陳文奎,陶建義

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第51研究所,上海201802)

0 引 言

近年來(lái),雷達(dá)界不斷應(yīng)用新技術(shù),如頻率、波束、波形、功率、重復(fù)頻率等雷達(dá)基本參數(shù)的捷變或自適應(yīng)捷變技術(shù),功率合成、匹配濾波、相參積累、恒虛警處理、大動(dòng)態(tài)線性檢測(cè)技術(shù)、多普勒濾波技術(shù),低截獲概率技術(shù),極化信息處理技術(shù),擴(kuò)譜技術(shù),超低旁瓣天線技術(shù),多種發(fā)射波形設(shè)計(jì)技術(shù),數(shù)字波束形成技術(shù)等;并在采用新技術(shù)的基礎(chǔ)上,開發(fā)研究出了多種先進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng),如有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)、超寬帶合成孔徑及逆合成孔徑雷達(dá)、低截獲概率雷達(dá)、新型脈沖多普勒雷達(dá)、稀布陣綜合孔徑(米波)雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、雙/多基地雷達(dá)、組網(wǎng)雷達(dá)、數(shù)字陣列雷達(dá)、統(tǒng)計(jì)多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)等。

這些新體制雷達(dá)拓展了雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域。研究這些新體制雷達(dá)對(duì)于弄清其工作原理、找到其薄弱環(huán)節(jié)、采用有針對(duì)性的雷達(dá)對(duì)抗技術(shù)和方法尤為必要。本文將對(duì)這些雷達(dá)及其關(guān)鍵技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹,并對(duì)雷達(dá)對(duì)抗界應(yīng)對(duì)這些雷達(dá)的方法及關(guān)鍵技術(shù)作一概述。

1 新體制雷達(dá)及其關(guān)鍵技術(shù)

1.1 新體制雷達(dá)

1.1.1 有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)

有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制數(shù)控移相器來(lái)實(shí)現(xiàn)波束掃描控制。目前,這種雷達(dá)在美軍已獲得了廣泛應(yīng)用,如“愛國(guó)者”導(dǎo)彈系統(tǒng)應(yīng)用多功能相控陣?yán)走_(dá)后,具有了高低空監(jiān)視、敵我識(shí)別等功能,既可引導(dǎo)攻擊敵機(jī)又可引導(dǎo)截?fù)魜?lái)襲導(dǎo)彈,且能同時(shí)跟蹤和打擊多個(gè)目標(biāo)。

機(jī)載有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展不僅裝備了新一代戰(zhàn)斗機(jī),而且還用于改進(jìn)提高已有戰(zhàn)斗機(jī),如美國(guó) F-22的 AN/APG-77、F-35 的 AN/APG-81、F/A-18的 AN/APG-79、F-16E/F的 AN/APG-80和E-2D的AN/APY-9。其中,F-22的APG77不僅具備雷達(dá)的功能,其相控陣天線還可以用于通信和發(fā)射干擾信號(hào)。“陣風(fēng)”、“鷹獅”均將應(yīng)用有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)。

有源相控陣技術(shù)與數(shù)字處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等結(jié)合,使雷達(dá)具有十分靈活、復(fù)雜的掃描方式、信號(hào)波形等,這給電子偵察和電子干擾均帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

1.1.2 逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)及超寬帶合成孔徑雷達(dá)

合成孔徑雷達(dá)(SAR)是近年來(lái)取得重大進(jìn)步的一種新體制雷達(dá),在星載、機(jī)載、無(wú)人機(jī)載等方面獲得了廣泛應(yīng)用。目前,星載合成孔徑雷達(dá)(由于高空無(wú)需側(cè)視)的地面分辨率已達(dá)到0.3～1 m,如美國(guó)的“長(zhǎng)曲棍球”系統(tǒng)。它們可全天時(shí)、全天候、全方位地工作,能透過(guò)樹木探測(cè)到隱蔽的機(jī)動(dòng)導(dǎo)彈發(fā)射架,透過(guò)地表發(fā)現(xiàn)地下數(shù)米處的掩蔽部,透過(guò)海水探測(cè)一定深度的潛艇等。機(jī)載和無(wú)人機(jī)載SAR雷達(dá)(大多采用側(cè)視)使用非常廣,美國(guó)的AN/APS-137海上逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)與跟蹤多模式雷達(dá)地面分辨率已達(dá)到1 m。合成孔徑雷達(dá)和逆合成孔徑雷達(dá)采用了二維相參處理技術(shù),具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

同時(shí),由于SAR和ISAR雷達(dá)不斷提高分辨力的要求,使SAR雷達(dá)和ISAR雷達(dá)的信號(hào)瞬時(shí)帶寬不斷提高。據(jù)報(bào)道,美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的地基超寬帶雷達(dá)的信號(hào)帶寬達(dá)到了1 GHz,使傳統(tǒng)的偵察截獲系統(tǒng)和電子干擾系統(tǒng)均難以適應(yīng)這樣的信號(hào)。

