網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)初探

周敬博，胡 波，姜秋喜

（電子工程學院，安徽 合肥230037）

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，及時截獲敵方的雷達信號并對其進行干擾是爭奪戰(zhàn)場電磁優(yōu)勢、奪取戰(zhàn)爭勝利的重要前提條件［1］。隨著科技的進步及武器裝備的不斷革新，戰(zhàn)爭正逐步朝體系對抗、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的雷達電子系統(tǒng)越來越無法滿足時代需求。在這樣的背景下，提出了網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)的概念，實現(xiàn)雷達與雷達對抗一體化［2］，本文結(jié)合探測與干擾一體化信號新技術(shù)的研究，闡述了系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中心站的控制下，實現(xiàn)雷達探測、雷達對抗偵察及雷達干擾功能的一體化。

1 網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)的組成

網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)由一個網(wǎng)絡(luò)中心站與m個探測偵察干擾一體站構(gòu)成（簡稱一體站），如圖1所示，通過特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將多部一體機聯(lián)合成有機整體，從而完成對目標的偵察探測、識別跟蹤、干擾壓制及火力引導等功能。

圖1 網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)

1.1 網(wǎng)絡(luò)中心站

網(wǎng)絡(luò)中心站是整個系統(tǒng)的指揮控制中心，主要功能是對各站的數(shù)據(jù)進行分析處理以及指揮各站工作。以防空為例，網(wǎng)絡(luò)中心站首先對各一體站下達偵察的命令（有的進行有源探測，有的進行無源偵察），通過網(wǎng)絡(luò)傳輸獲取各站所測量的目標數(shù)據(jù)與信息，并進一步結(jié)合自身偵察所得信息，對數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)并處理信息，從而得到對來襲目標較為完整信息的描述。在此基礎(chǔ)上，引導一體站對目標進行干擾壓制，達成對重點地段的保護。網(wǎng)絡(luò)中心站還將所得數(shù)據(jù)上報上級指揮部門及友鄰單位，更好地輔助指揮與協(xié)同作戰(zhàn)。

1.2 一體站

在網(wǎng)絡(luò)時代的今天，雷達與雷達對抗一體化是現(xiàn)代戰(zhàn)爭發(fā)展的必然要求。一體站發(fā)射的信號不僅可以對雷達進行干擾，還可以對雷達進行探測。與傳統(tǒng)的雷達對抗系統(tǒng)類似，各站也配有偵察設(shè)備，具備一定的偵察能力［3］。仍以防空為例，一體站在網(wǎng)絡(luò)中心站的命令下對目標進行偵察，當一部或多部一體站發(fā)射探測信號，本站或其他一體站接收信號時為有源偵察，當一體站不發(fā)射信號只接收信號時為無源偵察，各站將所得信息匯報與指控站。當各站得到對目標實施干擾的指令后，發(fā)射信號對目標進行干擾，此時偵察設(shè)備不接受信號。

2 網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)的技術(shù)體制

為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭發(fā)展趨勢，電子戰(zhàn)裝備也應(yīng)不斷朝體系化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。針對現(xiàn)有設(shè)備協(xié)同困難、配合不當?shù)惹闆r，采用探測與干擾一體化信號實現(xiàn)雷達與雷抗功能的結(jié)合，同時運用組網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)資源的共享。

2.1 探測與干擾一體化信號

在傳統(tǒng)的作戰(zhàn)中干擾機發(fā)射的干擾信號主要對敵方雷達進行干擾，而對其反射的含有雷達與雷達平臺的距離和速度信息回波卻并沒有加以利用。要想同時具備干擾與探測的功能，所發(fā)信號必須具備三個條件［4］：一是能夠產(chǎn)生大的信號處理增益，彌補干擾發(fā)射機有效輻射功率小的缺點；二是有大的時寬或大的工作比，從而充分利用干擾發(fā)射機的平均功率；三是在壓制干擾時有寬的功率譜和類似隨機信號的時間特性，在欺騙干擾時能模擬敵方雷達的回波參數(shù)?；谏鲜鲈?，一體化雷達電子系統(tǒng)在雷達與干擾機硬件共享的基礎(chǔ)上可以采用隨機脈沖與隨機二相碼復合信號，發(fā)射的信號在對敵方雷達進行干擾的同時，可接收處理雷達平臺反射回來的信號進而完成對目標的探測與定位。

