復雜電磁環境下雷達抗干擾相關問題

王濤 王榮勇 何祖福

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復雜電磁環境下雷達抗干擾相關問題

王濤 王榮勇 何祖福

南京長江電子信息產業集團有限公司，江蘇 南京 210038

近年來，空間電磁環境日趨復雜，雷達經常受到各種電磁雜波的干擾。這些干擾嚴重影響雷達的性能發揮。未來戰場的電磁環境將更加復雜，必將會對雷達正常運行探測目標提出嚴峻的挑戰，因此雷達抗干擾技術的研究就是目前研究的重要內容。從復雜電磁環境影響雷達探測工作的角度出發，分析了雷達抗干擾的特征和方法，同時著重從復雜電磁環境的條件下對雷達抗干擾技術以及相關原理進行了深入探析，并提出了新的復雜電磁環境下雷達抗干擾技術的發展方向。

雷達；抗干擾技術；電磁環境

引言

在當前基于信息系統的作戰條件下，戰場電磁環境變得相當復雜，對雷達工作性能與生存能力構成了嚴峻的威脅和挑戰。復雜電磁環境作戰條件下的雷達能否具備較強的抗干擾能力，以確保其作戰效能得到充分發揮，已成為戰爭取勝的關鍵因素。

1 雷達抗干擾現狀

常見的電磁干擾形式分為三類：第一類是噪聲壓制式干擾；第二類是假目標欺騙式干擾；第三類干擾是多種干擾方式的組合，組合干擾可以發生在時域、頻域、空域或極化域上。雷達能夠應對單一干擾方式，對干擾的性質進行分辨，但抗干擾的方法只針對單一干擾環境進行研究。如果干擾方式未知或多種干擾方式并存，就會給雷達抗干擾帶來難度。這些常規的抗干擾方法就很難適用，且對同時包含壓制性干擾和欺騙性干擾的復合干擾，雷達抗干擾的效果不是很理想。

2 復雜電磁環境下雷達探測工作的分析

2.1 復雜電磁環境造成戰場感知的虛假性

在戰場中的目標煩冗復雜，干擾是不間斷的，同時雷達自身也需要考慮探測隱身目標、超低空突防、反輻射導彈、電磁脈沖炸彈等等綜合性因素的影響。一旦敵方采用多種電磁干擾，造成復雜混亂的電磁環境，使得電磁密度分布較大，最終造成空域飽和，使得雷達中的各種傳感器失去應有的功能，從而沒有辦法對戰場中的形勢進行感知，對戰場指揮人員是極為不利的。

2.2 應對復雜電磁環境雷達基本特征

首先，復雜電磁環境給雷達造成了較差的工作環境，因此與其他作戰系統、設備的電磁兼容性是關注的重點，必須保證雷達在復雜電磁環境中穩定接收、解調出真實信號，高效傳送真實信息給指揮系統的能力；其次，雷達系統必須以高速計算機為基礎，作為數字信號處理、計算、交換與傳遞的基礎，從而提升整個雷達系統的運轉速度以及復雜電磁環境的計算運行效率[2]。

3 復雜電磁環境下的雷達抗干擾技術

3.1 頻域抗干擾

在雷達抗干擾體系中頻域抗干擾是非常核心的內容，因為頻域干擾是雷達在復雜電磁環境中最容易受到的干擾形式，通常采用自適應頻率捷變、頻率分集與頻譜擴展等對抗手段。自適應頻率捷變是頻域抗干擾中應對噪聲壓制性干擾主要采用的手段，通過頻率偵查對雷達周圍的電磁干擾環境進行實時的檢測、分析，同時根據相應的結果得出雷達系統最佳的工作參數。頻率分集就是為了完成統一任務采用差別較大的多個頻率類似同時工作的一種技術。只要將分集的帶寬設置成大于瞄準干擾的帶寬，頻率分集技術就能夠對瞄準形式的干擾進行抵抗。同時在對抗寬帶阻塞式干擾時只有通過增加雷達頻率分集的帶寬就能夠使得干擾機加大干擾頻譜寬度。頻譜擴展則是新型的擴譜技術，首先能夠提升雷達的探測范圍，同時能夠使敵方很難檢測到類似信號。通過上述對頻域抗干擾的優化能夠大大提升雷達抗干擾系統的綜合性能。

3.2 空域抗干擾

空域內的雷達干擾技術主要涵蓋超低副瓣天線、旁瓣相消、旁瓣匿影等內容。超低副瓣天線是雷達空域內容中最前端的抗干擾環節，而且通常雷達的噪聲類型的干擾都是通過副瓣進入的，所以通過構建超低副瓣天線能夠提升雷達系統的抗干擾能力與反偵察功能。自適應旁瓣相消技術有利于噪聲壓制式干擾的對抗，當有源干擾信號很強時，通過天線旁瓣進入的干擾信號足以影響天線主瓣對目標的探測。自適應旁瓣相消技術是利用輔助天線接收的干擾信號，通過信號處理的方法對消掉主天線接收信號中的干擾信號，以抑制干擾，提高雷達在干擾條件下檢測目標的能力。旁瓣相消效果圖如圖1所示。

