數(shù)字陣列雷達(dá)在空域抗干擾方面的優(yōu)勢(shì)和局限性分析

郁文賢，舒 汀，唐 斌，陳新竹

(上海交通大學(xué) 上海市智能探測(cè)與識(shí)別重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200240)

·DBF在現(xiàn)代雷達(dá)中的應(yīng)用·

數(shù)字陣列雷達(dá)在空域抗干擾方面的優(yōu)勢(shì)和局限性分析

郁文賢，舒 汀，唐 斌，陳新竹

(上海交通大學(xué) 上海市智能探測(cè)與識(shí)別重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200240)

分析了數(shù)字陣列雷達(dá)在空域抗有源干擾方面的優(yōu)勢(shì)，提出了一種適用于地面數(shù)字陣列雷達(dá)系統(tǒng)的綜合抗干擾方法，該方法基于同時(shí)接收數(shù)字多波束的處理架構(gòu)，能夠在抗干擾的同時(shí)改善對(duì)低空飛行目標(biāo)的測(cè)角精度。文中結(jié)合外場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證分析，還從現(xiàn)代雷達(dá)電子戰(zhàn)的角度對(duì)數(shù)字陣列雷達(dá)的空域抗干擾的局限性進(jìn)行了分析，以期望對(duì)新體制數(shù)字陣列雷達(dá)在抗干擾方面的優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)有一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)。

數(shù)字陣列雷達(dá)；抗有源干擾；抗多徑干擾；雷達(dá)電子戰(zhàn)

0 引 言

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，種類繁多、體制復(fù)雜的軍事電子裝備集結(jié)在雷達(dá)的探測(cè)區(qū)域內(nèi)，各種電磁信號(hào)充斥于空間，呈現(xiàn)出“頻域密集交疊、空域縱橫交錯(cuò)、時(shí)域突發(fā)多變、能量域強(qiáng)弱多樣”的特點(diǎn)，形成了復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境[1]。各種形式的有源和無(wú)源干擾，以及地、海雜波通過(guò)接收天線的主瓣或副瓣進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)和信號(hào)處理系統(tǒng)，嚴(yán)重影響雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)性能。因而，雷達(dá)抗干擾已發(fā)展成當(dāng)前雷達(dá)與電子戰(zhàn)工程和學(xué)術(shù)領(lǐng)域頗受關(guān)注和及其重要的研究?jī)?nèi)容。

相控陣?yán)走_(dá)由于具備較多的空域自由度[2-4]，使其在空域抗干擾方面具備優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字陣列雷達(dá)技術(shù)[5-7]也受到了國(guó)內(nèi)外廣泛的重視，該體制已應(yīng)用于許多新型雷達(dá)裝備中。相比傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)，數(shù)字陣列雷達(dá)不再含有模擬的移相器。在上行波束形成時(shí)，數(shù)字陣列雷達(dá)通過(guò)多路直接數(shù)字頻率合成(DDS)產(chǎn)生不同相移幅度的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)、上變頻和射頻天線單元輻射后，在空間合成波束。下行時(shí)，數(shù)字陣列雷達(dá)在模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)后，在數(shù)字域形成所需的接收波束。相比傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)，數(shù)字陣列雷達(dá)具備以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1)提供大的接收信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍；2)靈活實(shí)現(xiàn)發(fā)射波束賦形和接收多波束；3)可實(shí)現(xiàn)超低副瓣，有利于抗副瓣雜波和干擾；4)空域自由度大，便于進(jìn)行自適應(yīng)抗干擾；5)功能軟件化，便于實(shí)現(xiàn)軟件雷達(dá)的持續(xù)升級(jí)。