2.2 聯(lián)合組網(wǎng)

通過對各個一體站適當布站，借助通信等手段連接成網(wǎng)，并在網(wǎng)絡(luò)中心站的統(tǒng)一調(diào)配下形成一個有機整體。在組網(wǎng)過程中，要重點解決時間同步、數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)融合問題［5］。對于時間同步問題，采用在網(wǎng)內(nèi)的偵察干擾一體站之間建立一條數(shù)據(jù)鏈，提供時間基準信息。利用光纖通信或微波通信的方案，使用中繼站進行接力來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)融合是利用計算機技術(shù)進行信息校準、相關(guān)、識別、估計，以及多源信息和數(shù)據(jù)的多層次、多方面的分析過程，以獲得準確的狀態(tài)和身份估計及完整和準確的戰(zhàn)場數(shù)據(jù)。通過組網(wǎng)，使各站相互配合，協(xié)同工作，達到1＋1＞2的效果。

3 網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)的工作模式

網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)通過特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將一體站與網(wǎng)絡(luò)中心站連接成有機整體，完成對目標的偵察探測、識別跟蹤及干擾壓制等功能。工作模式分為有源探測模式、無源偵察模式與干擾模式。

3.1 有源探測模式

網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)工作于有源模式時的主要任務(wù)是探測發(fā)現(xiàn)敵方空中目標，并在規(guī)定作戰(zhàn)條件下實現(xiàn)平臺目標偵察探測、定位跟蹤及識別分析，進而向上級指揮機構(gòu)提供敵方空中目標的相關(guān)情報。

一體站的工作方式和工作參數(shù)可以預先編程或受控于網(wǎng)絡(luò)中心站的控制指令。當需要對目標進行有源偵察時，系統(tǒng)內(nèi)部分一體站向空間連續(xù)輻射電磁信號，單站的工作頻率不需要很寬，但整體的工作頻率要覆蓋較寬的雷達頻段。一體站的接收設(shè)備采用寬帶電子對抗接收機，可以同時接收多個信號，接收站通過獲得的目標反射回波可獲取目標運動狀態(tài)量測信息：目標反射回波的到達時間（TOA）、角度信息（方位角和俯仰角）、多普勒信息等，此時系統(tǒng)對平臺目標具有較好的定位能力。在網(wǎng)絡(luò)中心站命令下部分一體站接收由空中目標反射的回波信號并將所得數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)中心站，網(wǎng)絡(luò)中心站對所得信息進行數(shù)據(jù)融合及相關(guān)處理，完成對目標的定位、識別、跟蹤等功能。最后，結(jié)合相關(guān)的先驗情報信息，進一步分析其相關(guān)武器系統(tǒng)、工作狀態(tài)和制導方式，為戰(zhàn)場態(tài)勢估計和威脅評估提供主要依據(jù)。

在這種工作模式下，系統(tǒng)可以采用單發(fā)單收、單發(fā)多收、多發(fā)單收及多發(fā)多收的工作方式對目標進行探測，其探測范圍可大致看成單發(fā)單收的疊加，而單發(fā)單收又可以分為自發(fā)自收與自發(fā)他收兩種方式。如圖2所示。

圖2 有源探測模式

3.2 無源偵察模式

網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)處于無源偵察時的任務(wù)是探測發(fā)現(xiàn)敵方空中信號，并在規(guī)定作戰(zhàn)條件下實現(xiàn)對戰(zhàn)場雷達輻射源目標的偵察探測、定位跟蹤及識別分析，進而向上級指揮機構(gòu)提供敵方空中目標的相關(guān)情報。

