想—“先進(jìn)封閉式桅桿／傳感器系統(tǒng)”（AEM／SS，Advanced Enclosed Mast／Senor System）。

AEM／SS的設(shè)計(jì)師追求“幾乎零散射”的聲、熱、電磁等信號(hào)特征，在桅桿上將各種探測(cè)器、通信系統(tǒng)天線(xiàn)從獨(dú)立走到聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)不同用途天線(xiàn)的整合，即多探測(cè)功能的“孔徑集成”。

一個(gè)比較理想的設(shè)計(jì)是整合在隱身桅桿中的雷達(dá)、電子戰(zhàn)、導(dǎo)航、敵我識(shí)別、通信天線(xiàn)分別用于對(duì)空、對(duì)海搜索及引導(dǎo)區(qū)域防空導(dǎo)彈；監(jiān)視、快速告警區(qū)域內(nèi)的電磁環(huán)境和威脅信號(hào)；引導(dǎo)ECM對(duì)威脅信號(hào)實(shí)施有效干擾；對(duì)艦船進(jìn)行導(dǎo)航；對(duì)敵、我、友目標(biāo)能進(jìn)行識(shí)別；通信聯(lián)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸。

3.2 多功能傳感器集成設(shè)計(jì)技術(shù)［5］

3.2.1 對(duì)多功能傳感器的設(shè)計(jì)要求

開(kāi)發(fā)一種低成本、單口徑、多波段、多模式、寬頻帶、大功率的相控陣系統(tǒng)以滿(mǎn)足艦船自衛(wèi)、探測(cè)、監(jiān)視、引導(dǎo)、目標(biāo)、導(dǎo)航、通信等所有傳感器的要求：

1）在沿海區(qū)域或開(kāi)闊海域的各種復(fù)雜環(huán)境下，能夠迅速探測(cè)、偵察和發(fā)現(xiàn)所有艦船目標(biāo)、空中、掠海目標(biāo)的潛在威脅。

2）在密集電磁環(huán)境中能正確截獲、分選、識(shí)別各種雷達(dá)信號(hào)，并能進(jìn)行細(xì)微特征分析，對(duì)威脅信號(hào)實(shí)時(shí)告警。

3）對(duì)威脅目標(biāo)快速告警，引導(dǎo)ECM／武器系統(tǒng)／導(dǎo)彈系統(tǒng)對(duì)威脅目標(biāo)實(shí)施干擾／火控打擊／導(dǎo)彈攔截／導(dǎo)彈打擊。

3.2.2 多功能相控陣天線(xiàn)技術(shù)［6］

隨著技術(shù)的發(fā)展，具有綜合功能的相控陣天線(xiàn)成為該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。這種天線(xiàn)替代傳統(tǒng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)口徑天線(xiàn)，減少對(duì)目標(biāo)探測(cè)的駐留時(shí)間，提高雜波改善因子和數(shù)據(jù)更新率；天線(xiàn)多功能的實(shí)現(xiàn)使系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間大大縮短，提高水面艦船作戰(zhàn)系統(tǒng)性能。

相控陣天線(xiàn)的設(shè)計(jì)成功使AEM／SS成為一個(gè)光滑的“外罩”，在這個(gè)“外罩”上布置特定的頻率窗口，既能使雷達(dá)、電子戰(zhàn)、通信、敵我識(shí)別的天線(xiàn)電磁信號(hào)通過(guò)，保證探測(cè)、通信、偵察能力；又能使敵方雷達(dá)信號(hào)入射以后被“外罩”吸收或散射，保證隱身性能。

目前相控陣?yán)走_(dá)天線(xiàn)已研制成功，裝備水面艦船；多波束陣列天線(xiàn)亦裝備水面艦船，但是相控陣ESM／ECM天線(xiàn)正在研制，離裝艦還有距離。要求相控陣?yán)走_(dá)天線(xiàn)的工作頻帶擴(kuò)展到ESM／ECM的工作頻帶，再加上發(fā)射、接收、處理技術(shù)的研究，使相控陣系統(tǒng)滿(mǎn)足雷達(dá)、電子戰(zhàn)、通信、導(dǎo)航、敵我識(shí)別等功能的要求。