SAR雷達(dá)除不斷提高信號(hào)帶寬外,還發(fā)展了能進(jìn)行地面動(dòng)目標(biāo)指示(GMTI)的SAR雷達(dá)、能進(jìn)行三維立體成像的干涉合成孔徑雷達(dá)(InSAR)、雙/多基地合成孔徑雷達(dá)等。

1.1.3 低截獲概率雷達(dá)

低截獲概率(LPI)雷達(dá)可將輻射能量以類噪音的形式擴(kuò)散在寬頻率范圍上,從而使反輻射武器定位系統(tǒng)精度下降,使雷達(dá)免遭反輻射導(dǎo)彈的攻擊。

LPI雷達(dá)的主要實(shí)現(xiàn)途徑有:一是雷達(dá)發(fā)射的脈沖隨機(jī)變化,使電子偵察系統(tǒng)和反輻射導(dǎo)彈難以捕捉和跟蹤一個(gè)“恒定”的信號(hào);二是對(duì)雷達(dá)實(shí)施熱屏蔽,以有效抑制或屏蔽寄生電磁輻射,降低雷達(dá)的紅外特征;三是降低雷達(dá)旁瓣,減小波束寬度,使電子偵察系統(tǒng)和反輻射導(dǎo)彈難以截獲雷達(dá)輻射信號(hào),有效降低其攻擊精度,減少損失;四是發(fā)射功率控制,如隱身飛機(jī)雷達(dá),不僅不會(huì)輕易發(fā)射探測(cè)信號(hào),而且在無(wú)源探測(cè)定位系統(tǒng)或其它預(yù)警飛機(jī)的支援下,只在最需要的時(shí)候開機(jī)工作,且同時(shí)嚴(yán)格控制其發(fā)射功率,發(fā)射滿足目標(biāo)探測(cè)所需的最低功率。低截獲概率雷達(dá)的發(fā)展需要電子偵察系統(tǒng)既要提高偵察接收靈敏度,又要適應(yīng)復(fù)雜電磁信號(hào)環(huán)境的要求。許多新體制雷達(dá)都具備LPI雷達(dá)性能,典型的LPI雷達(dá),如F-16C/D、F-15E和F-14機(jī)用地形跟隨雷達(dá)LANTIRN、F-15E機(jī)用多模戰(zhàn)術(shù)雷達(dá)AN/APG-70、B-2多模雷達(dá)AN/APG-181等。

1.1.4 新型脈沖多普勒雷達(dá)

脈沖多普勒(PD)雷達(dá)因同時(shí)具有脈沖雷達(dá)的測(cè)距和連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速能力,被廣泛用于現(xiàn)代機(jī)載火控雷達(dá)。該雷達(dá)具有很強(qiáng)的抗欺騙干擾能力,能從強(qiáng)地物背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo),所以也是對(duì)付低空飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈的有效兵器。其典型應(yīng)用如意大利的“冥王星”低空警戒雷達(dá),用于低空和海岸防御系統(tǒng),可在惡劣環(huán)境條件下探測(cè)低空飛機(jī)和海面艦艇。由于這種雷達(dá)采用了相位編碼脈沖壓縮技術(shù),在一定距離內(nèi)有很高的分辨力和對(duì)強(qiáng)雜波及無(wú)源干擾的抗干擾能力。

新型脈沖多普勒雷達(dá)技術(shù)正用于新一代預(yù)警機(jī)雷達(dá)的改進(jìn)升級(jí),如美軍的新一代預(yù)警機(jī)E-2D雷達(dá)的改進(jìn)升級(jí),就主要采用了這一技術(shù),以滿足對(duì)低空小目標(biāo)的探測(cè)需要。

1.1.5 稀布陣綜合孔徑雷達(dá)

稀布陣綜合孔徑雷達(dá)(SIAR)是一種新型米波分布陣體制雷達(dá),主要用于遠(yuǎn)程警戒與跟蹤。它保留了米波的傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)并克服了角分辨率低、測(cè)量精度差和抗干擾能力弱等主要缺點(diǎn)。SIAR以超寬帶方式工作,帶寬可以做得很大。SIAR最主要的特點(diǎn)是天線采用了稀布陣,總體上是無(wú)方向性反射,其發(fā)射和接收方向圖是在接收端通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理得到的,因此,它可同時(shí)形成多個(gè)波束以同時(shí)觀測(cè)多個(gè)方向。它通過(guò)計(jì)算形成波束能夠長(zhǎng)時(shí)間不間斷地盯住目標(biāo)而進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的相干積累,這樣就提高了雷達(dá)的探測(cè)能力。