本文首先簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前數(shù)字陣列雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀和國(guó)外電子戰(zhàn)的最新發(fā)展趨勢(shì)。隨后，在綜合課題組前期研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)數(shù)字陣列體制的地面多功能對(duì)空情報(bào)雷達(dá)，設(shè)計(jì)了一種基于數(shù)字波束形成(DBF)的綜合抗有源/無(wú)源干擾的處理方法，該方法可以在對(duì)消多個(gè)副瓣支援式干擾的同時(shí)，對(duì)消一個(gè)主瓣區(qū)域隨隊(duì)干擾；同時(shí)，通過(guò)增設(shè)低仰角區(qū)的輔助波束，可以有效改善目標(biāo)多徑，提升對(duì)低空目標(biāo)的測(cè)高性能；通過(guò)外場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證了該方法的性能；最后，對(duì)當(dāng)前數(shù)字陣列雷達(dá)抗干擾的局限性和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，并結(jié)合目前雷達(dá)抗干擾驗(yàn)證方式和手段、抗干擾指標(biāo)體系等方法的局限性展開探討，以期望對(duì)新體制數(shù)字陣?yán)走_(dá)在抗干擾方面優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)有一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)。

1 國(guó)外相關(guān)進(jìn)展

1.1 國(guó)外數(shù)字陣列雷達(dá)進(jìn)展簡(jiǎn)析

數(shù)字陣列雷達(dá)自從問(wèn)世以來(lái)便受到了國(guó)內(nèi)外廣泛的重視，并已應(yīng)用于當(dāng)前最新的各型雷達(dá)裝備中。如圖1所示，美國(guó)雷聲公司最新研制的P波段地基遠(yuǎn)程三坐標(biāo)雷達(dá)3DELRR是一部陣元級(jí)的二維相掃數(shù)字陣列雷達(dá)，具備強(qiáng)大的抗有源干擾功能；洛克希德·馬丁公司正在研制的太空電子籬笆系統(tǒng)就是一部S波段的全數(shù)字陣?yán)走_(dá)，針對(duì)86 000個(gè)接收通道進(jìn)行陣元級(jí)DBF處理，該系統(tǒng)采用了氮化鎵(GaN)技術(shù)，可探測(cè)各種空間目標(biāo)；法國(guó)泰雷茲公司的Ground Master400是一部S波段陣元級(jí)DBF機(jī)動(dòng)式三坐標(biāo)對(duì)空情報(bào)雷達(dá)，已于2010年前后交付使用，該雷達(dá)對(duì)典型民航飛機(jī)的探測(cè)距離在470 km，具備較強(qiáng)的抗有源干擾能力。此外，英國(guó)、德國(guó)、意大利、南非、以色列等國(guó)家在近年新研制地面相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中均采用了數(shù)字陣列或DBF體制?？梢姡瑪?shù)字陣列雷達(dá)已成為當(dāng)前各國(guó)地面對(duì)空情報(bào)雷達(dá)的首選體制。

與傳統(tǒng)相控陣相比，基于數(shù)字陣列體制的地面相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)具有如下突出的潛在優(yōu)勢(shì): 1)陣面孔徑資源分配能力強(qiáng)，具有資源和功能可重構(gòu)的能力，為多功能雷達(dá)和綜合射頻系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了可能；2)抗干擾的潛在能力突出，系統(tǒng)除了空域具有更大的自由度和靈活性以外，還能夠基于直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)在綜合出更加復(fù)雜的低截獲波形，為空域、時(shí)域、頻域以及能量域上對(duì)抗干擾提供了可能。

1.2 國(guó)外雷達(dá)電子戰(zhàn)進(jìn)展簡(jiǎn)析

數(shù)字陣列雷達(dá)的抗干擾潛在性能優(yōu)異，然而其實(shí)戰(zhàn)性能尚未進(jìn)過(guò)檢驗(yàn)。與此同時(shí)，外軍在雷達(dá)電子戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展方面從沒(méi)有停止腳步。如圖2所示，美國(guó)除了已有的裝備EA-18G型電子戰(zhàn)飛機(jī)以外，B52增設(shè)的電子戰(zhàn)飛機(jī)可以施放靈巧噪聲干擾和多種密集假目標(biāo)干擾，小型空射誘餌(MALD)可以產(chǎn)生各種攻擊機(jī)的回波特性，F(xiàn)-22/35都載有新型的一體化綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)。雷聲公司正在研制的下一代干擾機(jī)(NGJ)采用了先進(jìn)有源相控陣天線、寬帶數(shù)字儲(chǔ)頻器(DRFM)、光學(xué)波束合成等先進(jìn)技術(shù)，使其有效輻射功率更高，干擾資源更加充足，干擾樣式更加靈活多變；系統(tǒng)還采用了先進(jìn)的干擾管理技術(shù)，可同時(shí)處理更多的雷達(dá)信號(hào)。更新一代的電子戰(zhàn)系統(tǒng)還將具備認(rèn)知技術(shù)，采用連續(xù)的感知、學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)和有針對(duì)性的干擾對(duì)方的雷達(dá)。

