復雜電磁環(huán)境下的雷達抗干擾技術(shù)

鄧文林

（中國直升機設(shè)計研究所 天津市 300300）

進入二十一世紀，計算機技術(shù)以及電子信息技術(shù)飛速發(fā)展，這也使得未來國家戰(zhàn)爭向制信息權(quán)、制空權(quán)爭奪轉(zhuǎn)變。作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的重要支持設(shè)備，雷達是電子信息技術(shù)產(chǎn)物，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、遠距離探測，在戰(zhàn)爭中有著不可替代的重要作用[1]。然而隨著信息技術(shù)以及現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境日趨復雜，這也在一定程度上對雷達技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。電磁干擾是目前電磁環(huán)境最為突出的問題，基于這一改變，雷達設(shè)計傳統(tǒng)觀念也有所改變，抗干擾技術(shù)不斷升級[2]。未來戰(zhàn)爭全局的勝負很大程度上取決于雷達的抗干擾的性能，對雷達抗干擾技術(shù)分析對于提升雷達在復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的生存能力有著重要的意義。

1 復雜電磁環(huán)境對雷達探測的影響

1.1 影響戰(zhàn)場感知真實性

基于當前電磁環(huán)境的復雜性，戰(zhàn)場范圍較以前明顯擴大，目標變得多而雜，干擾因素及干擾目標復雜多樣，雷達探測工作面臨許多隱身目標、反輻射導彈以及高功率微波武器等，其使雷達應用環(huán)境更為嚴峻，存在安全風險。射頻分機是雷達系統(tǒng)的核心部件，雷達系統(tǒng)的作用距離、分辨率、探測精度等關(guān)鍵指標由射頻分機的性能直接決定或者與其密切相關(guān)。強烈電磁干擾下，戰(zhàn)場環(huán)境會受到破壞，格局被打破，在大密度電磁場環(huán)境下，各類傳感器都無法正常發(fā)揮其效能，難以對戰(zhàn)場態(tài)勢進行正確的感知，導致戰(zhàn)場作戰(zhàn)指揮人員缺乏可靠的參考依據(jù)，影響戰(zhàn)場判斷與決策[3]。以海灣戰(zhàn)爭為例，多個國家部隊對伊拉克防控預警探測系統(tǒng)進行強烈干擾，導致伊拉克指揮層無法對戰(zhàn)場態(tài)勢進行感知，盡管海灣地區(qū)擁有最強大的防空力量，也難以發(fā)揮其作用。

1.2 影響導航系統(tǒng)精準性

作為雷達探測的重要支持設(shè)備，導航系統(tǒng)是雷達實現(xiàn)對目標跟蹤、定位的關(guān)鍵系統(tǒng)。目前，航空武器主要采用的是無線電導航手段。若在敵我戰(zhàn)爭中，敵方針對我國導航設(shè)備加以強烈干擾，會導致導航設(shè)備準確性降低，艦船的行駛方向不受控制，甚至出現(xiàn)偏離航向的情況，飛機難以按照預先規(guī)定軌道飛行，針對敵方目標難以精準命中，其帶來的人身、財產(chǎn)損失是不可估量的[4]。阻塞式干擾、瞄準式干擾是目前無線電導航系統(tǒng)最為常見的兩種干擾方式，前者主要是針對處于阻塞寬頻帶內(nèi)的所有頻段無線電信號加以干擾，后者則是采用干擾樣式相關(guān)參數(shù)或采取與導航信號相同的載波頻率，在定向天線作用下選擇特定區(qū)域?qū)嵤﹨^(qū)域性干擾。