1.1.6 毫米波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)波束窄,角分辨力高,頻帶寬,隱蔽性好,抗干擾能力強(qiáng),體積小,重量輕。與紅外、激光設(shè)備相比較,它具有很好的穿透煙、塵、雨、霧的傳播特性,所有這些特點(diǎn)使毫米波雷達(dá)在軍事上得到了廣泛的運(yùn)用。特別是新型高效的大功率毫米波功率源、介質(zhì)天線、集成天線、低噪聲接收機(jī)芯片等相繼問世,使毫米波雷達(dá)發(fā)生了更新?lián)Q代的變革,且大大拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用范圍包括目標(biāo)捕獲、近程火控、靶場(chǎng)測(cè)量、戰(zhàn)地監(jiān)視和導(dǎo)彈制導(dǎo)等。為了在嚴(yán)重干擾和雜波背景中對(duì)抗隱身目標(biāo)、低空目標(biāo)和反輻射導(dǎo)彈,毫米波雷達(dá)已成為作戰(zhàn)系統(tǒng)的主要發(fā)展方向之一。

1.1.7 雙/多基地雷達(dá)

這是一種收發(fā)異址、多發(fā)多收、以離散形式布站命名的雷達(dá)系統(tǒng)。根據(jù)不同的需要,可以采用多種配置方式,如地發(fā)/地收、空發(fā)/空收等。按照發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的多少,還可編組成一發(fā)一收、兩發(fā)一收、三發(fā)兩收等不同形式。

這些突出的特性,使其可充分利用隱身飛行器散射雷達(dá)波信號(hào)的空間特征,接收隱身飛行器的側(cè)向或前向散射雷達(dá)波信號(hào),達(dá)到探測(cè)和定位的目的。此外,由于雙(多)基地雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射與接收分系統(tǒng)分開配置,且發(fā)射分系統(tǒng)多點(diǎn)配置,因而還可有效地防止反輻射導(dǎo)彈的攻擊。

1.1.8 組網(wǎng)雷達(dá)

雷達(dá)組網(wǎng),是按照作戰(zhàn)需求和確定的指揮情報(bào)報(bào)知關(guān)系,在一定的區(qū)域內(nèi)有計(jì)劃地對(duì)雷達(dá)站分散配置,通過(guò)所建立的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和指揮情報(bào)傳遞控制鏈路,構(gòu)成動(dòng)態(tài)、一體化、智能、高效的雷達(dá)情報(bào)關(guān)系。

因此,雷達(dá)組網(wǎng)是將多部不同體制、不同平臺(tái)、不同頻段、不同極化方式的雷達(dá)適當(dāng)布站,對(duì)網(wǎng)內(nèi)各部雷達(dá)的信息完成“網(wǎng)狀”收集和傳遞,并由中心站平滑、濾波、外推、內(nèi)插、加權(quán)等綜合處理和控制管理,從而形成一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)整體。

將網(wǎng)內(nèi)各雷達(dá)的信息(原始視頻、點(diǎn)跡、航跡)匯集至中心站綜合處理得出雷達(dá)網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的目標(biāo)情報(bào)信息、戰(zhàn)術(shù)與戰(zhàn)略態(tài)勢(shì),使系統(tǒng)的效能不僅是網(wǎng)內(nèi)多部雷達(dá)效能的疊加,而且有質(zhì)的飛躍,派生出許多單臺(tái)雷達(dá)所不具備的新功能。它避免了單基地雷達(dá)的弱點(diǎn)和局限,除具有頻率分集、空間分集與能量分集的特點(diǎn)外,主要是提高了反導(dǎo)、抗干擾、反隱身能力和防空部隊(duì)的快速反應(yīng)能力。

1.1.9 數(shù)字陣列雷達(dá)

數(shù)字陣列雷達(dá)是一種接收和發(fā)射都采用數(shù)字波束形成技術(shù)的全數(shù)字陣列掃描雷達(dá),它是數(shù)字雷達(dá)的主要類型。

由于數(shù)字雷達(dá)的收發(fā)波束均以數(shù)字方式形成,并且可通過(guò)改變程序來(lái)執(zhí)行完全不同的工作模式,所以它擁有模擬雷達(dá)所不具備的許多優(yōu)良性能。

數(shù)字雷達(dá)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以編程且精確處理,能很精確地增強(qiáng)弱目標(biāo)信號(hào)并濾掉雜波信號(hào),從而提高雷達(dá)的檢測(cè)和跟蹤能力。采用可編程的數(shù)字控制系統(tǒng)給雷達(dá)的發(fā)射特性和裝備帶來(lái)靈活性,可使單個(gè)系統(tǒng)在完全不同的模式之間或雷達(dá)工作方式之間瞬時(shí)轉(zhuǎn)換。