3.2.3 等離子體天線(xiàn)技術(shù)

根據(jù)等離子體在特定電磁場(chǎng)環(huán)境中能象金屬反射鏡一樣具有反射電磁波能力的特性，研究一種可電控等離子體天線(xiàn)，就可以快捷地對(duì)空間目標(biāo)探測(cè)。這種等離子體天線(xiàn)安裝在隱身桅桿上，在必要時(shí)形成瞬間等離子天線(xiàn)，平時(shí)，可以長(zhǎng)時(shí)間不形成等離子天線(xiàn)，使隱身桅桿處于“靜默”狀態(tài)，RCS很小，這樣就提高了隱身水面艦船作戰(zhàn)功能。

4 電子對(duì)抗系統(tǒng)的電磁兼容優(yōu)化設(shè)計(jì)［2］

電子對(duì)抗裝備的特點(diǎn)是工作頻帶寬，接收機(jī)靈敏度高，干擾機(jī)的有效輻射功率大，其ESM的工作頻帶為0.5GHz～40GHz，并向下擴(kuò)展到通信頻段，向上擴(kuò)展到3mm波段，其靈敏度可達(dá)到－60dBm～－70dBm以上，甚至高達(dá)－90dBm，告警時(shí)間小于1s。雷達(dá)干擾機(jī)工作頻帶達(dá)到倍頻程，有效輻射功率達(dá)數(shù)百千瓦，甚至兆瓦級(jí)。如此高的接收機(jī)靈敏度和極強(qiáng)的輻射功率安裝在一個(gè)平臺(tái)上要解決收發(fā)隔離，必須要加強(qiáng)電磁兼容的設(shè)計(jì)，尋找和研究新技術(shù)、新方法，使電子對(duì)抗系統(tǒng)性能最佳發(fā)揮。

4.1 水面艦船平臺(tái)電子對(duì)抗裝備的安裝情況

水面艦船是海上作戰(zhàn)的主要平臺(tái)，一般而言，在水面艦船上有十幾個(gè)大系統(tǒng)，例如：通信系統(tǒng)、導(dǎo)彈系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、火控系統(tǒng)等都有本身的傳感器，首先要滿(mǎn)足武器裝備的威力范圍和射界，同時(shí)要滿(mǎn)足各系統(tǒng)的傳感器的兼容性設(shè)計(jì)。電子對(duì)抗設(shè)備在水面艦船平臺(tái)的安裝位置一般情況是，ESM接收天線(xiàn)都是安裝在主桅的上部，或主桅上部?jī)蓚?cè)。ECM發(fā)射天線(xiàn)安裝在主桅下部的兩側(cè)，要求ESM發(fā)射天線(xiàn)和ECM的接收天線(xiàn)垂直安裝。

ESM和Elint的工作頻率范圍包括了安裝在艦船平臺(tái)上的雷達(dá)、通信、導(dǎo)航等全部設(shè)備的工作頻率范圍，當(dāng)這些設(shè)備的傳感器發(fā)射電磁波時(shí)ESM和Elint必定能接收到這些信號(hào)。ECM的干擾頻率范圍達(dá)到倍頻程以上，當(dāng)干擾輻射時(shí)，上述設(shè)備的傳感器也必定能接收到ECM的干擾信號(hào)。所以，ESM／Elint／ECMZ在艦船平臺(tái)上的安裝將有特殊的要求：

1）電子對(duì)抗系統(tǒng)本身ESM／Elint和ECM之間的安裝問(wèn)題，優(yōu)化安裝設(shè)計(jì)提高系統(tǒng)本身的收發(fā)隔離度。

2）電子對(duì)抗系統(tǒng)與艦船其他系統(tǒng)之間的安裝問(wèn)題，ESM／Elint受其他設(shè)備輻射的電磁干擾，而ECM輻射的電磁波將干擾其他系統(tǒng)，優(yōu)化安裝設(shè)計(jì)，使互相的干擾達(dá)到最小或沒(méi)有。