圖2 外軍先進(jìn)的機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)

以上這些電子戰(zhàn)新技術(shù)勢(shì)必對(duì)我國(guó)現(xiàn)役雷達(dá)裝備構(gòu)成更大威脅，也對(duì)我國(guó)新型雷達(dá)的抗干擾能力提出了更高的要求。

2 基于數(shù)字波束形成的地面相控陣?yán)走_(dá)綜合抗干擾處理

2.1 綜合抗干擾處理架構(gòu)

地面對(duì)空情報(bào)雷達(dá)的主要任務(wù)是發(fā)布防空警報(bào)、引導(dǎo)戰(zhàn)斗機(jī)截?fù)魯撤斤w機(jī)和為防空武器系統(tǒng)提供指示目標(biāo)。當(dāng)前的多功能對(duì)空情報(bào)雷達(dá)大多工作于S波段以下(包括S波段)，多采用二維相掃數(shù)字陣列體制，該體制即能夠?yàn)榭褂性锤蓴_提供更多的空域自由度，也可增加對(duì)目標(biāo)的駐留時(shí)間實(shí)現(xiàn)跟蹤加搜索(TAS)模式，便于對(duì)空情報(bào)雷達(dá)實(shí)現(xiàn)高分辨ISAR成像功能。

基于數(shù)字陣列雷達(dá)體制，本文結(jié)合本團(tuán)隊(duì)先前的研究基礎(chǔ)和當(dāng)前雷達(dá)裝備的技術(shù)現(xiàn)狀，提出一種較為實(shí)用的同時(shí)數(shù)字多波束綜合抗干擾處理方法。該方處理架構(gòu)的示意圖如圖3所示。

系統(tǒng)工作時(shí)，首選對(duì)空情報(bào)雷達(dá)按照一定的時(shí)間周期對(duì)目標(biāo)搜索的空域進(jìn)行干擾源測(cè)向，并形成干擾源方位指向線，干擾源測(cè)向期間雷達(dá)需處于靜默狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)工作在搜索模式時(shí)，雷達(dá)在每個(gè)波位，需要形成和/差數(shù)字波束；同時(shí)，在干擾源方位上形成多個(gè)干擾輔助波束，用于干擾對(duì)消處理。當(dāng)雷達(dá)搜索在低俯仰角區(qū)域，可啟動(dòng)多徑對(duì)消功能，此時(shí)，通過(guò)同時(shí)形成多個(gè)低俯仰角區(qū)域的輔助波束，進(jìn)行多徑對(duì)消處理，提升低俯仰角的測(cè)高精度。此外，雷達(dá)可同時(shí)形成用于副瓣匿影的匿影波束。

上述所有工作均在數(shù)字陣列模塊(DAM)中進(jìn)行集中式處理，隨后通過(guò)高速光纖接口，將波束形成后的數(shù)據(jù)打包下傳到信號(hào)處理分系統(tǒng)中進(jìn)行后續(xù)處理。

圖3 綜合抗干擾處理架構(gòu)

2.2 副瓣干擾對(duì)消處理

副瓣干擾對(duì)消處理[2-3]是當(dāng)前雷達(dá)應(yīng)對(duì)副瓣區(qū)域的支援式干擾的重要手段，并已在多型裝備中應(yīng)用。副瓣對(duì)消對(duì)于連續(xù)波形式的干擾或大占空比的脈沖干擾，在實(shí)踐中能夠取得很好的效果。

在圖4所給出的方案中，采用已測(cè)得干擾源方向上的多個(gè)高增益輔助波束取代傳統(tǒng)全向低增益輔助接收天線獲取干擾源的數(shù)據(jù)。采用該方法進(jìn)行對(duì)消權(quán)值計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中可以獲得更好的對(duì)消比。