此外,數(shù)字雷達(dá)還具有改善時(shí)間-能量資源管理、提供可靠性、延長(zhǎng)壽命和降低成本的潛力。

數(shù)字陣列雷達(dá)發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容是將“認(rèn)知無(wú)線電”思想引入雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研制,從而使未來(lái)先進(jìn)雷達(dá)具備更高的“智能”。當(dāng)電子信息系統(tǒng)采用“認(rèn)知無(wú)線電”策略后,將具備對(duì)環(huán)境的即時(shí)感知能力,并通過(guò)對(duì)環(huán)境的即時(shí)感知,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的智能化適應(yīng),實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度、利用等的自適應(yīng)和自治管理。

1.1.10 MIMO雷達(dá)、統(tǒng)計(jì)MIMO雷達(dá)和網(wǎng)雷達(dá)

MIMO雷達(dá)和SIAR雷達(dá)一樣發(fā)射正交波形,在空間形成寬的低增益發(fā)射波束,接收端則使用DBF技術(shù)綜合形成多個(gè)發(fā)射波束和接收波束。MIMO技術(shù)給雷達(dá)系統(tǒng)的性能帶來(lái)了全新的突破,包括信號(hào)被截獲距離降低,目標(biāo)分辨率以及空間搜索能力提高、發(fā)射信號(hào)分集和空間分集技術(shù),能有效探測(cè)隱形目標(biāo),采用特殊的發(fā)射布陣方式和大大降低雷達(dá)被反輻射導(dǎo)彈攻擊的概率等。

統(tǒng)計(jì)MIMO雷達(dá)利用目標(biāo)散射分集來(lái)提高檢測(cè)性能,其優(yōu)勢(shì)為RCS平均近似恒定、測(cè)角精度高、目標(biāo)識(shí)別能力強(qiáng)、反隱身效果好和抗摧毀能力強(qiáng)。

綜合MIMO雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)以及防空系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)需求將雷達(dá)組網(wǎng)概念進(jìn)一步拓展和推廣,提出了一個(gè)全新的基于MIMO技術(shù)的多基地雷達(dá),即網(wǎng)雷達(dá)。

與常規(guī)雷達(dá)組網(wǎng)不同,網(wǎng)雷達(dá)將雷達(dá)組網(wǎng)目標(biāo)參數(shù)的獲取由信號(hào)檢測(cè)、信息融合的層面進(jìn)一步推廣至信號(hào)處理的層面,保留雷達(dá)組網(wǎng)和多基地雷達(dá)原有的特點(diǎn),更利用MIMO特有的空間分集和信息獲取優(yōu)勢(shì),從而將雷達(dá)系統(tǒng)的整體性能提升到全新的高度。

網(wǎng)雷達(dá)的概念與常規(guī)雷達(dá)乃至多基地等新概念雷達(dá)均有很大的不同,容易憑借單個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)構(gòu)成非常大的戰(zhàn)役縱深,大幅度提高防空系統(tǒng)的生存能力和作戰(zhàn)效能。

1.2 新體制雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)

在發(fā)射和接收方面,由于集成和封裝技術(shù)的發(fā)展使高品質(zhì)的多通道發(fā)射和接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工業(yè)化生產(chǎn)成為可能,并可在發(fā)射/接收時(shí)在不同方向上采用準(zhǔn)同時(shí)波束。寬帶收發(fā)和高質(zhì)量模數(shù)變換技術(shù)的迅速發(fā)展將推動(dòng)雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展。

在天線陣方面,目前廣泛采用有源相控陣天線陣,未來(lái)可能采用甚寬帶過(guò)采樣陣列實(shí)現(xiàn)與電子戰(zhàn)和通信系統(tǒng)的共用孔徑,此共用孔徑可置于平臺(tái)的不同位置而成為“靈巧蒙皮”。在寬帶分布和瞄準(zhǔn)上則采用真實(shí)時(shí)間延遲而不用相位加權(quán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在自適應(yīng)處理上,時(shí)-空自適應(yīng)處理發(fā)展很快。對(duì)于運(yùn)動(dòng)平臺(tái),由于雜波回波的多普勒擴(kuò)展,其最小可探測(cè)目標(biāo)的徑向速度受到限制,所以時(shí)-空自適應(yīng)處理是對(duì)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)主要需求:利用二維多普勒-角度處理,若已知在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上雜波回波的多普勒頻率與它們的到達(dá)角直接相關(guān),那么便可探測(cè)慢速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)。

概括地講,未來(lái)雷達(dá)將采用的一些關(guān)鍵技術(shù)包括:時(shí)-空自適應(yīng)處理,如DBF、偽裝發(fā)射/接收、交替掃描、探測(cè)前跟蹤、長(zhǎng)積累時(shí)間等;頻率最佳化,如頻率自適應(yīng)、合成帶寬、低頻率工作等;位置/地點(diǎn)最佳化,如采用共用孔徑、雙多基地工作等;甚寬帶工作。此外,由于雷達(dá)技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科,所以它還將涉及到許多高新技術(shù),如光纖技術(shù)、高溫超導(dǎo)技術(shù)、各種先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)波束形成技術(shù)和并行處理技術(shù)等,從而使它能實(shí)現(xiàn)更高的反應(yīng)能力和態(tài)勢(shì)評(píng)估性能要求。