4.2 艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)優(yōu)化電磁兼容設(shè)計(jì)需要解決的幾個(gè)問(wèn)題

4.2.1 高靈敏度偵收和大功率干擾發(fā)射的矛盾［7～8］

雷達(dá)偵察設(shè)備是高靈敏度ESM和Elint設(shè)備，一般而言，其靈敏度可達(dá)－60dBm以上，Elint的靈敏度為－70dBm～－75dBm以上，雷達(dá)有源干擾設(shè)備ECM的有效輻射的CW噪聲干擾功率（EPR）高達(dá)100kW～300kW以上，脈沖波欺騙干擾功率高達(dá)150kW～300kW以上，ESM、Elint設(shè)備的接收功率和ECM設(shè)備的發(fā)射功率兩者相差143dB～153dB，如此之高的差值，ESM和Elint設(shè)備的天線(xiàn)座和ECM設(shè)備的天線(xiàn)座都要求安裝在主桅上，而且兩者的安裝距離受梔桿高度限制，所以，必須要盡可能拉開(kāi)ESM和ECM安裝距離；在Elint／ESM天線(xiàn)的下方、ECM天線(xiàn)的上方加裝隔離板，保證電子戰(zhàn)系統(tǒng)能正常的工作。

4.2.2 接收天線(xiàn)的副瓣和發(fā)射天線(xiàn)副瓣的問(wèn)題

對(duì)于天線(xiàn)設(shè)計(jì)工程師都是盡最大可能使天線(xiàn)的副瓣電平達(dá)到最小值，但是根據(jù)戰(zhàn)術(shù)使用的要求，要選擇不同型式的天線(xiàn)其副瓣電平是有一定的限制。目前雷達(dá)偵察設(shè)備和雷達(dá)干擾設(shè)備均要求采用多波束天線(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)，而多波束接收天線(xiàn)，其副瓣電平在－15dB（俯仰面、典型值），多波束發(fā)射陣列天線(xiàn)，其副瓣電平最好為－30dB（俯仰面、典型值），所以ECM干擾發(fā)射時(shí)對(duì)ESM、Elint設(shè)備的影響是非常明顯的，若ESM設(shè)備采用全向天線(xiàn)，其俯仰面上的波束寬度很寬，干擾發(fā)射對(duì)其影響更大，降低接收天線(xiàn)的副瓣和發(fā)射天線(xiàn)副瓣將直接優(yōu)化了電磁兼容的管理。

4.2.3 同方位同頻率同時(shí)收發(fā)工作的矛盾

根據(jù)電子戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)需求，要求在偵察和干擾的相同頻段內(nèi)對(duì)同一載頻同收同發(fā)工作。所謂“同頻同收同發(fā)”工作，即ESM偵收雷達(dá)輻射源的載波頻率和ECM對(duì)該輻射源進(jìn)行干擾的頻率相同。在這種工作狀態(tài)下，就要求ESM高靈敏度工作和ECM滿(mǎn)功率干擾發(fā)射時(shí)，電子戰(zhàn)系統(tǒng)正常工作的收發(fā)隔離度最小值要達(dá)到143dB～153dB，必須采取綜合性措施，提高收發(fā)隔離度。目前大部分裝備都采用時(shí)分工作方式。

4.2.4 艦船上層建筑對(duì)電磁波反射、散射和繞射的問(wèn)題

電磁波碰到金屬物體必將產(chǎn)生反射，這樣就有一定的RCS（雷達(dá)反射面積），同時(shí)還產(chǎn)生散射和繞射，艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的偵察設(shè)備在接收雷達(dá)輻射源信號(hào)來(lái)波的同時(shí)亦接收雷達(dá)照射艦船上層建筑物的散射和繞射信號(hào)，同樣的道理，ECM在對(duì)雷達(dá)輻射源進(jìn)行干擾時(shí)，干擾電磁波在其天線(xiàn)主瓣和副瓣輻射路徑上的能量碰到障礙物時(shí)必須產(chǎn)生反射、散射和繞射，這樣，ESM在其靈敏度范圍內(nèi)肯定能接收到ECM的干擾信號(hào)，而這種干擾信號(hào)對(duì)ESM是極其有害的，在嚴(yán)重時(shí)，破壞了電子戰(zhàn)系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)，艦船總體隱身桅桿、多功能傳感器集成設(shè)計(jì)技術(shù)都是減少艦船上層建筑對(duì)電磁波反射、散射和繞射的技術(shù)。

