網絡雷達對抗系統初探

周敬博，胡 波，姜秋喜

（電子工程學院，安徽 合肥230037）

0 引言

現代戰爭中，及時截獲敵方的雷達信號并對其進行干擾是爭奪戰場電磁優勢、奪取戰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，戰爭正逐步朝體系對抗、網絡化的方向發展，傳統的雷達電子系統越來越無法滿足時代需求。在這樣的背景下，提出了網絡雷達對抗系統的概念，實現雷達與雷達對抗一體化［2］，本文結合探測與干擾一體化信號新技術的研究，闡述了系統在網絡中心站的控制下，實現雷達探測、雷達對抗偵察及雷達干擾功能的一體化。

1 網絡雷達對抗系統的組成

網絡雷達對抗系統由一個網絡中心站與m個探測偵察干擾一體站構成（簡稱一體站），如圖1所示，通過特定的網絡協議將多部一體機聯合成有機整體，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 網絡雷達對抗系統

1.1 網絡中心站

網絡中心站是整個系統的指揮控制中心，主要功能是對各站的數據進行分析處理以及指揮各站工作。以防空為例，網絡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），通過網絡傳輸獲取各站所測量的目標數據與信息，并進一步結合自身偵察所得信息，對數據進行關聯并處理信息，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。網絡中心站還將所得數據上報上級指揮部門及友鄰單位，更好地輔助指揮與協同作戰。

1.2 一體站

在網絡時代的今天，雷達與雷達對抗一體化是現代戰爭發展的必然要求。一體站發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。與傳統的雷達對抗系統類似，各站也配有偵察設備，具備一定的偵察能力［3］。仍以防空為例，一體站在網絡中心站的命令下對目標進行偵察，當一部或多部一體站發射探測信號，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，發射信號對目標進行干擾，此時偵察設備不接受信號。

2 網絡雷達對抗系統的技術體制

為了適應現代戰爭發展趨勢，電子戰裝備也應不斷朝體系化、網絡化發展。針對現有設備協同困難、配合不當等情況，采用探測與干擾一體化信號實現雷達與雷抗功能的結合，同時運用組網技術實現資源的共享。

2.1 探測與干擾一體化信號

在傳統的作戰中干擾機發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，所發信號必須具備三個條件［4］：一是能夠產生大的信號處理增益，彌補干擾發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。基于上述原因，一體化雷達電子系統在雷達與干擾機硬件共享的基礎上可以采用隨機脈沖與隨機二相碼復合信號，發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 聯合組網

通過對各個一體站適當布站，借助通信等手段連接成網，并在網絡中心站的統一調配下形成一個有機整體。在組網過程中，要重點解決時間同步、數據傳輸與數據融合問題［5］。對于時間同步問題，采用在網內的偵察干擾一體站之間建立一條數據鏈，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數據的傳輸。數據融合是利用計算機技術進行信息校準、相關、識別、估計，以及多源信息和數據的多層次、多方面的分析過程，以獲得準確的狀態和身份估計及完整和準確的戰場數據。通過組網，使各站相互配合，協同工作，達到1＋1＞2的效果。

3 網絡雷達對抗系統的工作模式

網絡雷達對抗系統通過特定的網絡協議將一體站與網絡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

網絡雷達對抗系統工作于有源模式時的主要任務是探測發現敵方空中目標，并在規定作戰條件下實現平臺目標偵察探測、定位跟蹤及識別分析，進而向上級指揮機構提供敵方空中目標的相關情報。

一體站的工作方式和工作參數可以預先編程或受控于網絡中心站的控制指令。當需要對目標進行有源偵察時，系統內部分一體站向空間連續輻射電磁信號，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，此時系統對平臺目標具有較好的定位能力。在網絡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據傳輸給網絡中心站，網絡中心站對所得信息進行數據融合及相關處理，完成對目標的定位、識別、跟蹤等功能。最后，結合相關的先驗情報信息，進一步分析其相關武器系統、工作狀態和制導方式，為戰場態勢估計和威脅評估提供主要依據。

在這種工作模式下，系統可以采用單發單收、單發多收、多發單收及多發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單收的疊加，而單發單收又可以分為自發自收與自發他收兩種方式。如圖2所示。

圖2 有源探測模式

3.2 無源偵察模式

網絡雷達對抗系統處于無源偵察時的任務是探測發現敵方空中信號，并在規定作戰條件下實現對戰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提供敵方空中目標的相關情報。