系統(tǒng)處于無源工作模式時，各一體站偵察接收目標攜載輻射源輻射信號對其參數(shù)進行分析、測量，主要實現(xiàn)對雷達輻射源目標的偵察探測。通過偵察所獲取的信號參數(shù)或特征，如工作頻率、脈沖重復頻率、脈沖寬度、射頻調(diào)制方式、重頻調(diào)制方式、脈內(nèi)調(diào)制方式、頻率變化方式以及信號細微特征或指紋特征等實現(xiàn)對輻射源目標的識別。各站將偵察結(jié)果傳向網(wǎng)絡(luò)中心站；網(wǎng)絡(luò)中心站對各接收站數(shù)據(jù)、信息進行融合處理與相關(guān)，完成目標識別、定位與跟蹤，各接收站也可通過網(wǎng)絡(luò)獲取其他接收站偵察數(shù)據(jù)，通過截獲目標輻射源信號可獲取目標運動狀態(tài)測量信息：輻射源信號到達時間、角度信息（方位角和俯仰角）和目標屬性測量信息（輻射源頻率、脈寬、天線掃描周期、脈沖重頻、脈內(nèi)特征信息）等，實現(xiàn)多站對目標定位功能。此時主要實現(xiàn)對輻射源目標的精確定位，其定位精度取決于系統(tǒng)配置及時間、角度等參數(shù)的測量精度。系統(tǒng)工作于無源偵察模式示意圖如圖3所示。

圖3 無源偵察模式

3.3 干擾模式

網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)處于干擾模式時的任務(wù)大致可分為要地防空與掩護突防。在要地防空作戰(zhàn)中的任務(wù)是要根據(jù)合成軍指揮員的作戰(zhàn)意圖，對敵機載雷達實施有效的干擾壓制，使敵空襲兵器難以用雷達發(fā)現(xiàn)、鑒別和跟蹤目標，喪失或減弱轟炸瞄準或?qū)椫茖芰Γ瑥亩档推涔舻拿新?，并與航空兵、高射炮兵和地空導彈部隊的火力摧毀相結(jié)合，確保我方被保衛(wèi)目標的安全，保障防空作戰(zhàn)的勝利。掩護突防時任務(wù)是對敵方機載預警雷達進行有效干擾，以推遲敵方機載預警雷達對我方突防目標的發(fā)現(xiàn)時間，即縮短敵方的預警時間，以保障我方突防目標的安全，進而保證突襲任務(wù)的順利完成。

系統(tǒng)一體站的工作方式和工作參數(shù)可以預先編程或受控于網(wǎng)絡(luò)中心站的控制指令。當需要對輻射源目標實施干擾時，系統(tǒng)的一體站可工作在電子干擾模式，向輻射源目標發(fā)射干擾信號，其干擾參數(shù)的引導由網(wǎng)絡(luò)中心站或接收站完成。此時，系統(tǒng)構(gòu)成一個分布式干擾機網(wǎng)絡(luò)，分布式干擾信號有可能從雷達天線主瓣進入，干擾信號不會受到低副瓣天線、副瓣匿隱或副瓣對消的抑制，因此，其干擾效率可比副瓣干擾高幾個數(shù)量級；其次，分布式干擾機分布在不同的地域、空域，因此，可以形成多方向的干擾扇面，這種多方向干擾扇面的組合，便可形成大區(qū)域的壓制性干擾。如圖4所示。

圖4 干擾模式

4 網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)的優(yōu)勢

1）低廉的制造成本

雷達電子系統(tǒng)中的大部分硬件的工作時間極短，信號的瞬時頻帶與工作比都小于干擾信號。如果在干擾中插入極短的探測信號，對干擾效果的影響很小。兩者完全能時分公用硬件設(shè)備。既可以在干擾信號中插入雷達信號，也可以在雷達工作之余進行干擾。在軍用電子設(shè)備中，雷達和干擾機的造價和使用維護費用都很高。雷達干擾一體化減少了一種硬件設(shè)備，不但減少了制造成本也減少了維護費用和維護時間。

2）迅速的戰(zhàn)場反應(yīng)

相比以往裝備中信息不易共享、協(xié)同困難的問題，各個偵察干擾一體站由光纜相連，統(tǒng)一受控于指控站，提高了整個系統(tǒng)達成協(xié)議的共享知情權(quán)或集中解決問題的能力。通過利用廣播系統(tǒng)、全球指揮控制系統(tǒng)等信息源與無人值守的地面?zhèn)鞲衅鲗崿F(xiàn)完美結(jié)合。

3）綜合的作戰(zhàn)功能

一體化雷達電子系統(tǒng)在從硬件上減少設(shè)備，顯著降低作戰(zhàn)平臺的體積、質(zhì)量和能耗基礎(chǔ)上，仍然具備有源探測、雷達對抗偵察與雷達干擾的功能。節(jié)約的資金可以用于增加設(shè)備或提高功能，提升整體作戰(zhàn)能力。