2 新體制雷達(dá)對(duì)抗及關(guān)鍵對(duì)抗技術(shù)

2.1 新體制雷達(dá)對(duì)抗技術(shù)

2.1.1 對(duì)相控陣?yán)走_(dá)干擾技術(shù)

對(duì)有源固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)可采用阻塞式和瞄準(zhǔn)式遮蓋性干擾,也可采用欺騙性干擾。阻塞式干擾對(duì)于具有頻率捷變能力的相控陣?yán)走_(dá)來(lái)說(shuō)是最有效的,瞄準(zhǔn)式干擾效果的干擾功率密度與雷達(dá)熱噪聲之比K值比阻塞式高出6～20 dB。對(duì)相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行距離欺騙干擾,是在相應(yīng)的距離單元上產(chǎn)生假目標(biāo),使得距離跟蹤系統(tǒng)產(chǎn)生距離跟蹤誤差。實(shí)現(xiàn)欺騙性干擾必須準(zhǔn)確掌握雷達(dá)獲取目標(biāo)距離、角度和速度信息的原理和雷達(dá)發(fā)射信號(hào)調(diào)制中的關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)于搜索狀態(tài)的相控陣?yán)走_(dá),欺騙性干擾不影響其對(duì)真實(shí)目標(biāo)的檢測(cè),只會(huì)增加虛警,而且會(huì)被操作員識(shí)破。

由于相控陣?yán)走_(dá)在抗干擾方面具有時(shí)空二維濾波處理的功能,因此,如果僅用單一的干擾機(jī)對(duì)其進(jìn)行干擾,很難達(dá)到預(yù)期的效果?？捎?部或2部以上在不同位置的干擾機(jī)對(duì)其進(jìn)行干擾,短時(shí)間分時(shí)輪流工作,就可導(dǎo)致空間相關(guān)矩陣與實(shí)際接收機(jī)信號(hào)不匹配,從而達(dá)到有效干擾的目的。

2.1.2 對(duì)SAR和ISAR動(dòng)目標(biāo)干擾及對(duì)超寬帶SAR的子帶寬相干干擾技術(shù)

欺騙式動(dòng)目標(biāo)干擾方法研究了被干擾SAR平臺(tái)的運(yùn)行速度測(cè)量誤差和信號(hào)載頻測(cè)量誤差對(duì)于干擾效果的影響。欺騙式動(dòng)目標(biāo)干擾方法使地面干擾機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)虛假動(dòng)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行干擾,從而影響被干擾雷達(dá)的MTI性能,達(dá)到保護(hù)地面真實(shí)軍事運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的目的。從一系列截獲到的ISAR線性調(diào)頻脈沖中產(chǎn)生假目標(biāo)圖像的流水線式的全數(shù)字化圖像合成器可以提供一種新型的RF成像誘餌。

文獻(xiàn)[3]提出了采用子帶寬相干干擾技術(shù)對(duì)超寬帶線性調(diào)頻雷達(dá)進(jìn)行干擾的方法。其基本思想是:截獲大時(shí)寬的雷達(dá)信號(hào),高保真采樣其中的一小段信號(hào)后馬上進(jìn)行處理轉(zhuǎn)發(fā),然后再采樣、處理轉(zhuǎn)發(fā)下一段,采樣轉(zhuǎn)發(fā)分時(shí)交替工作直到大時(shí)寬信號(hào)結(jié)束。該方法以相對(duì)較小的干擾帶寬達(dá)到欺騙雷達(dá)相參處理的目的,實(shí)現(xiàn)對(duì)超寬帶雷達(dá)的有效干擾。

2.1.3 對(duì)低截獲概率雷達(dá)的偵察和分類技術(shù)

由于新的LPI雷達(dá)的性質(zhì),現(xiàn)代截獲接收機(jī)變得日益無(wú)效。LPI雷達(dá)信號(hào)的檢測(cè)和截獲需要復(fù)雜的數(shù)字接收機(jī),后者不僅必須具備對(duì)微弱信號(hào)檢測(cè)、保留信號(hào)的相位信息,保證對(duì)信號(hào)的積累、構(gòu)造最佳的濾波器進(jìn)行信號(hào)處理,同時(shí),高精度的參數(shù)測(cè)量算法也為完成對(duì)信號(hào)的分析和分類提供了有力的手段。

去斜坡方法的數(shù)字LPI雷達(dá)檢測(cè)器可以將LPI雷達(dá)信號(hào)從背景信號(hào)中提取出來(lái)。該系統(tǒng)可以檢測(cè)在有效作用距離內(nèi)失配的線性FMCW信號(hào),可以通過(guò)對(duì)脈沖信號(hào)短暫屏蔽,消除脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)在脈沖雷達(dá)環(huán)境的LPI雷達(dá)檢測(cè),并可以引用數(shù)據(jù)庫(kù)了解LPI雷達(dá)的工作模式,還可以通過(guò)對(duì)更寬頻帶的載頻進(jìn)行頻率掃描來(lái)擴(kuò)展該系統(tǒng)的能力。同時(shí),可利用各種維納分布(WD)分析LPI雷達(dá)信號(hào),利用并聯(lián)濾波器陣和高階統(tǒng)計(jì)(HOS)對(duì)LPI雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和分類。