圖4 基于同時(shí)數(shù)字多波束處理的輻昂首挺胸干擾對(duì)消架構(gòu)

此外，對(duì)于陣元級(jí)接收DBF的雷達(dá)，還可以采用自適應(yīng)-自適應(yīng)(AA)算法[7]進(jìn)行副瓣干擾對(duì)消處理，其潛在的性能同圖4中的數(shù)字波束副瓣對(duì)消方法是一致的。

應(yīng)該指出的是，無(wú)論采用哪一種形式的副瓣對(duì)消算法，由于其原理上是利用了干擾信號(hào)樣本在主副通道之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)特性。所以，副瓣對(duì)消的性能取決于干擾樣本數(shù)據(jù)的選取以及對(duì)其統(tǒng)計(jì)特性的估計(jì)精度，上述兩項(xiàng)如有一項(xiàng)不能滿足，都將極大程度地限制副瓣對(duì)消的性能。

2.3 主瓣干擾對(duì)消處理

主瓣干擾的抑制一直是雷達(dá)工程界和學(xué)術(shù)界重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。在機(jī)載電子戰(zhàn)領(lǐng)域，主瓣干擾可進(jìn)一步分為自衛(wèi)式主瓣干擾和伴隨式主瓣干擾，自衛(wèi)式干擾具有與目標(biāo)相同的角度，而伴隨式干擾在角度上同目標(biāo)分離。這兩種干擾均無(wú)法通過(guò)副瓣對(duì)消的方法進(jìn)行處理，如果在主瓣區(qū)域內(nèi)仍采用傳統(tǒng)的副瓣對(duì)消進(jìn)行處理，將丟失有用的目標(biāo)信息和主瓣的增益[4,8]。

本課題組近年來(lái)研究了基于特殊陣型和子陣處理的主瓣伴隨式干擾對(duì)消方法[9-11]，在目標(biāo)角度和主瓣干擾角度不完全重疊的情況下，利用對(duì)稱結(jié)構(gòu)陣列的子陣方向圖特性以及“差-差波束”的空域自由度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)消一個(gè)主瓣伴隨式干擾，并維持主瓣區(qū)域目標(biāo)的單脈沖測(cè)角性能。

同副瓣對(duì)消類似，主瓣對(duì)消其處理方法上也利用了干擾信號(hào)樣本在不同波束通道之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)特性[8]，所以，該方法適用于連續(xù)波形式的干擾或大占空比的脈沖干擾。對(duì)于自衛(wèi)式主瓣干擾，空域的自適應(yīng)處理手段無(wú)能為力。

2.4 多徑干擾對(duì)消處理

當(dāng)雷達(dá)搜索在低俯仰角區(qū)域時(shí)，低空目標(biāo)的回波會(huì)夾雜復(fù)雜的多徑信號(hào)，這些信號(hào)會(huì)從次主瓣和旁瓣中進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)，從而影響低空目標(biāo)的測(cè)高精度，如圖5所示。此時(shí)，雷達(dá)可啟動(dòng)多徑對(duì)消方法[12]來(lái)提升測(cè)高精度。

圖5 基于同時(shí)數(shù)字多波束處理的低空多徑目標(biāo)對(duì)消處理

采用該方法，首先，要在水平線以下的俯仰角區(qū)域內(nèi)(通常-1°～-7°)同時(shí)形成多個(gè)輔助波束；其次，求輔助波束的輸出為ri(t)和主波束輸出x(t)的互相關(guān)c0i(t)，并求得cii(t)的自相關(guān)

(1)

(2)

(3)

最后，經(jīng)過(guò)多徑對(duì)消處理后的主波束信號(hào)z(t)，可按照?qǐng)D3所示的流程再進(jìn)行副瓣對(duì)消以及后續(xù)的信號(hào)處理。

