雷達(dá)對(duì)干擾信號(hào)的規(guī)避與利用＊

（海軍裝備部駐重慶地區(qū)軍事代表局 重慶 400042）

1 引言

對(duì)雷達(dá)而言，在長期持續(xù)地控制電磁頻譜的斗爭(zhēng)中，已經(jīng)出現(xiàn)了一百余種電子反干擾技術(shù)與措施，它們用于消除或減弱電子干擾信號(hào)和箔條對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)性能的影響。這些雷達(dá)反干擾技術(shù)與措施不但可應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，而且通過研究這些雷達(dá)反干擾技術(shù)與措施還利于正確使用雷達(dá)，使其充分發(fā)揮作戰(zhàn)效能。

2 干擾信號(hào)規(guī)避

2.1 頻率捷變

雷達(dá)頻率捷變主要用于規(guī)避窄帶干擾和某些類型的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾和欺騙性干擾。它使雷達(dá)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的工作頻率快速變化，頻率基于脈間或脈組變化。典型的捷變帶寬約為數(shù)吉赫茲，從而使雷達(dá)信號(hào)更難偵察識(shí)別。頻率捷變實(shí)際上是通過在若干不同頻率上對(duì)觀測(cè)到的雷達(dá)目標(biāo)截面積求平均實(shí)現(xiàn)的，雷達(dá)在脈間捷變情況下，利用箔條、假目標(biāo)和真目標(biāo)在不同頻率上的回波不同來識(shí)別真目標(biāo)，因此具有更強(qiáng)的目標(biāo)檢測(cè)能力，同時(shí)不影響雷達(dá)的距離分辨力。但是，當(dāng)頻率捷變與多普勒處理同時(shí)使用時(shí)，頻率捷變只能逐個(gè)脈沖群地改變載頻，而不是逐個(gè)脈沖地改變載頻［1］。另外，手動(dòng)改變頻率會(huì)導(dǎo)致與其它雷達(dá)和電子設(shè)備之間的相互干擾。頻率捷變規(guī)避瞄準(zhǔn)式和掃頻式窄帶干擾迫使干擾機(jī)分散功率或逐個(gè)脈沖干擾。

2.2 頻率分集

雷達(dá)頻率分集主要用于規(guī)避窄帶干擾和某些類型的轉(zhuǎn)發(fā)式和應(yīng)答式干擾［7］。多部雷達(dá)協(xié)同的工作程序給各部雷達(dá)分配各不相同的工作頻率，以減少相互間的干擾。在頻率分集情況下，干擾機(jī)僅能有效干擾其中一個(gè)雷達(dá)工作頻率，操縱員會(huì)在另一個(gè)信號(hào)頻率上觀察到目標(biāo)，因此提高這些雷達(dá)對(duì)單部雷達(dá)干擾機(jī)的反干擾能力。值得注意的是：其它非協(xié)同雷達(dá)也可能工作在上述分配的工作頻率上；另外，頻率分集用多部雷達(dá)完成同一個(gè)任務(wù)，增加了雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

2.3 天線極化分集

雷達(dá)天線的極化分集主要用于規(guī)避箔條、天氣影響和有源干擾［7］。它利用與干擾信號(hào)極化不同的天線來衰減干擾信號(hào)，使進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)的干擾信號(hào)強(qiáng)度大幅降低。例如：雷達(dá)的水平或垂直極化天線可衰減45°斜極化和圓極化干擾信號(hào)3dB；水平極化的雷達(dá)天線可衰減垂直極化干擾信號(hào)20dB［6］。極化分集涉及不同極化的多部雷達(dá)。應(yīng)用極化分集時(shí)值得注意的幾個(gè)問題：一是地面雜波會(huì)惡化垂直極化雷達(dá)的性能；二是多部雷達(dá)使用時(shí)需要密切協(xié)同，例如：可以將一部水平極化的搜索雷達(dá)與一部垂直極化的搜索雷達(dá)協(xié)同使用。

2.4 采用圓極化天線

雷達(dá)采用圓極化天線主要用于規(guī)避箔條、天氣影響和有源干擾［7］。它利用與干擾信號(hào)極化不同的天線衰減干擾機(jī)的干擾信號(hào)，使進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)的干擾信號(hào)強(qiáng)度降低。例如：雷達(dá)圓極化天線可衰減45°斜極化、水平或垂直干擾信號(hào)3dB；雷達(dá)左旋圓極化可衰減右旋圓極化干擾信號(hào)10～20dB。圓極化涉及不同極化的多部雷達(dá)，并且能改善雨雜波中的雷達(dá)探測(cè)性能。