2.1.4 利用直接數(shù)字合成實(shí)現(xiàn)對(duì)PD雷達(dá)的欺騙干擾技術(shù)

PD雷達(dá)工作中的匹配濾波器對(duì)目標(biāo)信號(hào)提供相干積累效應(yīng),從而使抗噪聲干擾時(shí)的目標(biāo)信號(hào)/干擾比最佳。雷達(dá)接收機(jī)中的微分系統(tǒng)能夠檢測(cè)距離和速度的相關(guān)性來(lái)判斷目標(biāo)真?zhèn)?因此PD雷達(dá)也具有很強(qiáng)的抗欺騙干擾能力。所以,在對(duì)PD雷達(dá)進(jìn)行欺騙干擾時(shí),必須在進(jìn)行距離門拖引的同時(shí)進(jìn)行速度門拖引,欺騙才能有效。

文獻(xiàn)[5]對(duì)利用直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)PD雷達(dá)的欺騙干擾進(jìn)行了研究。利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)設(shè)計(jì)DDS電路,改變FPGA芯片所構(gòu)成系統(tǒng)中的只讀存儲(chǔ)器(ROM)表數(shù)據(jù),DDS就可以輸出任意波形。

該芯片還可以支持系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)升級(jí),雖然精度和速度略有不足,但基本滿足絕大多數(shù)系統(tǒng)的使用要求。FPGA主要由接口模塊、累加器模塊、正弦ROM表模塊以及分頻控制模塊組成。干擾機(jī)射頻存儲(chǔ)外部雷達(dá)信號(hào),利用上述方法產(chǎn)生DDS信號(hào)作為多普勒頻率加入射頻儲(chǔ)存裝置中,對(duì)雷達(dá)實(shí)施速度欺騙干擾,使頻譜具有多普勒特征,更逼真地模擬真實(shí)信號(hào),實(shí)現(xiàn)了對(duì)PD雷達(dá)的干擾。

2.1.5 對(duì)毫米波雷達(dá)的干擾技術(shù)

由于毫米波雷達(dá)應(yīng)用于防御系統(tǒng)跟蹤雷達(dá)和導(dǎo)彈末制導(dǎo)跟蹤雷達(dá)較多,從機(jī)理上看,跟蹤雷達(dá)抗干擾能力較強(qiáng),且因波束窄、大氣衰減大,反偵察能力強(qiáng),目前毫米波大功率微波器件缺乏,故毫米波有源干擾系統(tǒng)較少。

無(wú)源干擾方式是對(duì)付毫米波雷達(dá)的主要方式,如:毫米波箔條和箔片產(chǎn)生干擾回波以遮蓋目標(biāo)或破壞雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的跟蹤,用毫米波角反射器形成強(qiáng)假目標(biāo)回波,用毫米波等離子氣懸體形成吸收電磁波的空域以掩護(hù)目標(biāo),用毫米波煙幕對(duì)電磁波的吸收或反射,阻礙毫米波雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的偵察、探測(cè)等。

文獻(xiàn)[6]提出了一種采用窄帶瞄準(zhǔn)式遮蓋性干擾對(duì)付毫米波雷達(dá)的有源干擾方法,使雷達(dá)接收機(jī)被噪聲阻塞,使雷達(dá)完全喪失發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的能力,仿真證明了對(duì)毫米波雷達(dá)進(jìn)行有源干擾的可行性。

2.1.6 對(duì)組網(wǎng)雷達(dá)的綜合干擾技術(shù)

組網(wǎng)雷達(dá)是未來(lái)雷達(dá)應(yīng)用的重要方向之一,組網(wǎng)雷達(dá)對(duì)我空軍實(shí)施空間突防構(gòu)成了巨大威脅。研究組網(wǎng)雷達(dá)工作體制、信號(hào)流程,對(duì)組網(wǎng)雷達(dá)的綜合特征信號(hào)的偵察及對(duì)組網(wǎng)雷達(dá)的綜合干擾方法很有必要。綜合對(duì)抗即多種行動(dòng)和措施的綜合運(yùn)用,例如壓制干擾與欺騙干擾相結(jié)合,有源干擾與無(wú)源干擾相結(jié)合,集中式干擾與分布式干擾相結(jié)合,掩護(hù)干擾和自衛(wèi)相結(jié)合,軟殺傷與硬摧毀相結(jié)合以及雷達(dá)電子干擾與目標(biāo)隱身技術(shù)相結(jié)合等等。