圖1 旁瓣相消效果圖

對于假目標欺騙式干擾，旁瓣匿影有很好的抑制效果。欺騙性干擾是根據偵收系統獲得的雷達信號，通過干擾機發射與被干擾的雷達發射信號相同或相近的假信號，使得雷達難以解調出目標信號，通過相似欺騙與多批假目標搶占雷達資源，以假亂真使雷達無法正常跟蹤真實信號。旁瓣匿影技術是通過輔助天線接收的信號和主天線的信號相比較，取出真實信號抑制干擾信號。圖2為旁瓣匿影效果圖。

圖2 旁瓣匿影效果圖

3.3 綜合對抗

在復雜電磁環境下，僅使用某種抗干擾技術是不夠的，綜合采用對抗手段才能保證對抗的有效性。綜合對抗包括3個方面。

（1）多種抗干擾技術相結合。單一的抗干擾措施只能對應某種單一的干擾，比如捷變頻技術只能抗瞄準式有源干擾，對其他形式的干擾信號作用不大。所以，綜合采用多種抗干擾措施能有效提高雷達的抗干擾能力。

（2）多體制雷達組網。單一雷達的抗干擾能力總是有限的，但采用多種抗干擾技術會使雷達變得復雜。采用多種體制雷達組網能獲得很強的抗干擾能力，多體制雷達網會形成一個十分復雜的雷達信號空間，占據很寬的頻域，通過數據傳遞和情報綜合形成一個有機整體，其抗干擾能力有質的變化。

（3）靈活的戰術動作。除了應提高雷達抗干擾技術水平以外，采取靈活多變的戰術動作，往往也能發揮相當有效的抗干擾效果[1]。

4 復雜電磁環境下雷達技術的發展特點

電子技術在軍事武器裝備中的核心作用越來越明顯，新型雷達體制得以迅速崛起和廣泛應用，以適應軍事電子高技術激烈對抗的局面。在電子對抗日益擴大、日趨激烈的形勢下，現代雷達的發展應具有以下特點：（1）雷達天線應具有高增益、低副瓣、窄波束、低交叉極化響應、副瓣對消、副瓣消隱、電子掃描消控陣和單脈沖測角技術等特點；（2）收發系統設計應具有高效輻射功率、脈沖壓縮波形、寬帶頻率跳變、寬動態范圍、鏡像抑制、單脈沖/輔助接收系統的信道匹配等特點；（3）雷達系統應具有功率管理能力，能在密集信號環境中迅速地探測、截獲、分選和識別威脅信號，根據威脅等級自動選擇最佳干擾模式，以獲得最佳探測效果，并能對干擾點隨時進行定位；（4）雷達系統應具有綜合的多功能能力，既能應對積極干擾，又能及時判斷消極干擾，此外還要綜合利用雷達技術資源，提高全方位的抗干擾能力。（5）新體制雷達，如稀布陣綜合脈沖孔徑技術。稀布陣綜合脈沖孔徑技術是采用大孔徑稀疏布陣、寬脈沖發射、接收用數字技術綜合形成窄脈沖和天線陣波束的新體制雷達技術，具有工作頻帶寬、同時工作頻率快、信號截獲概率低等優點。

5 結語

綜上所述，復雜的電磁環境給雷達造成的影響非常嚴峻。為了使雷達能夠在未來的戰場環境中正常發揮作用，研究雷達抗干擾技術十分必要。本文通過對當前雷達所面臨的復雜電磁環境下抗干擾現狀及其對抗技術的研究，指出了未來雷達抗干擾技術的新特點。

[1]趙國慶. 雷達對抗系統[M]. 西安：西安電子科技大學出版社，2003.

[2]陳伯孝. 現代雷達系統分析與設計[M]. 西安：西安電子科技大學出版社，2012.

Anti-Jamming Related Problems in Complex Electromagnetic Environment

Wang Tao Wang Rongyong He Zufu

Nanjing Changjiang Electronic Information Industry Group Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210038

In recent years, the space electromagnetic environment has become increasingly complex, and radars are often interfered with by various electromagnetic clutter. These disturbances seriously affect the performance of the radar. The electromagnetic environment of the future battlefield will be more complicated, and it will definitely pose a serious challenge to the radar’s normal operation detection target. Therefore, the research of radar anti-jamming technology is an important part of the current research. From the perspective of complex electromagnetic environment affecting radar detection work, the characteristics and methods of radar anti-interference are analyzed. At the same time, the radar anti-jamming technology and related principles are deeply analyzed from the complex electromagnetic environment, and new complexities are proposed. The development direction of radar anti-jamming technology in electromagnetic environment is also analyzed.

radar; anti-interference technology; electromagnetic environment

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