復雜電磁環境下捷變頻雷達抗干擾能力分析

連豪　同非　史小斌

摘 要：捷變頻雷達具有較強的抗干擾能力，本文研究了寬帶阻塞式干擾、窄帶掃頻式干擾、窄帶瞄準式干擾的干擾機理，并通過試驗法驗證分析了復雜電磁環境下捷變頻雷達對抗寬帶阻塞式干擾的能力。

關鍵詞：捷變頻 寬帶阻塞式干擾 抗干擾

一、引言

近年來，隨著軍隊信息化進程的加快，世界軍事領域電磁應用日益廣泛，電子戰逐漸成為現代戰爭的主要作戰樣式。雷達對抗中面臨的電磁環境越來越復雜，對雷達抗干擾能力的要求亦越來越高。在雷達對抗斗爭中，頻域對抗是一個重要方面，主要技術措施包括擴展單部雷達工作頻域范圍、開發新的頻段、頻率捷變、頻率分集、自適應占空變頻、超寬帶等。其中，頻率捷變是指雷達發射相鄰脈沖或脈沖組的載頻在一定范圍內快速變化。它除了具有增大雷達探測距離、提高跟蹤精度、抑制海浪雜波等優點外，同時具有很強的抗有源干擾能力。寬帶阻塞式干擾、窄帶掃頻式干擾、窄帶瞄準式干擾是干擾頻率捷變雷達的常用技術。本文針對各種干擾產生的機理，分析不同干擾技術對頻率捷變雷達產生的影響，并通過試驗方法對頻率捷變抗干擾能力進行驗證，對于雷達系統抗干擾設計具有一定工程意義。

二、對捷變頻雷達的干擾機理

頻率捷變雷達抗干擾的出發點就是擴展雷達頻率工作范圍，一方面使干擾機難以對準其中心頻率，另一方面迫使干擾機展寬其干擾帶寬，降低頻帶內的發射功率密度。

1.寬帶阻塞式干擾。頻率捷變雷達采用載波頻率動態捷變的抗干擾方式，當窄帶瞄準式干擾難以奏效時，為了壓制雷達正常工作，只有將干擾功率擴散到更寬的頻帶范圍，即為寬帶阻塞式干擾。當雷達頻率捷變范圍為BFA，BFA為雷達頻率捷變范圍，用阻塞式干擾覆蓋次頻段，即要求干擾帶寬BFA。若要達到同樣的干擾功率密度，必須大大提高干擾機發射功率，因此該方法難以達到較好的干擾效果。在阻塞式干擾下，實際進入雷達的干擾信號功率有效功率函數與重頻帶寬和雷達捷變頻帶寬有關，即：

（1）

雷達采用頻率捷變措施后，忽略雷達變頻對目標回波信號、雷達性能參數等的影響，可以認為寬帶阻塞干擾條件下捷變頻雷達的被干擾概率為： （2）

在阻塞式干擾下，雷達捷變頻對空能力主要體現在變頻范圍和自適應變頻能力上。

2.窄帶掃頻式干擾。掃頻式干擾兼具窄帶瞄準干擾和寬帶阻塞干擾的特點。它通過動態掃描干擾頻帶，以較窄的頻帶干擾寬帶工作的雷達，提高了干擾機的功率利用率。掃頻干擾雖然以窄帶掃描來達到干擾寬帶雷達的效果，但是它僅能干擾頻率掃過的區域，因此它一方面仍需具備較寬的干擾帶寬；另一方面，掃頻速度應考慮到雷達系統的反應時間，不能過快。當雷達處于干擾掃過的頻率區域時，干擾頻帶滯留于接收機的時間為 （3）

式中，Bj、Br、Vj分別為瞬時干擾帶寬、接收機帶寬和干擾機掃描頻率。一般雷達系統的反應時間為，干擾機實施有效干擾，需要滿足，因此 （4）

當雷達的跳頻速率為VFA，VFABFA （5）

式中，為雷達變頻時間，對干擾掃頻速率討論如下：

（1）干擾速率Vj不滿足式（2），無論如何干擾，都不能壓制雷達；（2）干擾速率Vj滿足式（2），且Vj≤VFA，則雷達可能受干擾，其受干擾的概率為：P=Vj /VFA （6）

（3）干擾速率Vj滿足式（2），且Vj≥VFA，則雷達一直處于被壓制的狀態，即雷達受干擾概率為1。

3.窄帶瞄準式干擾。窄帶瞄準干擾主要采用逐個脈沖瞄準的方法，可用于干擾多批目標，是對抗脈間捷變頻雷達的經典有源干擾樣式。此方法需對每個雷達脈沖進行采樣頻率測量和頻率引導，在脈沖前沿進行快速測頻，采用數字儲頻技術、數字頻率合成技術等手段，產生和復制噪聲的干擾信號，能夠很好的掩護其身后的目標。設T1為偵察干擾設備偵察雷達頻率且將干擾對準雷達頻率所需時間；T2為雷達受干擾后改變頻率跳出干擾覆蓋區所需時間，即T1為雷達未受干擾的時間，T2為雷達受干擾的時間。雷達在整個工作時間內未受干擾時間所占比例為：。設雷達受干擾的時間為Tj，目標對應的延遲時間為Tr，干擾系統調整頻率時間為△T，雷達跳頻時間為Tp，則Tj應滿足：。

雷達受干擾時間所占比例為：

（7）

當雷達受到窄帶瞄準式干擾時，雷達采用FA抗窄帶瞄準式干擾后，進入雷達接收機的干擾功率的有效功率函數可表示為：

（8）

忽略雷達變頻后對目標回波信號、雷達性能參數等的影響，窄帶瞄準干擾條件下捷變頻雷達的被干擾概率為：

（9）

三、抗干擾能力分析

雷達抗干擾能力評估方案主要分為三種：（1）試驗法：通過外場試驗評估雷達系統的抗干擾性能，優點是實時性好、數據可靠、結果可信。缺點是試驗費用高、靈活性差。（2）仿真法。利用計算機對電子干擾 抗干擾過程進行分布式實時仿真，進而評估雷達系統的抗干擾能力。該方法成本低、適應性好，可近似得到外場試驗的效果，但由于技術復雜，在國內目前尚處于起步階段。（3）解析計算法。通過分析雷達對抗雙方的技術性能指標之間的關系，借助部分仿真和試驗的手段，建立相應的評估數學模型，對雷達系統的抗干擾能力進評估。該方法實時性差， 但可靜態探討雷達的可能抗干擾能力，且無資金、設備和技術的制約。這里，采用試驗法對某型捷變頻雷達抗干擾能力進行驗證分析。干擾樣式采用寬帶阻塞式干擾，干擾帶寬3～800MHz，干擾機天線增益20dB，雷達捷變頻范圍為200MHz。改變干擾機發射功率和干擾帶寬，對某型捷變頻雷達施加不同干擾，統計雷達在采用捷變頻前后對某一固定目標的發現概率，驗證捷變頻雷達抗干擾能力。

由表1、2可以看出，同樣的干擾功率情況下，干擾信號帶寬越窄，干擾功率譜密度越大，對雷達的干擾效果越好。采用捷變頻措施后，雷達的發現概率得到有效提高。

四、結語

捷變頻雷達具有較強的抗干擾能力，頻率捷變的種類和方式較多。本文分析了針對捷變頻雷達的干擾機理，并通過試驗法驗證了捷變頻雷達對抗寬帶阻塞式干擾的能力，對于雷達系統抗干擾方式設計具有一定意義。

參考文獻：

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