分布式干擾是將眾多的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜的小型電子干擾機(jī)散布在接近被干擾雷達(dá)的空域和地域間形成干擾扇面,干擾信號(hào)極易進(jìn)入雷達(dá)的主瓣,可在頻率域、極化域和空間域上形成大區(qū)域的干擾。分布式干擾機(jī)可根據(jù)雷達(dá)網(wǎng)的分布情況,采用各種干擾方式,應(yīng)用單個(gè)干擾機(jī)的能力采取多種布站方式,來(lái)達(dá)到對(duì)組網(wǎng)雷達(dá)干擾的目的。

采取具有航跡特征的雷達(dá)假目標(biāo)產(chǎn)生技術(shù),在多部雷達(dá)形成想定的空間相關(guān)航線的假目標(biāo)干擾只要其特征與真目標(biāo)相似,也可以達(dá)到干擾的目的。這種航跡欺騙的產(chǎn)生取決于雷達(dá)本身波束掃描特性和干擾機(jī)的位置,需要載機(jī)、被掩護(hù)的飛機(jī)和產(chǎn)生的假航跡之間的精確協(xié)同和配合。

組網(wǎng)干擾利用多個(gè)干擾設(shè)備構(gòu)成干擾網(wǎng)對(duì)付雷達(dá)網(wǎng),以網(wǎng)制網(wǎng)。干擾機(jī)組網(wǎng)可按照一定規(guī)則構(gòu)成有形狀和無(wú)形狀的干擾網(wǎng),可空地結(jié)合、多種干擾技術(shù)結(jié)合,形成對(duì)某一特定組網(wǎng)雷達(dá)最有效的干擾。

2.1.7 寬帶數(shù)字陣列自適應(yīng)干擾技術(shù)

隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)字系統(tǒng)代替模擬系統(tǒng)應(yīng)用于電子工程的各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。從提高截獲概率上來(lái)說(shuō),采用寬帶數(shù)字多波束形成接收技術(shù),可以解決大空域覆蓋范圍和高靈敏度偵收的矛盾,不需要機(jī)械旋轉(zhuǎn),不需要復(fù)雜的多波束網(wǎng)絡(luò)、沒有能量的損失、方便進(jìn)行通道校正,并且波束的形狀和個(gè)數(shù)可以根據(jù)工作方式的不同而加以靈活變化,從而具備多信號(hào)處理能力,實(shí)現(xiàn)對(duì)多目標(biāo)的連續(xù)偵察跟蹤。

采用寬帶數(shù)字陣列干擾技術(shù)可以大大提高現(xiàn)有雷達(dá)干擾技術(shù)。在采用相同發(fā)射機(jī)功率的情況下,寬帶數(shù)字陣列干擾技術(shù)可以利用整個(gè)發(fā)射陣面的孔徑增益,比部分孔徑發(fā)射波束得到更高的干擾功率;由于采用數(shù)字射頻存儲(chǔ)器(DRFM)和直接數(shù)字合成(DDS)的方式來(lái)產(chǎn)生相參信號(hào)和噪聲干擾信號(hào),干擾信號(hào)質(zhì)量更高;采用數(shù)字陣列的方式,可以靈活地在某些方向上產(chǎn)生抑制零深,從空域的角度改善了收發(fā)通道間的隔離度;由于每個(gè)干擾源都是根據(jù)偵收信號(hào)獨(dú)立產(chǎn)生的,利用數(shù)字陣列的方式進(jìn)行靈活組合和控制,因而具有多目標(biāo)同時(shí)干擾能力。最為重要的是,采用寬帶數(shù)字陣列干擾技術(shù)在發(fā)射陣列中輻射相參信號(hào)或不同頻率的信號(hào),通過(guò)改變電磁波傳播波前來(lái)實(shí)現(xiàn)方位角度的自適應(yīng)欺騙干擾,從而有效地破壞雷達(dá)角度跟蹤系統(tǒng)。

2.1.8 對(duì)統(tǒng)計(jì)MIMO雷達(dá)的干擾

對(duì)MIMO雷達(dá)可采用分布式干擾、假目標(biāo)欺騙干擾,也可采用通過(guò)分時(shí)干擾、逐個(gè)脈沖瞄準(zhǔn)干擾和寬帶阻塞干擾方式的多波束雷達(dá)干擾站。此外,網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)干擾站也不失為一種有效的方式。網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)干擾站是由多部干擾發(fā)射機(jī)、多部偵察接收機(jī)、網(wǎng)絡(luò)中心站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成的一種新型雷達(dá)干擾系統(tǒng)。其發(fā)射機(jī)和接收機(jī)異地部署,其工作方式和工作參數(shù)可預(yù)先編程或受控于網(wǎng)絡(luò)中心站的控制指令,各寬帶接收機(jī)偵察/探測(cè)由空中輻射源發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)或空中目標(biāo)反射的目標(biāo)回波信號(hào),并將偵察/探測(cè)數(shù)據(jù)傳遞給網(wǎng)絡(luò)中心站。