2.5 隱蔽圓錐掃描

雷達(dá)天線隱蔽圓錐掃描主要用于規(guī)避逆增益干擾。它用一固定（不掃描）的發(fā)射天線照射目標(biāo)，而只讓雷達(dá)接收天線進(jìn)行圓錐掃描以接收目標(biāo)回波信號(hào)，獲得目標(biāo)角度信息。然而，干擾機(jī)通過在預(yù)期的圓錐掃描頻率范圍內(nèi)掃描的方波調(diào)幅轉(zhuǎn)發(fā)的雷達(dá)脈沖，可檢測(cè)雷達(dá)天線指向角抖動(dòng)時(shí)方波掃描頻率，即隱蔽圓錐掃描頻率，如果干擾機(jī)以近似雷達(dá)接收天線圓周掃描頻率的方波反相調(diào)幅干擾信號(hào)實(shí)施干擾，仍能降低雷達(dá)的角度跟蹤能力［4］。

2.6 速度門跟蹤

雷達(dá)采用速度門跟蹤技術(shù)主要用于規(guī)避各類有源干擾［2］。它基于對(duì)多普勒頻移中心頻率的超窄帶濾波，只有干擾信號(hào)頻率落入該窄帶中，干擾才有效。速度波門跟蹤的優(yōu)勢(shì)在于：精確的目標(biāo)多普勒頻率鑒別和對(duì)低空目標(biāo)的準(zhǔn)確跟蹤［9］。

2.7 前后沿跟蹤

雷達(dá)采用前后沿跟蹤技術(shù)主要用于規(guī)避逼近目標(biāo)投放的箔條干擾；而后沿跟蹤則用于規(guī)避遠(yuǎn)離目標(biāo)投放的箔條干擾［2］。

2.8 跟蹤外推

跟蹤外推通過將跟蹤雷達(dá)人工或自動(dòng)設(shè)置于目標(biāo)跟蹤外推狀態(tài)規(guī)避箔條、雜波、多目標(biāo)、距離門拖引、交替干擾［2］。當(dāng)目標(biāo)跟蹤信息丟失后，雷達(dá)根據(jù)最后時(shí)刻的目標(biāo)距離、角度及其變化率不斷外推更新目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，以避免中斷火控諸元計(jì)算。“鎖定”模式或“重新回到截獲”模式將終止跟蹤外推狀態(tài)。如果跟蹤雷達(dá)采用被動(dòng)角度跟蹤或跟蹤干擾源還能進(jìn)行角度跟蹤時(shí)，只需進(jìn)行距離或速度外推［10］。跟蹤外推需要足夠的速度和角度輔助信息，跟蹤外推工作時(shí)，雷達(dá)獲取的錯(cuò)誤跟蹤信息將被更新。

2.9 保護(hù)波門

雷達(dá)設(shè)置保護(hù)波門是用于對(duì)抗箔條、雜波、多目標(biāo)、距離門拖引、交替干擾。保護(hù)波門安置在跟蹤雷達(dá)主波門前后，用于自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)，估算目標(biāo)位置以避免中斷火控諸元計(jì)算［3］。像跟蹤外推一樣，需要足夠的輔助信息以更新錯(cuò)誤的跟蹤信息。

3 干擾信號(hào)利用

3.1 被動(dòng)角度跟蹤

雷達(dá)采用被動(dòng)角度跟蹤技術(shù)是通過截獲干擾信號(hào)并對(duì)干擾源進(jìn)行角度跟蹤，可對(duì)抗多種類型的有源干擾［5］。在雷達(dá)脈沖之前設(shè)置幾十微秒寬的距離門（被動(dòng)角跟蹤門），對(duì)距離門內(nèi)的噪聲干擾信號(hào)抽樣，當(dāng)信號(hào)干擾比接近零時(shí)，抽樣值達(dá)到特定的電平，使雷達(dá)進(jìn)入被動(dòng)角跟蹤狀態(tài)。但被動(dòng)角度跟蹤的弱點(diǎn)是：在雷達(dá)角度分辨單元內(nèi)多部干擾機(jī)輪流工作形成的交替干擾能嚴(yán)重影響其跟蹤的穩(wěn)定性；直到攜帶干擾機(jī)的目標(biāo)達(dá)到燒穿距離時(shí)雷達(dá)才會(huì)克服干擾影響，探測(cè)到目標(biāo)信號(hào)，并獲得目標(biāo)距離信息。

3.2 干擾源尋的

干擾源尋的是導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)利用干擾信號(hào)對(duì)干擾源定位和尋的，用于對(duì)抗多種有源干擾［3］。然而，交替干擾能嚴(yán)重影響其跟蹤的穩(wěn)定性，并且直到攜帶干擾源的目標(biāo)處于燒穿距離時(shí)才能獲得干擾機(jī)距離信息［8］。

