有源航跡假目標欺騙干擾與不明空情研究

周慶昊，嚴振華，冀建民，宋 超

（空軍預警學院，武漢430019）

0 引 言

有源航跡假目標欺騙干擾是產生不明空情的重要原因之一，敵利用有源干擾設備，通過航跡假目標欺騙技術制造干擾航跡，形成不明空情，以探測我方的防空實力并誘導隱蔽雷達開機，收集情報，掌握我防空武器部署和防空作戰反應能力，戰時則作為重要的干擾手段干擾我預警探測網，削弱我方綜合作戰能力，以支援其突擊編隊的作戰行動[1]。因此，由航跡假目標欺騙干擾形成的不明空情嚴重干擾了我空防體系的正常工作，對我空防體系造成了較大的威脅。

1 有源假目標欺騙干擾概況

雷達有源干擾按作用性質可以分為壓制性雷達干擾和欺騙性雷達干擾兩大類[2]。由于雷達抗干擾技術的發展，壓制性雷達干擾所需要的干擾功率越來越大，以至于在實際應用中很難達到。而欺騙性雷達干擾需要的功率相對較小，正越來越得到廣泛應用。

有源假目標欺騙干擾是使用干擾設備接收雷達發射的信號，經過干擾調制，改變有關參數，再轉發回去，在雷達上產生類似于目標反射的回波信號，形成虛假目標，以達到掩護真實目標突防，或真實目標擺脫雷達跟蹤的目的。

有源假目標欺騙干擾既可以用來對抗警戒雷達，也可以用于對抗跟蹤雷達。對抗警戒雷達時，應用較多的是密集假目標欺騙干擾和隨機假目標欺騙干擾。真實目標混雜在大量的假目標之中，使得雷達無法分辨出真目標。圖1顯示了密集假目標欺騙干擾畫面，圖2顯示了隨機假目標欺騙干擾畫面。

圖1 密集假目標欺騙干擾畫面

圖2 隨機假目標欺騙干擾畫面

然而，密集假目標欺騙干擾和隨機假目標欺騙干擾所形成的假目標，由于出現位置雜亂，所以一般不會在雷達上形成具有一定運動軌跡的假目標航跡。

有源航跡假目標欺騙干擾是通過控制假目標出現的方位和距離，使得假目標能夠被雷達編批，并在雷達上形成航跡的欺騙干擾技術。圖3顯示了假目標欺騙干擾畫面。

由于航跡假目標欺騙干擾能夠模擬真實目標運動軌跡，因此，可以用來制造不明空情。

2 有源航跡假目標欺騙干擾產生機理

通過雷達航跡假目標欺騙干擾技術形成虛假空情的實現途徑主要有2種：一種是利用升空平臺搭載有源干擾設備對雷達天線主瓣進行干擾，為主瓣干擾體制；另一種是利用有源雷達干擾設備對雷達天線副瓣進行干擾，為副瓣干擾體制。

圖3 航跡欺騙干擾畫面

2.1 主瓣干擾體制的有源航跡假目標欺騙干擾

有源主瓣干擾方式的航跡假目標欺騙干擾是通過升空平臺攜帶有源干擾機，將截獲的雷達主瓣信號進行適當的延時轉發形成假目標，實現航跡欺騙干擾。從雷達顯示器上看，所形成的假目標與干擾機在同一方位上的不同距離處，當干擾機以一定方式運動時，雷達探測到的假目標也發生運動，從而形成具有航跡特征的假目標航線。這種干擾方式具有作用距離遠的優點。圖4為1架干擾機通過距離延時產生虛假航跡的原理圖，圖中t1～t6時刻干擾機偵察到雷達主瓣信號，延時一定時間后轉發就形成了圖中所示的假目標航線，每一時刻假目標都在干擾機與雷達之間連線的延長線上。

圖4 基于距離欺騙的航跡欺騙干擾原理

2.2 副瓣干擾體制的航跡假目標欺騙干擾

2.2.1 對單部雷達的航跡假目標欺騙干擾

要在單部雷達PPI顯示器上形成想定航線的假目標，必須滿足以下5個條件：

（1）干擾機的輻射功率應足以使干擾信號從雷達天線副瓣進入；

（2）應能分析雷達天線的掃描規律并精確測出其參數；

（3）干擾機的接收靈敏度應足以接收到雷達的副瓣信號；

（4）干擾機的輻射功率、假目標的持續時間和速度可控，以模擬不同特征的目標；

（5）能精確測定輻射源的地理位置[3]。2.2.1.1 假目標航跡點形成原理[4]

