高功率微波武器对雷达的干扰效果分析

2010-01-20 01:44张杨李勇张培珍

现代电子技术 2009年21期

张杨李勇张培珍

摘要:在现代电子战条件下,高功率微波武器的应用越来越广泛。研究高功率微波武器对雷达的干扰效果有一定指导意义。首先介绍高功率微波武器和雷达接收机保护器的概念,由于雷达接收机保护器对高功率的信号有保护作用,抑制信号进入雷达接收机,采用仿真的方式,分不同的干扰脉冲重复时间将高功率信号作用于雷达接收机,针对不同的脉冲重复时间,在搜索和跟踪模式下可以得出不同的干扰效果。

关键词:高功率微波;重复周期;跟踪;干扰

中图分类号:TN954.1 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)21-042-05

Radar Disturb Effect and Analysis of High Power Microwave Weapon

ZHANG Yang1,LI Yong2,ZHANG Peizhen1

(1.Graduate Students′ Brigade,Naval Aeronautical and Astronautical University,Yantai,264000,China;

2.Student Pilots′ Brigade,Naval Aeronautical and Astronautial University,Yantai,264000,China)

Abstract:HPM is used abroad in present EW.It is very important to study HPM-radar jamming effect.Firstly this text introduces the concept of HPM and radar receiver protector.Because radar receiver protector can restrain signal of HPM,it can restrain signal enter radar receiver.This text uses HPM to radar receiver protector by different disturb pulse repeat cycle.〢iming at different pulse repeat cycle,different disturb effect can be gained in search and scout model.

Keywords:HPM;repeat cycle;track;disturb

如今复杂电磁环境下的电子战形式多种多样,高功率微波武器作为其中的一种形式正越来越广泛地应用于现代电子战战场[1]。将高功率微波武器应用于雷达接收机,通过仿真结果可以明确直观地看到高功率微波武器的电子战效能,对研究现代电子战有较好的指导意义。

1 高功率微波武器的概念

高功率微波[2-4]一般指峰值功率在100 MW以上,工作频率为1~300 GHz之间的微波,是由近代微波理论的迅速发展和脉冲功率技术的实用化而推动起来的,这极大地促进了HPM武器高功率雷达和超级干扰机等的发展。高功率微波武器是将HPM源产生的微波,经高增益天线定向辐射,将微波能量汇聚在窄波束内,以极高的强度照射目标,杀伤人员和干扰、破坏现代武器系统的电子设备的新概念武器[5]。

2 雷达接收机保护器

雷达接收机经过高频部分、中频部分和视频放大后才至终端设备[6,7],如图1所示。

接收机保护器在其高频部分、中频部分、视频和终端设备之前[8]。一般的雷达接收机保护器分为主动式和被动式两种。被动接收机保护器是一个自激的,不需要外部控制来实现保护功能的器件,被动的方法对于任何的应用都是可行的。它相对于主动保护器来说可以更加可靠,更大限度地克服潜在威胁。它是自动的,自激的,在雷达关机情况下,它仍然对外部信号有保护作用。主动接收机保护器是一个需要控制信号来实现保护功能的器件。主动接收机保护器是一个开关,可以用单刀单掷和单刀双掷描述这种设计。还有一种混合型的设计,叫作准主动式接收机保护器[9],兼有主动和被动的特点。这里的接收机保护器采用的是被动式。

3 高功率状态下与保护器有关的概念

3.1 输入

不同高功率信号有不同的特点,所有高功率信号的辨认和描述必须根据他们的频率、最高功率、带宽和占空比。另一个重要的输入功率特点是脉冲上升时间。对任何一个接收机保护器来说,都需要一定的时间转变为高功率状态。在这个转变时间内,所泄漏的脉冲将会比在达到最大保护特性时保持脉冲所泄漏的多,这个转变时间被称为尖峰,它的振幅和宽度很大程度上决定于输入脉冲的上升时间。总的说来,上升时间上升得越快,尖峰的振幅就越高。

3.2 低功率状态

通常把低功率状态称作插入损耗状态。这个状态通常指接收机保护器在雷达系统静止时及在接收目标回波时的状态。在这个状态下,接收机保护装置一个最重要的注意事项是接收信号的最大输入功率。输入接收机设计将本着输入功率不超过最大输入功率这个极限。如果超过这个功率限制,标准的接收机保护器就开始对信号进行限制,比如限制输入信号,或者产生不想要的信号,如谐波信号或者调制信号。

3.3 高功率状态

高功率微波状态指元件激活,并开始保护接收机免受高功率信号破坏的状态。

3.4 恢复时间[8]

在恢复时间状态时,装置是在由高功率状态回到低功率状态的过程中。恢复时间是从发射脉冲停止时开始测量的,这是指发射脉冲的下降沿,在此期间,发射功率已经低于限幅功率。对于实际效果来说,恢复时间的测量意味着输入功率低于零的时刻,如图2所示。

恢复时间终止点的测量,根据要求的不同而不同,但是在缺少任何其他描述的情况下,标准工业定义的恢复时间是从发射脉冲停止到装置恢复到静态输入插损值的3 dB。

3.5 输出

在高功率状态下,输出指行使保护功能情况下的┮恢帜芰啃问胶湍芰康拇笮Ｔ谡庵肿刺下与之有关系的表现特性是衰弱功率、尖峰泄漏功率和能量、平坦功率。在低功率状态下,输出脉冲与输入脉冲的振幅相等。随着输入振幅的增加,在某一点,转入保护状态,通过的脉冲都会随着输入的增长而开始减小。当输入功率超过限幅点时,通过功率将采取一个尖峰和平峰的形式[10]。如前面所述,尖峰是通过脉冲的一部分,在前沿产生,它是由接收机保护器达到完全保护所用的小段有限时间所产生的。平峰指的是通过脉冲的主要部分,它是在完全保护完成后所产生的。图3展示了这两者之间的关系。

4 仿真中固定参数的确定与表示

首先确定仿真中的主要不变参数,见表1。

仿真加高功率干扰之前,未加干扰的目标的点迹显示图、航迹显示图、脉压前信号实部和脉压后信号模值图,如图4~图6所示。脉压前信号实部和脉压后信号模值图中,上半部分为脉冲压缩前的信号,下半部分为脉冲压缩后的信号。图中通常只表示目标的点迹、航迹和接收信号,由于跟踪状态下的情况无法以图的形式表示,所以将在结论中进行阐述。

在仿真中,对应图4取目标的点迹信息进行讨论,见┍2。同样,对应于图5雷达获得的目标航迹信息见表3。