2.5 副瓣匿影波束處理

副瓣匿影波束處理的流程如圖6所示。該方法從數(shù)字陣列雷達(dá)系統(tǒng)的波束形成特點(diǎn)考慮，從全陣中選取若干陣元，并在接收時(shí)采用陣元數(shù)據(jù)復(fù)用的方法，通過(guò)DBF形成所需要的匿影波束。相比常規(guī)的副瓣匿影方法，采用波束處理方法可以設(shè)計(jì)更加靈活和滿足要求的匿影波束形狀，也使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊。

圖6 基于同時(shí)數(shù)字多波束處理的副瓣匿影處理

3 試驗(yàn)與分析

本節(jié)結(jié)合試驗(yàn)相控陣?yán)走_(dá)的外場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果和檢飛實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。試驗(yàn)雷達(dá)采用俯仰角接收DBF一維相掃體制。系統(tǒng)發(fā)射時(shí)采用寬波束，在接收時(shí)采用俯仰角同時(shí)數(shù)字多波束形成，并結(jié)合輔助數(shù)字波束進(jìn)行副瓣干擾對(duì)消處理，在信號(hào)處理后端進(jìn)行比幅單脈沖測(cè)俯仰角。

3.1 抗干擾試驗(yàn)與分析

在外場(chǎng)檢飛試驗(yàn)中，一部試驗(yàn)干擾機(jī)對(duì)雷達(dá)施放噪聲調(diào)頻干擾加密集假目標(biāo)干擾，雷達(dá)采用副瓣對(duì)消和副瓣匿影作為主要抗干擾手段。圖7給出了雷達(dá)在開啟抗干擾前后性能對(duì)比，可以很明顯地看出，當(dāng)雷達(dá)未啟動(dòng)抗干擾措施時(shí)，顯示屏上鋪滿了虛假點(diǎn)跡，信號(hào)處理趨于飽和；當(dāng)雷達(dá)同時(shí)啟動(dòng)副瓣對(duì)消和副瓣匿影功能之后，虛假點(diǎn)跡大幅減少。另一方面，我們也注意到由于副瓣匿影的正反兩面作用，雷達(dá)對(duì)真實(shí)目標(biāo)的檢測(cè)性能也受到了較大的影響。

圖7 抗干擾試驗(yàn)雷達(dá)性能分析

3.2 多徑對(duì)消試驗(yàn)與分析

在檢飛數(shù)據(jù)錄取試驗(yàn)中，某架次民航飛機(jī)飛行高度為10.612 km(二次雷達(dá)數(shù)據(jù))，距離在100 km左右。這里給出試驗(yàn)數(shù)據(jù)的事后分析結(jié)果，采用DBF多徑對(duì)消處理進(jìn)行低仰角測(cè)高驗(yàn)證，形成四個(gè)輔助波束，其方向圖如圖8所示。其中，1號(hào)～8號(hào)主波束用于目標(biāo)探測(cè)區(qū)域俯仰角的覆蓋，9號(hào)～12號(hào)輔助波束用于多徑對(duì)消處理。在多徑對(duì)消處理環(huán)節(jié)，采用2.4節(jié)的方法進(jìn)行處理。圖9和圖10分別給出了連續(xù)航跡跟蹤結(jié)果和測(cè)高的結(jié)果，圖10中，我們將采用DBF多徑對(duì)消處理的測(cè)高結(jié)果同未采用對(duì)消處理的測(cè)高結(jié)果以及二次雷達(dá)的高度數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì)分析，可以看出在距離遠(yuǎn)端，采用DBF多徑對(duì)消處理的測(cè)高結(jié)果的誤差明顯的優(yōu)于常規(guī)單脈沖的測(cè)高結(jié)果，提升測(cè)高精度200 m量級(jí)。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用DBF多徑對(duì)消處理，對(duì)低空目標(biāo)探測(cè)性能具有明顯的改善作用。

