艦載雷達(dá)電子對(duì)抗技術(shù)淺析

【摘要】雷達(dá)系統(tǒng)是艦艇的核心裝備之一，其復(fù)雜電磁空間的工作有效性和生存能力對(duì)電子戰(zhàn)結(jié)果具有重要影響。本文首先對(duì)研究艦載雷達(dá)電子對(duì)抗的意義做了簡(jiǎn)要介紹，然后總結(jié)分析了現(xiàn)有的電子對(duì)抗威脅類型與方式，重點(diǎn)從雷達(dá)設(shè)計(jì)和電子對(duì)抗關(guān)鍵技術(shù)兩個(gè)方面對(duì)艦載雷達(dá)的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了討論與研究。

【關(guān)鍵詞】艦載雷達(dá)；電子對(duì)抗；雷達(dá)設(shè)計(jì)；電子對(duì)抗技術(shù)

艦艇中裝備的雷達(dá)統(tǒng)稱為艦載雷達(dá)，其可以對(duì)海面、空中目標(biāo)進(jìn)行定位、探測(cè)與跟蹤，還可以為艦載機(jī)提供導(dǎo)航服務(wù)。但是隨著電子對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展，艦載雷達(dá)的工作環(huán)境也越來越惡劣，針對(duì)雷達(dá)工作頻段的干擾和噪聲越來越嚴(yán)重，為保證雷達(dá)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證雷達(dá)系統(tǒng)所提供數(shù)據(jù)的可靠性與精度，就必須采用電子對(duì)抗技術(shù)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)或武裝。

1.針對(duì)艦載雷達(dá)的電子對(duì)抗威脅

現(xiàn)有的電磁波信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)微波、毫米波以及光波的一體化頻率覆蓋，艦載雷達(dá)在工作時(shí)所獲取的信號(hào)中不僅包含本方的有用信號(hào)，還包括敵對(duì)信號(hào)、干擾信號(hào)、民用通信信號(hào)等，這些信號(hào)的存在惡化了雷達(dá)工作環(huán)境，提升了雷達(dá)工作難度。

艦載雷達(dá)ESM的不斷增強(qiáng)在一定程度上提升了敵對(duì)雙方的攻擊性，增大了艦艇隱身難度?，F(xiàn)代ESM覆蓋距離的擴(kuò)展，測(cè)量與定位精度的提升可以極大的豐富艦載雷達(dá)的連續(xù)追蹤能力，特別是其還能夠通過發(fā)射大功率干擾信號(hào)的方式干擾艦載雷達(dá)的跟蹤工作，影響本方艦載雷達(dá)的工作狀態(tài)。

針對(duì)艦載雷達(dá)的有源、無源以及組合干擾形式也為艦載雷達(dá)的運(yùn)行帶來了非常大的威脅。有源干擾可以通過干擾機(jī)或者其他干擾源發(fā)送干擾信號(hào)來欺騙艦載雷達(dá)，使其形成錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果，也可以提升干擾信號(hào)的功率將有用信號(hào)淹沒在干擾信號(hào)中，使艦載雷達(dá)無法正常工作。無源干擾可以使用特殊的材料或結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)特定的裝備外形，以減弱目標(biāo)對(duì)電磁波的反射，達(dá)到降低被艦載雷達(dá)偵察到的概率。組合干擾則是上述兩種干擾類型的結(jié)合使用，可以進(jìn)一步發(fā)揮兩類設(shè)備的性能，提升艦載雷達(dá)的目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、定位與跟蹤難度。

2.艦載雷達(dá)電子對(duì)抗策略

為增強(qiáng)艦載雷達(dá)的抗電子干擾能力，提升自身目標(biāo)識(shí)別與跟蹤能力，可以從雷達(dá)設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用兩方面著手，采取相關(guān)的策略。

2.1 雷達(dá)設(shè)計(jì)

從雷達(dá)天線角度考慮，可以使用高增益、窄波束、低副瓣、低交叉極化相應(yīng)的雷達(dá)天線來提升雷達(dá)的工作性能，還可以在上述基礎(chǔ)上進(jìn)一步采用副瓣對(duì)小技術(shù)、電子掃描相控陣技術(shù)以及單脈沖測(cè)角技術(shù)對(duì)雷達(dá)天線進(jìn)一步優(yōu)化。

從信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)考慮，可以增大系統(tǒng)的輻射功率，對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮整形，拓展信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍以及使用跳頻等來提升雷達(dá)信號(hào)的抗電磁干擾效果。特別是在考慮信號(hào)的頻域特征，應(yīng)該盡量增大信號(hào)的時(shí)寬帶寬，削弱干擾信號(hào)對(duì)有限輻射功率信號(hào)的干擾效果。