1.3 影響電磁設(shè)備兼容性

電磁環(huán)境的復雜性會對雷達以及其他電磁設(shè)備電磁兼容問題產(chǎn)生一定的影響。在復雜的電磁環(huán)境下，電子系統(tǒng)、各項電子設(shè)備電磁兼容難度會進一步加大，需要付出更多的代價。通常，需要采用必要的技術(shù)手段對電子系統(tǒng)予以支持，以便促進武器裝備作戰(zhàn)能力的提升。要想實現(xiàn)雷達的遠距離探測及通信，需要通過技術(shù)提升發(fā)射功率，增加天線輻射范圍內(nèi)的電磁功率密度，這也在一定程度上增加了電磁環(huán)境的復雜性[5]。從這一方面來看，在不考慮敵方惡意電子攻擊的前提下，要想確保武器裝備、系統(tǒng)與電磁兼容性，則需要投入更多的技術(shù)支持與更大的精力、代價。不僅會延長新型武器裝備、系統(tǒng)研發(fā)周期，而且會耗費大量的人力、財力。另外，武器裝備電磁兼容問題，除影響自身完成各項工作外，還會對其他系統(tǒng)工作產(chǎn)生影響。

2 復雜電磁環(huán)境下雷達抗干擾技術(shù)特征

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，使得軍事領(lǐng)域呈現(xiàn)出電子信息化態(tài)勢，在新興技術(shù)的支持下，雷達種類不斷豐富，為確保在復雜電磁環(huán)境下雷達能夠正常發(fā)揮其作用，雷達干擾技術(shù)不斷更新，與復雜電磁環(huán)境相適應，滿足需求。需要注意的是，要想符合復雜電磁環(huán)境的需要，要創(chuàng)造相應的環(huán)境及條件。作為雷達系統(tǒng)的核心成員，天線系統(tǒng)高增益性的實現(xiàn)對于雷達各項功能的實現(xiàn)有著重要的作用，在技術(shù)方面應堅持低副瓣、窄波束的原則，使得雷達系統(tǒng)在復雜電磁環(huán)境下也能夠順利接收各類電磁信息。其次，可以將計算機技術(shù)引入到雷達系統(tǒng)中，用于對各項數(shù)字信號的處理、計算，與此同時還能夠完成對數(shù)據(jù)、信號的交換與傳遞，提高雷達系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率，能夠滿足復雜電磁環(huán)境的工作需要。另外，雷達系統(tǒng)要不斷完善，保障各項綜合功能的實現(xiàn)。雷達技術(shù)要能夠進行全方位、全頻段、大功率探測，能夠?qū)崿F(xiàn)對多目標的多波束功能[6]。因此在面對多復雜電磁環(huán)境時，必須掌握雷達干擾技術(shù)功能特點，進而研發(fā)能夠滿足現(xiàn)代雷達系統(tǒng)所需的抗干擾技術(shù)。

3 復雜電磁環(huán)境下的雷達抗干擾技術(shù)

3.1 空域抗干擾

空域內(nèi)雷達抗干擾技術(shù)主要包括以下5 種類型：

（1）低副瓣天線。噪聲干擾是雷達干擾的常見類型，其主要在副瓣作用下進入接收機，采用超副瓣天線一方面能夠?qū)走_對抗各類副瓣干擾能力起到提升作用，增加敵方對雷達副瓣信號的探查、干擾難度；另一方面能夠促進雷達系統(tǒng)整體抗干擾性能及反偵查能力的提升。

（2）副瓣消隱。其主要由兩個獨立副通道構(gòu)成，其能夠通過對進入主通道干擾信號與副通道回波信號的比副，采用選通原理對干擾進行消除，該技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、易操作，具有極強的可行性。

（3）單脈沖測角。作為雷達測角最為常見的方式，單脈沖測角能夠?qū)崿F(xiàn)對多個回波信號的同時接收，然后對比回波信號相位、幅度等，明確目標角位置，該技術(shù)能夠?qū)嵌绕垓_干擾進行對抗。

（4）相控陣天線掃描捷變。在相控陣天線電子技術(shù)的支持下，雷達可以根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境及實際需求對探測目標進行隨機掃描。但是天線對目標照射的時間都是不確定的，這也會導致雷達發(fā)出的識別信號、定位及偵查信息等難以被接收機有效接收。

（5）雷達組網(wǎng)。其主要指的是多個型號雷達組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各個雷達所獲取的信號、情報資源等能夠共享、融合，該組網(wǎng)探測模式能夠有效應對復雜電磁環(huán)境下外界的干擾，具有極強的偵查識別功能及跟蹤定位功能。