如圖5所示，在雷達作用距離范圍內的任意方位，預先假定一條假目標運動的航線S（t），當雷達的主瓣在tAN時刻與航線S（t）相交時，干擾機發射干擾信號，從雷達副瓣進入雷達接收機，在相交點形成假目標航跡點。時間tAN的預測是航線欺騙干擾的關鍵。

圖5 航線假目標航跡點產生示意圖

2.2.1.2 有源假目標的方位延遲量計算[5]

在雷達指定方位上產生假目標的條件是雷達天線掃描周期T已知，且干擾機能夠偵測到主瓣到達時間。以圖6來說明假目標航跡點相對雷達主瓣（干擾機方向）的方位延遲量的計算，方位計算均以正北為參考。假設干擾機測得雷達的方位為α，要在雷達PPI顯示器的β方位上形成假目標航跡點。在假定假目標不運動的情況下，當干擾機測到雷達主瓣到達后，可以計算得到從主瓣位置到產生假目標航跡點時的方位角延遲△θ，由此可以得到對應的延遲時間

2.2.1.3 有源假目標的距離延遲量計算

圖6 假目標方位延遲量計算

距離欺騙原理如圖7所示，根據假目標與干擾機實體相對于雷達距離的關系，通過精確控制干擾信號的發射時間，使假目標出現在想定距離單元處。假目標相對于雷達的距離與干擾機實體相對于雷達的距離分別為R和Rj，距離時延的計算公式為：

式中：c為光速；Tr為雷達脈沖重復周期。

圖7 距離欺騙原理

通過方位時延控制假目標的方位，天線轉到指定方位后再通過距離時延控制假目標的距離，就能在雷達顯示器上形成一個方位和距離均可控的干擾點跡，通過控制每個干擾點跡的方位時延和距離時延，使它們具有空間相關性，就能夠形成假目標欺騙航跡。

2.2.2 航跡的空間相關性

現代防空雷達情報網多數具有聯網功能。因此，要使干擾機制造出的假目標成功欺騙敵雷達網，至少應使假目標在雷達威力圖范圍內組網雷達顯示器上都能觀察到，并且空間位置應具有一定的相關性（即位于同一航線上），信號特征具有與真實目標的逼真度，只有這樣才有可能形成虛假空情[5]。

如果僅能對單部雷達形成想定航線，則對于具備組網能力的雷達情報網來說，由于航線沒有相關性，在雷達威力圖范圍內，組網雷達情報系統還是能通過數據融合處理將假目標去除，沒有實質性的干擾效果，不能形成虛假空情。因此對組網雷達進行航跡假目標欺騙干擾的難度遠大于對單部雷達的欺騙干擾。如圖8所示，航線S是由在P1雷達上形成的假目標航跡點所構成，假設P2也能收到干擾機發出的干擾信號，那么，在P2雷達上形成的航線應為L，且S和L不是同一條航線，不具有相關性，2部雷達的目標信息上報后，情報綜合系統很容易判斷出這一定不是同一個目標，從而對組網情報雷達形成不了具有實質性威脅的干擾。

圖8 假目標航線不相關情況

2.2.3 對多部雷達的空間相關航線假目標欺騙

干擾[5]

如事先假定的有源假目標航線為S，位于P1、P2、P33部雷達的威力圖內，由于各部雷達天線轉動時，其主瓣與假目標航線交匯時間不同，因此，各雷達出現的假目標將位于假航線不同的離散點上，但是它們必然位于航線S上，如圖9所示。

圖9 航線假目標空間相關性

對雷達網中多部雷達形成空間相關的航線假目標時，以同一事先假定航線為依據，將對單部雷達產生航線假目標航跡點的產生過程作為一個子程序，分別代入相應的雷達坐標和參數，并控制干擾機工作頻率和波束指向，即可同時對多部雷達實施干擾。當計算時使用相同航線S，則多個雷達站看到的航線必然具有空間相關性。這時所形成的假目標航跡點必定落在航線S上，如圖10所示（以2部雷達為例，距離量程40km）。