系統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進行分析、測量，主要實現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或特征，如工作頻率、脈沖重復頻率、脈沖寬度、射頻調制方式、重頻調制方式、脈內調制方式、頻率變化方式以及信號細微特征或指紋特征等實現對輻射源目標的識別。各站將偵察結果傳向網絡中心站；網絡中心站對各接收站數據、信息進行融合處理與相關，完成目標識別、定位與跟蹤，各接收站也可通過網絡獲取其他接收站偵察數據，通過截獲目標輻射源信號可獲取目標運動狀態測量信息：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、脈內特征信息）等，實現多站對目標定位功能。此時主要實現對輻射源目標的精確定位，其定位精度取決于系統配置及時間、角度等參數的測量精度。系統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

網絡雷達對抗系統處于干擾模式時的任務大致可分為要地防空與掩護突防。在要地防空作戰中的任務是要根據合成軍指揮員的作戰意圖，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現、鑒別和跟蹤目標，喪失或減弱轟炸瞄準或導彈制導能力，從而降低其攻擊的命中率，并與航空兵、高射炮兵和地空導彈部隊的火力摧毀相結合，確保我方被保衛目標的安全，保障防空作戰的勝利。掩護突防時任務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現時間，即縮短敵方的預警時間，以保障我方突防目標的安全，進而保證突襲任務的順利完成。

系統一體站的工作方式和工作參數可以預先編程或受控于網絡中心站的控制指令。當需要對輻射源目標實施干擾時，系統的一體站可工作在電子干擾模式，向輻射源目標發射干擾信號，其干擾參數的引導由網絡中心站或接收站完成。此時，系統構成一個分布式干擾機網絡，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，便可形成大區域的壓制性干擾。如圖4所示。

圖4 干擾模式

4 網絡雷達對抗系統的優勢

1）低廉的制造成本

雷達電子系統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）迅速的戰場反應

相比以往裝備中信息不易共享、協同困難的問題，各個偵察干擾一體站由光纜相連，統一受控于指控站，提高了整個系統達成協議的共享知情權或集中解決問題的能力。通過利用廣播系統、全球指揮控制系統等信息源與無人值守的地面傳感器實現完美結合。

3）綜合的作戰功能

一體化雷達電子系統在從硬件上減少設備，顯著降低作戰平臺的體積、質量和能耗基礎上，仍然具備有源探測、雷達對抗偵察與雷達干擾的功能。節約的資金可以用于增加設備或提高功能，提升整體作戰能力。

4）頑強的生存能力

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

5）高效的作戰性能

普通雷達接收目標的反射信號，信號衰減大，作用距離小。系統的偵察設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，偵察設備的作用距離比雷達遠得多，可以超過雷達作用距離先發現目標。因此可作目標指示，減少搜索目標的時間，從而減少了系統的反應時間，提高了偵察的作戰性能。一般的干擾系統只能測量目標的到達角、到達時間、頻率和脈沖參數等，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，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，很容易實現自適應干擾，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 網絡雷達對抗系統的運用

網絡雷達對抗系統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力量實施專業對抗。系統的運用實施可以依據空襲機群的距離以及整個防空體系的進程來劃分系統的工作階段。一般情況下，系統運用實施的階段可以按圖5所示進行劃分。

圖5 系統運用實施階段區分圖

5.1 空情通報階段

當敵機進入我方區域時，在距離被保衛目標K1到K2的距離內雷達因據目標較遠暫時不開機，這時就需要系統工作于有源探測模式對敵方突襲飛機進行偵察。根據作戰任務的要求，系統地探測范圍必須覆蓋A 區域。A 區的起始線由系統有源探測距離與配置位置決定，一般距防護區域的距離為300km 左右。在這段時間里，系統搜索發現空襲機群并對偵察結果進行初步分析，最終形成了空情情報。

5.2 雷抗偵察階段

是指從系統實施戰前偵察到開始干擾的階段。在這一階段里網絡雷達對抗系統的主要行動是系統各站根據指揮控制引導站的指示實施實時偵察，收集雷達對抗情報，同時網絡中心站匯總防空雷達情報網、雷達對抗偵察力量提供的情報信息與本系統的偵察信息，并經過分析形成實時戰斗情報。根據作戰任務的要求，系統地偵察范圍必須覆蓋B 區域。

5.3 實施干擾階段

在這一階段里，系統的主要行動是各一體站在網絡中心站的實時引導下對空襲機群實施連續、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，壓制結束，及時進行任務轉換。根據作戰任務的要求，系統的干擾范圍必須覆蓋C 區域。

6 結束語

面對戰爭正逐步朝體系對抗、網絡化的發展趨勢，網絡雷達對抗系統具有成本低、安全指數高、作戰效能好等諸多優點，一定會成為未來信息化戰場上的一把“尖刀”。■

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