3.2 頻域抗干擾

頻域內(nèi)雷達抗干擾技術(shù)主要包括以下幾個方面：

（1）自適應頻率捷變。為適應復雜的電磁環(huán)境，提高雷達抗干擾效果，雷達參數(shù)如工作頻率、脈沖寬度、發(fā)射功率等均可以做出相應的調(diào)整。在現(xiàn)代技術(shù)手段的支持下，自適應頻率捷變技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測雷達周圍電磁干擾環(huán)境，結(jié)合獲得的信息對雷達技術(shù)參數(shù)進行自動計算，找出所有干擾信號中最弱的頻段，經(jīng)過一系列分析后，設(shè)置相應的參數(shù)及信息等予以調(diào)整，由雷達發(fā)出信號載頻攻擊最弱干擾頻段，起到抗干擾作用。

（2）窄帶濾波。在同一脈沖組雷達信號會產(chǎn)生相干性，其形成譜線相對較窄，在窄帶濾波器作用下，能夠有效過濾出譜線，對窄帶濾波器雜波干擾噪聲產(chǎn)生抑制作用，是目前雷達對抗噪聲干擾、雜波干擾的有效技術(shù)手段。

（3）頻率分集技術(shù)。該技術(shù)主要采用多個差別較大的頻率對同一任務進行操作，其對瞄準式干擾的對抗需要滿足分集帶寬大于瞄準干擾帶寬。在抗干擾時，可以對雷達頻率分集做出增大調(diào)整，其主要目的是增強干擾機干擾頻度，有利于干擾功率密度的下降，進而對雷達抗干擾性能起到改善作用。

（4）頻譜擴展。擴譜技術(shù)是目前雷達抗干擾領(lǐng)域最為常用的技術(shù)，該技術(shù)的應用能夠?qū)⒗走_帶寬展寬，在提升雷達探測距離的同時，降低單位頻帶內(nèi)信號功率密度，增加敵方偵查設(shè)備對雷達信號的檢測難度。

4 雷達抗干擾技術(shù)發(fā)展趨勢

作為一項反干擾斗爭活動，雷達抗干擾在電子領(lǐng)域內(nèi)的應用主要是對各類影響正常工作的干擾信號進行能量削弱，是雷達設(shè)備正常運行的必要保障。根據(jù)一些市場研究機構(gòu)的公開資料，我國軍用雷達產(chǎn)品的年均市場容量在200 億-400 億元左右，民用雷達產(chǎn)品則具有更為廣闊的市場空間。未來可以通過以下幾個方面對雷達抗干擾技術(shù)進行不斷延伸、發(fā)展。首先為多波束技術(shù)，其主要采用多波束網(wǎng)絡(luò)，能夠在一定空間內(nèi)形成多個具有獨立性的高增益波束。綜合抗干擾技術(shù)則是對傳統(tǒng)單一針對某一干擾信號進行處理的技術(shù)進行升級，使其能夠?qū)⒍喾N戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合，采取多種措施對干擾信號進行處理，能夠從整體上提升雷達抗干擾能力。無源探測技術(shù)，該技術(shù)主要依賴的是目標發(fā)射信號、目標自身輻射等，雷達本身不會發(fā)射信號，經(jīng)過濾波計算，能夠?qū)崿F(xiàn)對目標信號的跟蹤，并將信號特征、軌跡等傳輸?shù)斤@示屏上，與其他系統(tǒng)共享信息，發(fā)揮協(xié)同作用，可靠性高?；诂F(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，毫米波技術(shù)在雷達抗干擾中也有一定的應用，其通過模式復合、發(fā)展多頻段以實現(xiàn)對雷達自身生存能力的提升。

5 結(jié)束語

面對復雜電磁環(huán)境，雷達抗干擾技術(shù)成為雷達設(shè)計制作的重要內(nèi)容，本文分析了當前復雜電磁環(huán)境下抗干擾技術(shù)的特點，介紹了幾種抗干擾技術(shù)，對其未來發(fā)展進行展望，只有通過空域、頻率以及功率域等多方面提升雷達抗干擾性能，在電子市場上占據(jù)資源優(yōu)勢，贏得雷達抗干擾技術(shù)主動權(quán)。