圖8 同時(shí)數(shù)字多波束處理的實(shí)測(cè)方向圖

圖9 航跡跟蹤處理

圖10 測(cè)高結(jié)果比較

4 局限性分析

上文分析了數(shù)字陣列雷達(dá)在空域抗干擾方面的潛在的性能和優(yōu)勢(shì)，然而，其實(shí)戰(zhàn)性能還存在很大程度的未知。

4.1 空域抗干擾的局限性

目前，數(shù)字陣列雷達(dá)系統(tǒng)主要的空域抗干擾手段依舊是副瓣對(duì)消、副瓣匿影等技術(shù)?？沼蛱幚矸椒ū旧泶嬖谥欢ǖ木窒扌?。

1)副瓣對(duì)消的局限性

副瓣對(duì)消對(duì)于連續(xù)波干擾效果較好，但對(duì)于脈沖式干擾效果不佳。如果干擾機(jī)采用了脈沖式干擾，則會(huì)嚴(yán)重惡化副瓣對(duì)消的效果。同時(shí)，對(duì)于脈沖式干擾，由于干擾與雷達(dá)是異步的，在雷達(dá)脈沖積累期間內(nèi)會(huì)造成干擾在一個(gè)相參處理周期(CPI)內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)性，進(jìn)而抬高了噪聲基底，嚴(yán)重惡化系統(tǒng)檢測(cè)性能。

2)副瓣匿影的局限性

對(duì)于個(gè)別來(lái)自副瓣區(qū)域的孤立雜波和脈沖干擾效果較好，但對(duì)于密集假目標(biāo)干擾，若采用副瓣匿影，將在主波束通道中丟失大量的真實(shí)目標(biāo)信號(hào)，嚴(yán)重降低系統(tǒng)檢測(cè)性能。

3)復(fù)雜干擾樣式的挑戰(zhàn)

隨著電子戰(zhàn)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于數(shù)字儲(chǔ)頻技術(shù)(DRFM)的新型干擾樣式不斷出現(xiàn)，如靈巧噪聲干擾、梳狀譜干擾、切片干擾、密集假目標(biāo)干擾等各種復(fù)合干擾。例如：當(dāng)靈巧噪聲干擾表現(xiàn)為對(duì)某一個(gè)局部區(qū)域形成大量假目標(biāo)時(shí)，副瓣對(duì)消技術(shù)難以奏效。

4)新型電子戰(zhàn)干擾技術(shù)的挑戰(zhàn)

美軍新一代干擾機(jī)(NGJ)采用了有源相控陣天線，在干擾功率、精度、反應(yīng)時(shí)間、定向性等方面也有了巨大的改進(jìn)。系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)全球范圍內(nèi)廣泛使用的副瓣匿影和副瓣對(duì)消等雷達(dá)抗干擾手段，對(duì)雷達(dá)進(jìn)行有效抗干擾帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。據(jù)有關(guān)資料顯示，NGJ已經(jīng)初步具備使用綜合干擾控制技術(shù)攻擊雷達(dá)副瓣對(duì)消/匿影的能力。

美軍的新型空射誘餌(MALD)能夠產(chǎn)生各種假目標(biāo)回波和壓制干擾。由于空射誘餌體積小、成本低，在戰(zhàn)術(shù)使用中會(huì)同時(shí)釋放大量的空射誘餌對(duì)雷達(dá)進(jìn)行全方位的飽和干擾。當(dāng)單部雷達(dá)的主瓣副瓣同時(shí)受到大量的有源干擾時(shí)，其空域自由度很難發(fā)揮有效作用。

4.2 雷達(dá)抗干擾驗(yàn)證方式和手段的局限性

目前，雷達(dá)抗干擾驗(yàn)證方式和手段較為單一，雷達(dá)抗干擾試驗(yàn)驗(yàn)證還不充分。在外場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)節(jié)，當(dāng)前的雷達(dá)干擾模擬器均采用固定地面或者在有限范圍架高的方式進(jìn)行干擾模擬和對(duì)抗演練，由于其靜態(tài)的特點(diǎn)，無(wú)法模擬真實(shí)的電子戰(zhàn)環(huán)境。此外，目前國(guó)內(nèi)的雷達(dá)干擾模擬器模擬能力不足，還不能真實(shí)模擬EA-18G、NGJ、MALD等電子戰(zhàn)裝備構(gòu)建的復(fù)雜電磁環(huán)境。這些均導(dǎo)致了雷達(dá)裝備的抗干擾能力無(wú)法得到充分的驗(yàn)證。