4.2.5 海洋環(huán)境對(duì)電子戰(zhàn)系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的影響

我們知道，海洋環(huán)境不僅對(duì)聲納系統(tǒng)產(chǎn)生直接的影響，而對(duì)電子戰(zhàn)系統(tǒng)等電磁輻射接收系統(tǒng)亦將有直接的影響，對(duì)艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)根據(jù)戰(zhàn)術(shù)使用特點(diǎn)，工作頻帶寬、干擾功率大、靈敏度高、全空域、100%截獲概率、實(shí)時(shí)性，且系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的天線(xiàn)座一般不采用穩(wěn)定平臺(tái)，所以海洋環(huán)境對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定工作影響是很明顯的，而惡劣的海洋環(huán)境中，電磁波在海面上的反射是很強(qiáng)的，其反射的電磁波直接影響了ESM的工作穩(wěn)定性，采用穩(wěn)定平臺(tái)和優(yōu)化信號(hào)處理軟件是解決的好辦法。

綜上所述，ESM和ECM兩個(gè)設(shè)備之間的電磁兼容問(wèn)題直接影響了電磁戰(zhàn)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。首先對(duì)ESM和ECM兩個(gè)設(shè)備的安裝等問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使電子戰(zhàn)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性有很大的提高：

1）ESM和ECM兩個(gè)設(shè)備天線(xiàn)座的安裝優(yōu)化設(shè)計(jì)；

2）ESM和ECM兩個(gè)設(shè)備的收發(fā)隔離板的優(yōu)化設(shè)計(jì)；

3）電子戰(zhàn)系統(tǒng)同頻同收同發(fā)工作狀態(tài)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；

4）ESM多波束接收天線(xiàn)降低天線(xiàn)副瓣電平的優(yōu)化設(shè)計(jì)；

5）ECM多波束發(fā)射天線(xiàn)降低天線(xiàn)副瓣電平的優(yōu)化設(shè)計(jì)；

6）ESM優(yōu)化信號(hào)分選降低海雜波干擾影響的設(shè)計(jì)等等。

5 電子對(duì)抗系統(tǒng)電磁兼容優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)措施［2］

5.1 能適應(yīng)高密度電磁環(huán)境工作

在水面艦船上安裝的電子設(shè)備，其頻率復(fù)蓋范圍從短波、超短波、米波、微波直到紅外和激光，這些設(shè)備和系統(tǒng)的探測(cè)器在工作時(shí)均輻射電磁波，電磁波在艦船上的反射、繞射和在水面上的反射引起的虛假信號(hào)和雜散波使ESM的信號(hào)分選帶來(lái)困難，需在信號(hào)分選的軟硬件上下功夫。

5.2 收發(fā)隔離優(yōu)化設(shè)計(jì)［7］

所謂收發(fā)隔離指ESM接收機(jī)和它所引導(dǎo)的干擾機(jī)之間同頻率同方位同時(shí)工作所需要的隔離度。以雷達(dá)電子對(duì)抗系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明，雷達(dá)ESM接收機(jī)不僅要偵收周?chē)碾姶判盘?hào)，并對(duì)威脅信號(hào)進(jìn)行告警，實(shí)時(shí)引導(dǎo)雷達(dá)ECM干擾機(jī)對(duì)威脅目標(biāo)實(shí)施各種干擾。則ESM和ECM之間存在著同頻率同方位同時(shí)偵收和干擾的工作狀態(tài)，ESM和ECM之間的收發(fā)隔離度為