網(wǎng)絡(luò)中心站根據(jù)接收機(jī)偵察/探測(cè)信息,對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、定位和跟蹤與干擾。各干擾機(jī)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心站的指令設(shè)置干擾參數(shù),選定干擾方式,對(duì)MIMO雷達(dá)實(shí)施干擾。網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)干擾融無(wú)源和有源一體、主動(dòng)與被動(dòng)一體、偵察與對(duì)抗一體、對(duì)抗與雷達(dá)一體。因此,網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)干擾大大增強(qiáng)了對(duì)雷達(dá)的對(duì)抗能力和探測(cè)性能。

2.2 新體制雷達(dá)對(duì)抗關(guān)鍵技術(shù)

面對(duì)隨作戰(zhàn)需求不斷產(chǎn)生的新體制雷達(dá),雷達(dá)對(duì)抗新技術(shù)也得到長(zhǎng)足的發(fā)展。

DDS技術(shù)非常適用于產(chǎn)生脈壓波形,可利用這一特點(diǎn)對(duì)脈沖壓縮雷達(dá)進(jìn)行干擾。

DRFM技術(shù)使電子戰(zhàn)系統(tǒng)的功能、作用產(chǎn)生了一個(gè)飛躍,它不僅可用于距離門拖引,也可用于速度欺騙干擾,作為假目標(biāo)產(chǎn)生器和瞄準(zhǔn)式噪聲干擾機(jī)的頻率源,特別適用于對(duì)多普勒雷達(dá)的干擾,也廣泛用于對(duì)各種新體制雷達(dá)的干擾。

靈巧噪聲干擾既具有噪聲干擾的特性又有欺騙干擾的特性,它比噪聲干擾更好地利用了干擾能量,并且大大降低了雷達(dá)采用旁瓣匿影或旁瓣對(duì)消抗干擾技術(shù)的影響。

寬帶數(shù)字T/R組件技術(shù)、超寬帶干擾源技術(shù)、基于光纖技術(shù)的靈巧干擾技術(shù)、多目標(biāo)干擾技術(shù)、組網(wǎng)干擾和分布式干擾技術(shù)等從干擾機(jī)器件技術(shù)、處理轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)到以體系對(duì)抗為目的的干擾機(jī)分布和組網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)都是應(yīng)對(duì)新體制雷達(dá)的關(guān)鍵。

電子計(jì)算機(jī)是新體制雷達(dá)的控制中樞,它可以根據(jù)變化多端的復(fù)雜環(huán)境實(shí)時(shí)地確定雷達(dá)的最佳工作方案,所以,對(duì)敵計(jì)算機(jī)進(jìn)行病毒對(duì)抗以及采用高功率微波顯然也是一種十分有效的手段。

3 結(jié)束語(yǔ)

雷達(dá)面臨的威脅對(duì)雷達(dá)性能提出了更高的要求,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步為雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。

目前雷達(dá)正在向強(qiáng)抗干擾、高分辨率、多維實(shí)時(shí)處理等方面迅速發(fā)展,新體制雷達(dá)的出現(xiàn)為其提高自身生存能力并充分發(fā)揮作用創(chuàng)造了條件。

而同時(shí),雷達(dá)對(duì)抗界也不斷創(chuàng)新,積極應(yīng)對(duì),采用各種先進(jìn)對(duì)抗技術(shù)和方法,在系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)、體系對(duì)體系的對(duì)抗中將發(fā)揮更引人注目的作用。

[1]陳樂樂,張偉.相控陣?yán)走_(dá)的特點(diǎn)及干擾思路淺析[A].中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子對(duì)抗分會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C],2007:592-596.

[2]徐少坤.欺騙式動(dòng)目標(biāo)SAR干擾技術(shù)研究[J].現(xiàn)代雷達(dá),2008(7):94-97.

[3]常龍,姜秋喜.超寬帶雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀及其干擾新技術(shù)初探[J].中國(guó)雷達(dá),2008(2):1-4.

[4]陶建義.低截獲雷達(dá)及其信號(hào)檢測(cè)、分析、分類技術(shù)概述[J].電子偵察干擾,2004(4):1-5.

[5]李越嶺.利用DDS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)PD雷達(dá)的欺騙干擾[A].中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子對(duì)抗分會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C],2007:553-556.

[6]吳海.對(duì)毫米波雷達(dá)干擾能力分析[A].中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子對(duì)抗分會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C],2007:582-586.

[7]劉立巖,顧敏劍.雷達(dá)組網(wǎng)的干擾技術(shù)研究[A].中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子對(duì)抗分會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C],2007:587-591.

[8]梁百川.對(duì)統(tǒng)計(jì)MIMO雷達(dá)的對(duì)抗[J].艦船電子對(duì)抗,2009(1):5-8.