圖10 空間相關航線示意圖

實際應用中，可以利用航跡規劃軟件事先規劃好航跡數據文件。

2.2.4 有源航跡假目標欺騙干擾的作用距離分析

干擾機的作用距離主要與干擾機的有效輻射功率和接收機靈敏度有關。干擾機的有效輻射功率必須足夠大才能使干擾信號從雷達天線的副瓣進入，接收機靈敏度必須足夠高才能接收到雷達的副瓣信號。

以被干擾對象XX雷達為例，其工作參數為已知，見表l。

表1 XX雷達的工作參數

假設干擾機接收天線的增益為XX dB，干擾機接收天線的極化損失為X dB，干擾機接收機靈敏度－XX dBw，則干擾機與雷達的最大距離R為：式中：PtGt為雷達的等效輻射功率；Pr為干擾機接收機靈敏度；Gr為干擾機接收天線增益；λ為雷達的工作波長；Lr為雷達發射信號大氣傳輸損耗；γj為接收天線極化損耗（取3dB）；R為干擾設備與雷達之間的距離。

在干擾功率足夠的情況下，根據式（2）進行計算則可得出干擾機的最大作用距離。

3 有源航跡假目標不明空情識別判斷的基本措施

由有源航跡假目標欺騙干擾造成的不明空情，預警監視系統在處置過程中要針對有源假目標欺騙干擾的弱點，采用相應的反干擾措施識別假目標，這里僅從技術的角度給出鑒別有源航跡假目標不明空情的措施：

（1）改變天線旋轉方向或速度，或采用相控陣雷達進行方位隨機掃描，觀察目標位置是否突變。

（2）改變雷達發射頻率和重復周期，觀察目標是否有短暫消失或位置突變，出現短暫消失或突變的目標則為干擾目標。

（3）采用副瓣匿影或副瓣對消抗干擾措施，觀察目標是否消失。在啟用副瓣匿影或副瓣對消功能后，干擾目標通常會消失或回波減弱。

（4）調整恒虛警門限，觀察門限變化后目標回波的特征，輔助判別目標的類別。

（5）采用多部不同體制、不同波段的雷達同時觀測目標，比對各部雷達觀測到的目標位置是否一致，即形成的假目標航跡是否具有空間相關性。

作戰值班中，指揮員和操縱員對不明空情的產生原因不清楚，識別過程中一是按照作戰規則從戰術層面進行識別；二是采取技術措施，按照技術識別的程序規則，在被干擾雷達上采用“試探法”逐一運用技術手段，識別由航跡假目標欺騙干擾造成的不明空情。

4 結束語

隨著電子對抗技術的發展，假目標欺騙干擾的技術日趨成熟，應用日益廣泛。基于航跡假目標欺騙干擾產生的不明空情將具有更大的欺騙性，正如文獻[1]所說：在和平時期，敵利用這種方法制造不明空情，造成不明目標侵入我縱深腹地的景象，迫使我方打開新裝備或隱藏的設備來確定不明空情的真偽，使我方進一步暴露雷達的部署情況，將我防空預警的能力偵察得一清二楚。因此，急需加強雷達抗假目標欺騙干擾的技術手段研究，用以鑒別和剔除雷達假目標。本研究對鑒別由假目標欺騙干擾造成的不明空情具有一定的理論和應用價值。

[1]杜輝.電子戰綜述[J].計算機與網絡，2005（7）：50－52.

[2]羅景青，賀平.雷達干擾原理[M].合肥：電子工程學院，1995.

[3]周續力.對搜索警戒雷達的多目標航跡欺騙[J].電子信息對抗技術，2007，22（6）：43－45.

[4]張國兵，郎榮玲.基于半實物仿真系統的多假目標航跡欺騙研究[J].電子設計工程，2012，20（12）：1－4.

[5]孫龍祥，趙波，邱衛軍，等.一種具有航跡特征的雷達假目標產生技術[J].雷達科學與技術，2005，3（4）：198－202.