3.3 干擾聽覺識(shí)別

干擾聽覺識(shí)別用于對(duì)抗多種干擾。干擾信號(hào)能產(chǎn)生可識(shí)別的聲音，有助于對(duì)其檢測(cè)和識(shí)別。操縱員可通過偵聽移動(dòng)目標(biāo)的多普勒頻率識(shí)別干擾和目標(biāo)［4］。例如：通過監(jiān)聽從多普勒跟蹤雷達(dá)的多普勒濾波器之后提取的音頻信號(hào)，根據(jù)音調(diào)由低到高的變化可發(fā)現(xiàn)受到速度波門拖引的干擾；根據(jù)音頻節(jié)拍的變化，區(qū)別高速目標(biāo)或低速目標(biāo)。

3.4 接收機(jī)本振關(guān)閉

接收機(jī)本振關(guān)閉措施用于對(duì)抗連續(xù)輻射的干擾。通過關(guān)閉雷達(dá)接收機(jī)的本振，將干擾信號(hào)同施放干擾的目標(biāo)的反射信號(hào)相混合產(chǎn)生接收機(jī)中頻信號(hào)。只有在目標(biāo)反射信號(hào)和干擾信號(hào)都出現(xiàn)時(shí)，雷達(dá)接收機(jī)才會(huì)有輸出［4］。這種技術(shù)的局限性包括：只能在存在干擾的區(qū)域內(nèi)探測(cè)和顯示目標(biāo)；如果雷達(dá)天線旋轉(zhuǎn)偏離干擾機(jī)方向，或干擾機(jī)停止干擾，將沒有目標(biāo)信號(hào)出現(xiàn)在雷達(dá)顯示器上。

3.5 干擾扇面指示

干擾扇面指示技術(shù)用于對(duì)抗用高占空比調(diào)制的任何干擾信號(hào)。在顯示器上顯示一個(gè)變化的扇面，距離上與干擾強(qiáng)度成正比地移動(dòng)，方位上跟蹤干擾機(jī)天線方向圖，顯示干擾源的方位。干擾扇面指示有以下幾個(gè)弱點(diǎn)［7］：一是中斷了正常的視頻顯示；二是對(duì)逆增益干擾或旁瓣干擾給出錯(cuò)誤的指示；三是在某些雷達(dá)中不能對(duì)未調(diào)制的連續(xù)波干擾或低占空比干擾進(jìn)行扇面指示。

3.6 干擾燈光指示

干擾燈光指示措施是具有自動(dòng)噪聲校平功能的雷達(dá)用于對(duì)抗連續(xù)波干擾的一種抗干擾手段。位于操控臺(tái)上的干擾指示燈提示操縱員雷達(dá)受到干擾，并手動(dòng)取消自動(dòng)噪聲校平功能。這可使操縱員能夠確定干擾源方位［7］。

3.7 干擾扇面凈化

干擾扇面凈化技術(shù)是通過利用雷達(dá)的旁瓣消隱電路對(duì)抗任何有源干擾［4］。在主天線通道中干擾信號(hào)的電平高于旁瓣輔助天線通道中的干擾信號(hào)電平時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)方位干擾扇面。這會(huì)提示操縱員干擾出現(xiàn)和確定干擾源的方位，即使在采用恒虛警雷達(dá)接收機(jī)情況也是如此。

3.8 干擾衰減

干擾衰減措施用于對(duì)抗雜波和任何類型的干擾。通過插入衰減降低接收機(jī)增益，使操縱員能夠識(shí)別干擾的出現(xiàn)及其類型和方位［7］。然而，在實(shí)施干擾衰減時(shí)，增益的降低會(huì)造成目標(biāo)的丟失，甚至在無干擾的扇面中也會(huì)造成目標(biāo)丟失，同時(shí)也不可能改善信干比。

4 結(jié)語

本文基于雷達(dá)對(duì)干擾信號(hào)的規(guī)避與利用，討論了這些被廣泛應(yīng)用的雷達(dá)反干擾技術(shù)與措施，未涉及雷達(dá)操縱員的個(gè)人能力。但是，雷達(dá)操縱員的能力也是一個(gè)不應(yīng)忽視的因素。設(shè)計(jì)有效的反干擾技術(shù)與措施的目的是減輕操縱員分析顯示內(nèi)容的工作量和降低對(duì)其分析能力的要求。電子作戰(zhàn)中，雷達(dá)操縱員的能力與先進(jìn)電子反干擾技術(shù)與措施同樣重要。

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［2］萊羅艾B·范布朗特.應(yīng)用電子對(duì)抗（第一卷）［M］.華盛頓：電子戰(zhàn)工程公司，1981：253-258.

［3］萊羅艾B·范布朗特.應(yīng)用電子對(duì)抗（第二卷）［M］.華盛頓：電子戰(zhàn)工程公司，1982：73-79.

［4］萊羅艾B·范布朗特.應(yīng)用電子對(duì)抗（第三卷）［M］.華盛頓：電子戰(zhàn)工程公司，1995：49-55.

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［11］趙國慶.雷達(dá)對(duì)抗原理［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999：134-138.