4）頑強的生存能力

利用無源偵察設(shè)備的距離優(yōu)勢，作戰(zhàn)平臺可隱蔽接近目標，直到目標進入武器作用范圍才發(fā)射信號。這樣可減少發(fā)射信號的時間，減少了平臺暴露時間，也減少了反輻射武器攻擊的機會。提高了系統(tǒng)的生存率。

5）高效的作戰(zhàn)性能

普通雷達接收目標的反射信號，信號衰減大，作用距離小。系統(tǒng)的偵察設(shè)備接收目標的直射波，在相同接收機靈敏度和同樣雷達輻射功率的條件下，偵察設(shè)備的作用距離比雷達遠得多，可以超過雷達作用距離先發(fā)現(xiàn)目標。因此可作目標指示，減少搜索目標的時間，從而減少了系統(tǒng)的反應(yīng)時間，提高了偵察的作戰(zhàn)性能。一般的干擾系統(tǒng)只能測量目標的到達角、到達時間、頻率和脈沖參數(shù)等，但不能測量目標的距離。偵察干擾一體站多了一維信號分選、識別參數(shù)，可大大降低虛警，增加信息的可靠度。而且干擾機利用雷達提供的目標信息，很容易實現(xiàn)自適應(yīng)干擾，提高了干擾效果。

6）及時的效果反饋

單純的干擾機很難準確地判斷干擾效果。一體化后，干擾機可充分利用雷達提供的目標距離、航跡等信息判斷干擾效果，以便選擇最佳干擾樣式，獲得最好的干擾效果。

5 網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)的運用

網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)作為整個防空體系的一個組成部分，不是獨立工作，而是緊緊依托整個防空體系的全部作戰(zhàn)力量實施專業(yè)對抗。系統(tǒng)的運用實施可以依據(jù)空襲機群的距離以及整個防空體系的進程來劃分系統(tǒng)的工作階段。一般情況下，系統(tǒng)運用實施的階段可以按圖5所示進行劃分。

圖5 系統(tǒng)運用實施階段區(qū)分圖

5.1 空情通報階段

當敵機進入我方區(qū)域時，在距離被保衛(wèi)目標K1到K2的距離內(nèi)雷達因據(jù)目標較遠暫時不開機，這時就需要系統(tǒng)工作于有源探測模式對敵方突襲飛機進行偵察。根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)的要求，系統(tǒng)地探測范圍必須覆蓋A 區(qū)域。A 區(qū)的起始線由系統(tǒng)有源探測距離與配置位置決定，一般距防護區(qū)域的距離為300km 左右。在這段時間里，系統(tǒng)搜索發(fā)現(xiàn)空襲機群并對偵察結(jié)果進行初步分析，最終形成了空情情報。

5.2 雷抗偵察階段

是指從系統(tǒng)實施戰(zhàn)前偵察到開始干擾的階段。在這一階段里網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)的主要行動是系統(tǒng)各站根據(jù)指揮控制引導站的指示實施實時偵察，收集雷達對抗情報，同時網(wǎng)絡(luò)中心站匯總防空雷達情報網(wǎng)、雷達對抗偵察力量提供的情報信息與本系統(tǒng)的偵察信息，并經(jīng)過分析形成實時戰(zhàn)斗情報。根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)的要求，系統(tǒng)地偵察范圍必須覆蓋B 區(qū)域。

5.3 實施干擾階段

在這一階段里，系統(tǒng)的主要行動是各一體站在網(wǎng)絡(luò)中心站的實時引導下對空襲機群實施連續(xù)、強烈的地對空雷達干擾。當空襲飛機到達最小必須壓制距離后，壓制結(jié)束，及時進行任務(wù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)的要求，系統(tǒng)的干擾范圍必須覆蓋C 區(qū)域。

6 結(jié)束語

面對戰(zhàn)爭正逐步朝體系對抗、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢，網(wǎng)絡(luò)雷達對抗系統(tǒng)具有成本低、安全指數(shù)高、作戰(zhàn)效能好等諸多優(yōu)點，一定會成為未來信息化戰(zhàn)場上的一把“尖刀”?！?/p>

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