其中：PC為干擾機(jī)的發(fā)射功率；Prmin為偵察接收機(jī)的靈敏度。我們根據(jù)雷達(dá)方程：

其中：Pr為接收功率；Pc為發(fā)射功率；GC（α）為在α發(fā)射角的天線(xiàn)增益；Gr（β）為在β發(fā)射角的天線(xiàn)增益；λ為工作波長(zhǎng)；R為發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)之間距離。

在水面艦船的主桅上部安裝接收天線(xiàn)，在主桅下部安裝發(fā)射天線(xiàn)，其安裝距離直接影響收發(fā)隔離度值。由式（2）可以看出，R越大則收發(fā)隔離度值就越大。所以，在艦船總體設(shè)計(jì)時(shí)必需要充分考慮。但是，往往靠拉開(kāi)R值提高I值是不夠的，必須還要安裝隔離板提高收發(fā)隔離度。

5.3 雷達(dá)偵察和雷達(dá)干擾的匹配設(shè)計(jì)［11］

雷達(dá)偵察設(shè)備和雷達(dá)干擾設(shè)備組合在一起統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一控制、統(tǒng)一管理則組成一個(gè)雷達(dá)電子對(duì)抗系統(tǒng)。雷達(dá)偵察對(duì)周?chē)碾姶怒h(huán)境進(jìn)行態(tài)勢(shì)顯示，對(duì)周?chē)睦走_(dá)信號(hào)進(jìn)行分選，識(shí)別并對(duì)威脅目標(biāo)告警，引導(dǎo)雷達(dá)干擾機(jī)對(duì)威脅目標(biāo)實(shí)施噪聲、欺騙或噪聲＋欺騙的組合式干擾。在水面艦船平臺(tái)上，雷達(dá)電子對(duì)抗系統(tǒng)的偵察和干擾兩個(gè)組成部分在同一平臺(tái)上的匹配設(shè)計(jì)是很重要的研究課題。

雷達(dá)偵察機(jī)為了正確引導(dǎo)雷達(dá)干擾機(jī)對(duì)威脅目標(biāo)實(shí)施干擾，并得到好的干擾效果，則首先研究雷達(dá)偵察機(jī)不受本艦雷達(dá)干擾機(jī)的同頻干擾。

1）雷達(dá)偵察機(jī)微波前端設(shè)置前置預(yù)選器，保證雷達(dá)偵察機(jī)在干擾頻帶之外的寬頻帶工作，預(yù)選器頻帶的選擇應(yīng)根據(jù)干擾機(jī)干擾頻帶自適應(yīng)調(diào)整。

2）在盡可能提高雷達(dá)偵察機(jī)和雷達(dá)干擾機(jī)的收發(fā)隔離度的情況下，適當(dāng)降低雷達(dá)偵察機(jī)在雷達(dá)干擾機(jī)干擾頻帶內(nèi)的靈敏度，使雷達(dá)偵察機(jī)在雷達(dá)干擾機(jī)發(fā)射干擾時(shí)的干擾電平不影響雷達(dá)偵察機(jī)的工作。

3）雷達(dá)偵察機(jī)天線(xiàn)和雷達(dá)干擾機(jī)天線(xiàn)的低副瓣平的設(shè)計(jì)技術(shù)。

6 艦載電子系統(tǒng)電磁兼容性預(yù)設(shè)計(jì)技術(shù)［1］

6.1 水面艦船總體的頂層設(shè)計(jì)

水面艦船總體頂層設(shè)計(jì)不僅要考慮使命任務(wù)和艦體隱身等各重大技術(shù)設(shè)計(jì)，而且必須要考慮電子武器裝備的電磁兼容的預(yù)設(shè)計(jì)，包括：

1）電子武器裝備的安裝布置，建立電子裝備武器的安裝數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，評(píng)估作戰(zhàn)效能。

2）電子武器裝備傳感器的頻率和頻段的選擇、發(fā)射功率、發(fā)射頻譜、天線(xiàn)特性、接收機(jī)特性、信號(hào)處理特性等建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。

