基于雙／多基地雷達的抗分布式干擾效果研究

何葉飛，劉宗福，劉巖磊

（解放軍92785部隊，秦皇島066200）

0 引 言

分布式干擾[1]是近幾年才出現的新的干擾樣式，分布式干擾的特點是分布的空域廣，干擾面積大，干擾強度高。對于分布式干擾對雷達系統干擾效果的研究，國外文獻報道比較少，國內學者做過一些研究。文獻[2]比較了分布式干擾機對單／雙基地雷達進行不同數量的主瓣干擾和旁瓣干擾的效果。文獻[3]推導了對雙基地雷達進行分布式壓制性干擾的數學模型，分析了分布式干擾下各種干擾情況對雙基地雷達探測能力的影響。在雙基地雷達抗干擾方面，文獻[4]給出了雙基地雷達探測區和干擾暴露區的計算模型，分析計算了在自衛式干擾和遠距離支援干擾條件下的雙基地雷達抗有源壓制性干擾性能，并與單基地雷達情況進行了比較。對于如何抗分布式干擾，尤其是分布式干擾機數量比較多的情況下，目前還沒有見到文獻研究過，這也是一個亟待解決的問題。

由于雙基地雷達系統[5]的發射站和接收站可遠距離分置，且接收站是無源的，因而有較好的抗干擾能力。本文提出了一種通過在單基地雷達兩邊部署接收站，與原來單基地雷達構成雙／多基地雷達來抗分布式干擾的方法。從雙基地雷達方程和干擾方程出發，探討了分布式干擾下單基地雷達和雙／多基地雷達威力范圍，通過數據分析得出了一些有意義的結論。

1 雙基地雷達抗分布式干擾模型

針對分布式干擾離雷達距離近的特點，在單基地雷達旁邊部署接收站，與單基地雷達組成雙基地雷達。在沒有受到干擾時，系統處于正常的單基地雷達方式，當遇到分布式干擾使得單基地雷達致盲時，就把單基地雷達當做照射站，和部署在旁邊的接收站一起組成雙基地雷達系統進行工作。由于接收站不輻射電磁波，敵方施放干擾只是針對照射站的，這樣可以達到抗干擾的目的。圖1是單基地雷達旁邊部署接收站而形成的雙基地雷達示意圖。

圖1 雙基地雷達極坐標圖

下面分析上述模型的雙基地雷達方程。

如圖1所示的雙基地雷達組成結構，其在一定虛警概率和檢測概率下的作用距離是探測系統性能的重要指標，無干擾情況下，考慮方向圖、傳播因子和損耗因子的影響后，由雙基地雷達工作原理可推導出雙基地雷達方程[4]：

壓制性噪聲干擾的作用是以噪聲功率阻塞雷達接收機使其失去工作能力，干擾機對雙基地雷達接收機形成的干擾功率譜密度J0為：

對雙基地雷達有：

式中：PJ為干擾機發射功率；GJ為干擾機天線增益；GR為雷達接收天線的功率增益；BJ為干擾機帶寬；LJ為干擾機的系統損耗；（RTRR）j為干擾條件下雙基地雷達的作用距離積；KB為無干擾條件下雙基地雷達的作用距離積；KBJ為干擾下雙基地雷達的作用距離積；K為波爾茲曼常數（其值為1.38×10－23WS／°）；TS為接收機的噪聲溫度。

2 雙／多基地雷達抗分布式干擾效果研究

2.1 問題描述

由于接收站不輻射能量，敵方釋放分布式干擾往往是針對照射站。假設分布式干擾分布在照射站前方，此時，單基地雷達和雙基地雷達的作用距離都變小。由于分布式干擾離照射站距離近，對單基地雷達的干擾強度大，單基地雷達可能完全致盲。而分布式干擾離接收站比較遠，分布式干擾對雙基地雷達的干擾效果就比較小，因此，分布式干擾使單基地雷達致盲區域可以通過雙基地雷達進行補盲。

假設模型中雙基地雷達基線長度為L，距離積KB＝10 000km2，KTS＝6×10－21，雷達接收天線的功率增益為GR＝20dB，波長λ＝0.1m，主瓣寬度θ0.5＝13°。分布式干擾條件下，假設n個性能完全相同的分布干擾單元，其發射功率為PJ＝－30dBm，干擾機天線增益為GJ＝5dB，干擾機帶寬為BJ＝1 07H z，干擾機的系統損耗為LJ＝2dB，第i個干擾機垂線與雷達接收機天線之間的距離為R＝20km，主瓣寬度θi0.5＝20°。

假設有m部干擾機位于發射機上空20km，分布范圍寬度為20km，干擾機的主瓣指向與干擾機與發射機連線的夾角φi服從0到2π的均勻分布，下面將分析分布式干擾下雙基地雷達與單基地雷達威力范圍比較，通過比較證明雙基地雷達抗分布式干擾的效果。