從數(shù)據(jù)處理考慮，可以使用先進(jìn)的運(yùn)算與處理設(shè)備構(gòu)建數(shù)據(jù)處理中心，以提升雷達(dá)系統(tǒng)的信息共享能力和信號(hào)高速處理能力，縮短雷達(dá)響應(yīng)時(shí)間，為高精度、實(shí)時(shí)性跟蹤任務(wù)提供支持。特別是多種數(shù)據(jù)處理算法的應(yīng)用還能夠有效提升艦載雷達(dá)系統(tǒng)的電磁環(huán)境適應(yīng)性，增強(qiáng)其在密集多脈沖信號(hào)環(huán)境下的微小回波變化目標(biāo)識(shí)別能力。

其他如雷達(dá)系統(tǒng)的頻段、功率、功能、模塊化設(shè)計(jì)方式等也是提升艦載雷達(dá)電子對(duì)抗作戰(zhàn)性能的重要內(nèi)容。這些能力的優(yōu)化設(shè)計(jì)既能夠滿足艦載雷達(dá)適用場(chǎng)景在靈活性方面的要求，還能有效提升雷達(dá)設(shè)備的生存力與技術(shù)的可靠性。

2.2 艦載雷達(dá)抗干擾技術(shù)

艦載雷達(dá)中所應(yīng)用的電子對(duì)抗技術(shù)主要有相控陣技術(shù)、多波束技術(shù)、毫米波對(duì)抗技術(shù)、低截獲概率概率技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)等。

相控陣技術(shù)使用電控指令對(duì)天線陣列中的獨(dú)立輻射單元進(jìn)行控制，可自適應(yīng)地獲得最佳天線方向圖，實(shí)現(xiàn)波束的定向與形成等功能。該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)有天線波束穩(wěn)定；無需使用傳統(tǒng)的機(jī)械裝置調(diào)整天線孔徑；電子掃描時(shí)間間隔短，可在瞬時(shí)完成指定區(qū)域的信號(hào)搜索工作；天線掃描過程無慣性，響應(yīng)精度高靈活性強(qiáng)；多陣元或子陣協(xié)同工作可獲得更大的有效輻射功率，削弱干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)工作結(jié)果的影響。

多波束技術(shù)可以使用多波束網(wǎng)絡(luò)或多波束透鏡等在艦載雷達(dá)負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)組建若干個(gè)相互獨(dú)立且緊密相連的高增益波束覆蓋區(qū)，這些覆蓋區(qū)可以對(duì)寬頻帶和寬空間范圍內(nèi)的電子信號(hào)進(jìn)行不間斷掃描，獲得高分辨率的接收信號(hào)角度信息。若配合使用低功率微波放大器對(duì)天線陣元進(jìn)行優(yōu)化，該技術(shù)還能夠在繼承天線陣孔徑全部增益的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升天線的有效輻射功率，實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)的對(duì)抗。

毫米波對(duì)抗技術(shù)主要利用毫米波在波束寬度、旁瓣特性、方向性以及抗干擾能力的優(yōu)點(diǎn)來提升雷達(dá)的電子對(duì)抗性能。該技術(shù)中可以采用脈沖壓縮技術(shù)、頻率捷變技術(shù)以及頻率分集技術(shù)等對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，降低干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)信號(hào)的干擾，實(shí)現(xiàn)有用信號(hào)與干擾信號(hào)的分離。

低截獲概率技術(shù)采用擴(kuò)頻編碼、降低信號(hào)的PAPR等技術(shù)來將雷達(dá)的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂械徒孬@概率特性的信號(hào)，增大將其從噪聲環(huán)境中的分離難度，從而保護(hù)雷達(dá)免受電子干擾。

自適應(yīng)技術(shù)是一種與環(huán)境和性能要求相關(guān)的自適應(yīng)控制技術(shù)，基于該技術(shù)雷達(dá)可以獲得高靈活度的反應(yīng)能力，還能夠根據(jù)空間干擾環(huán)境調(diào)整雷達(dá)工作狀態(tài)，增強(qiáng)兩者間的匹配性，維持目標(biāo)回波信號(hào)在較高水平，削弱或減小干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)工作性能的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的檢測(cè)、跟蹤與制導(dǎo)。該技術(shù)是多種技術(shù)與理論相結(jié)合的產(chǎn)物，需要雷達(dá)系統(tǒng)各功能模塊協(xié)同工作。

3.總結(jié)

艦載雷達(dá)電子對(duì)抗技術(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展不斷完善的過程，使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)對(duì)艦載雷達(dá)進(jìn)行武裝不僅可以提升雷達(dá)的應(yīng)用范圍和消除電子對(duì)抗中的威脅源，還能夠提升雷達(dá)平臺(tái)的隱身特性，促進(jìn)艦載雷達(dá)設(shè)備功能的進(jìn)一步豐富和完善。

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