尤其水面艦船的頻率和頻段的分配和選擇對(duì)電磁兼容的影響很大，盡可能分頻段工作，避免同頻率和同頻段重復(fù)。

3）根據(jù)安裝布置的仿真結(jié)果，提出對(duì)電子武器裝備的傳感器的電磁兼容的技術(shù)指標(biāo)要求。

4）根據(jù)水面艦船的使命任命、總體技術(shù)和電磁兼容的頂層設(shè)計(jì)選取電子武器裝備。

6.2 水面艦船電子武器裝備的電磁兼容設(shè)計(jì)

1）水面艦船電子武器裝備各系統(tǒng)之間由于安裝位置、武器裝備的技術(shù)狀態(tài)等，在使用中必然存在著矛盾，例如：電子戰(zhàn)系統(tǒng)ESM設(shè)備與雷達(dá)、通信與通信對(duì)抗、電子干擾與雷達(dá)和電子偵察與衛(wèi)通等等。在裝備研制中就要考慮電磁兼容的硬件和軟件設(shè)計(jì)。例如：當(dāng)雷達(dá)設(shè)備之間、通信設(shè)備之間；雷達(dá)、通信設(shè)備與雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗設(shè)備之間；電子干擾、電子偵察設(shè)備與衛(wèi)通設(shè)備之間等等，在工作頻帶上相互之間有重疊時(shí)，應(yīng)在微波前端設(shè)計(jì)前置濾波器，其帶外隔離應(yīng)滿(mǎn)足工作頻率上功率電平的隔離要求。

2）電子武器裝備本身的電磁兼容設(shè)計(jì)［12］。

6.3 電子對(duì)抗系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)

1）電子偵察和電子干擾的電磁兼容設(shè)計(jì)，包括收發(fā)隔離技術(shù)等。

2）電子偵察的電磁兼容設(shè)計(jì)，包括頻域管理、時(shí)域管理等。

3）電子干擾的電磁兼容設(shè)計(jì)，包括頻譜管理、干擾技術(shù)管理以及功率管理等。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著當(dāng)今世界發(fā)展的不平衡，地區(qū)沖突越來(lái)越多，局部戰(zhàn)爭(zhēng)越來(lái)越頻繁，新一輪武器裝備競(jìng)賽越演越烈，為了使艦載武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能有效發(fā)揮，就必須進(jìn)行電磁兼容性預(yù)設(shè)計(jì)。

［1］曹一輝.國(guó)外水面艦船電子技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展邁向新世紀(jì)的艦船電子工程［C］／／第六屆年會(huì)論文集，314－325.

［2］王鼎奎.艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)電磁美容性設(shè)計(jì)技術(shù)，中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子對(duì)抗分會(huì)［C］／／第十五屆學(xué)友年會(huì)論文集，2007，10：20－26.

［3］蔣琪，張冬青.當(dāng)代反艦導(dǎo)彈面臨的電子對(duì)抗挑戰(zhàn)［J］.航天電子對(duì)抗，2010（6）：4－8.

［4］陸偉寧.彈道導(dǎo)彈攻防對(duì)抗技術(shù)［M］.北京：中國(guó)宇航出版社，2007（4）：109－192.

［5］張殿友，等.艦載作戰(zhàn)平臺(tái)電子系統(tǒng)發(fā)展分析［C］／／中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子對(duì)抗分會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2007（10）：27－34.

［6］張定義.相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001（9），272－285.

［7］趙國(guó)慶.雷達(dá)對(duì)抗原理［M］.1999：1－12，111－121.

［8］詹姆斯·崔保延.電子戰(zhàn)微波接收機(jī)［J］.1986.3：14－92、543－562.

［9］周維，李敬輝，黃高明.基于VTK的海戰(zhàn)場(chǎng)電磁信息可視化技術(shù)研究［J］.計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2012（1）.

［10］童斌，雷義偉.電磁環(huán)境感知與可視化仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究［J］.計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2012（5）.

［11］FilippoNeri（SPA）.Introduction to Electronic Deqense Systems［M］.Arttech House，1991：39－264，339－410.

［12］唐永年.艦船自身的空間電子兼容措施［J］.電子兼容技術(shù)，2006（4）：39－44.