2.2 分布式干擾條件下1個接收機的雙基地雷達

與單基地雷達威力范圍比較

根據所給的問題描述的條件，分別對干擾機數目m＝3 0，5 0，1 0 0對應雙基地雷達的基線l＝30km，50km和100km時進行仿真，結果如圖2所示，圖中m為分布式干擾機數目，l為雙基地雷達基線長度。

圖2中正圓區域為無干擾情況下雙基地雷達的威力范圍，扇形區域為干擾情況下單基地雷達的威力范圍，扇形中心和橢圓交點為發射機接收機的位置，扇形中心上方點為分布式干擾機位置，橢圓區域為干擾情況下雙基地雷達的威力范圍，從圖中可以看到效果很明顯。

圖2 雙基地雷達補盲效果圖

2.3 分布式干擾下2個接收機的多基地雷達與單基地雷達威力范圍比較

根據所給的問題描述的條件，分別對干擾機數目m＝30，50，100對應多基地雷達的基線l＝30 km，l＝50km和l＝100km時進行仿真，結果如圖3所示，圖中m為分布式干擾機數目；l為雙基地雷達基線長度。

圖3中正圓區域為無干擾情況下單基地雷達的威力范圍，扇形區域為干擾情況下單基地雷達的威力范圍，扇形中心和橢圓交點為發射機接收機的位置，扇形中心上方點為分布式干擾機位置，橢圓區域為干擾情況下多基地雷達的威力范圍，從圖中可以看到效果很明顯。

3 數據分析

由于在仿真過程中假設每個干擾機的主瓣與干擾機和發射機連線的夾角為一個在0到2π范圍內均勻變化的值，因此即使參數一樣，每次的仿真結果也肯定不同，但是誤差也會在一定的范圍內，通過比較可以得出上述結論。

這里定義雷達盲區系數為：雷達在干擾環境下較無干擾條件下減少的探測范圍與雷達在無干擾條件下探測范圍之比，它是一個小于等于1的數，也可以用百分數表示。

雙／多基地雷達補盲系數為：雙基地雷達與單基地雷達在干擾情況下減少的探測范圍與單基地雷達在干擾環境下減少的探測范圍的差值與單基地雷達在干擾條件下減少的探測范圍之比，它是一個小于等于1的數，也可以用百分數表示。

圖3 多基地雷達補盲效果圖

由仿真結果得出多基地雷達的盲區系數和補盲系數如表1所示。

表1 雙／多基地雷達的盲區系數與補盲系數

從表1可以看出，隨著干擾機數目的增多，由于總功率的增大，單基地雷達的盲區系數在增大，雙多基地雷達的盲區系數也在增大。而雙多基地雷達的補盲系數與干擾機的數目關系不大，通過表中的數據可以看出，當干擾機數目一定時，對于不同的基線長度，雙／多基地雷達的補盲系數不同，但是可以看出，l＝50km時的補盲系數大于l＝30km和l＝100km時的補盲系數，所以可以得出結論：雙多基地雷達的補盲效果與其基線長度有關，基線長度影響其補盲效果好壞。當l＝50km時的補盲效果明顯好于l＝30km和l＝100km時的補盲效果，基線越長或越小都使其補盲效果減小，因此基線的長度必須適當，可以確定在l＝30km和l＝100km之間存在一點（不一定是l＝50km），在這點雙／多基地雷達的補盲效果達到最好。

4 結束語

本文提出一種通過在單基地雷達兩邊部署接收站，與原來單基地雷達構成雙／多基地雷達來抗分布式干擾的模型。對分布式干擾下雙基地雷達的雷達方程進行了分析，畫出了分布式干擾下單基地雷達和雙／多基地雷達的威力范圍，利用盲區系數和補盲系數兩個評價指標，得出了不同情況下雙基地雷達的抗干擾效果，得出了一些有意義的結論。這些結論對雷達抗分布式干擾，以及雙基地雷達部署有一定的參考價值。

[1]田波，張永順.發展中的分布式干擾技術[J].航天電子對抗，2004（1）：41－43.

[2]王國宏，王捷，倪保航.“狼群”干擾對單／雙基地雷達的干擾分析[J].海軍航空工程學院學報，2005，3（20）：311－314.

[3]王勇剛，李修和，沈陽.分布式壓制性干擾下的雙基地雷達探測能力研究[J].電子信息對抗技術，2007，4（22）：45－49.

[4]高彬，呂善偉，郭慶豐.雙基地雷達抗干擾模型的研究[J].現代防御技術，2006（2）：61－64.

[5]楊振起，張永順.雙（多）基地雷達系統[M].北京：國防工業出版社，1998.