4.3 雷達(dá)抗干擾指標(biāo)體系的局限性

目前，雷達(dá)抗干擾的指標(biāo)比較單一，抗干擾指標(biāo)體系[13]還需不斷完善。例如：在考核副瓣對(duì)消時(shí)，采用的對(duì)消抑制比指標(biāo)僅僅表現(xiàn)了對(duì)消前后干擾功率的變化，并沒(méi)有反應(yīng)出目標(biāo)信干噪比的損失。同樣，對(duì)于副瓣匿影而言，也應(yīng)該從目標(biāo)和干擾多個(gè)角度去制定合理的指標(biāo)。只有不斷完善抗干擾指標(biāo)體系，才能夠更加合理的檢驗(yàn)雷達(dá)的綜合抗干擾能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了當(dāng)前頗受關(guān)注的數(shù)字陣列雷達(dá)在空域抗有源干擾方面的優(yōu)勢(shì)，并提出了一種適用于地面數(shù)字陣列雷達(dá)系統(tǒng)的綜合抗干擾處理方法，該方法基于同時(shí)接收數(shù)字多波束的處理架構(gòu)，能夠在抗干擾的同時(shí)改善對(duì)低空飛行目標(biāo)的測(cè)角精度，論文結(jié)合外場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證分析。此外，本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外雷達(dá)電子戰(zhàn)現(xiàn)狀的研究，對(duì)數(shù)字陣列雷達(dá)的空域抗干擾的局限性進(jìn)行了分析，以期望對(duì)新體制數(shù)字陣列雷達(dá)在抗干擾方面優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)有一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)。

應(yīng)該指出的是，作為一種新體制雷達(dá)系統(tǒng)，數(shù)字陣列雷其發(fā)展和應(yīng)用前景是非常光明的，但是，雷達(dá)抗干擾的任務(wù)是艱巨的?？蒲泄ぷ髡咧挥性诓粩嗬斫夂拖瘒?guó)內(nèi)外最新技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷完善抗干擾驗(yàn)證手段和抗干擾指標(biāo)體系，才能夠真正達(dá)到提升雷達(dá)裝備綜合抗干擾能力的目的。

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郁文賢 男，1964年生，博士，教授。研究方向雷達(dá)信號(hào)處理與目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，高分辨SAR圖像解譯，北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)等。

舒 汀 男，1981年生，博士，助理研究員。研究方向?yàn)槔走_(dá)與電子戰(zhàn)射頻仿真技術(shù)，實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)，相控陣?yán)走_(dá)數(shù)字波束形成技術(shù)等。

唐 斌 男，1968年生，博士，研究員。研究方向?yàn)閷拵Ю走_(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)研制，雷達(dá)與電子戰(zhàn)射頻仿真技術(shù)等。

陳新竹 女，1992年生，博士研究生。研究方向?yàn)槔走_(dá)陣列信號(hào)處理，雷達(dá)抗干擾技術(shù)，雷達(dá)與電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)。

Analysis of the Performance of Digital Array Radar on Spatial ECCM

YU Wenxian，SHU Ting，TANG Bin，CHEN Xinzhu

(Shanghai Key Laboratory of Intelligent Sensing and Recognition,Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)

The advantages of spatial ECCM performance of digital array radar (DAR) are discussed. For practical consideration, a novel ECCM technique for ground based DAR is proposed. The novel technique is based on architecture of the multiple simultaneously DBF, which can improve the performance of the ECCM as well as the angle accuracy of the low-flying targets. The performance of the novel method is evaluated using measured data recorded by an experimental 3D DBF phased array radar. At the same time, the limitations of spatial ECCM performance of DAR are also discussed in this paper. It is believed that the research and the discussion in this paper would be helpful for understanding the development of the ECCM and the challenge of the DAR．

digital array radar; jamming cancellation; multipath cancellation; electronic warfare

10.16592/ j.cnki.1004-7859.2016.12.003

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61571294)；航空科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2015ZD07006)

舒汀 Email：tingshu@sjtu.edu.cn

2016-09-17

2016-11-18

TN958；TN973

A

1004-7859(2016)12-0016-05