复杂电磁环境下的雷达对抗技术分析*

张德保，沈 鹏，陈洪辉

(91404 部队，河北 秦皇岛066001；2.92742 部队装备部，河北 秦皇岛 066001)

1 引言

作为现代防空武器系统中关键的传感器，雷达具备全天候、远距离探测能力。它能同时提供目标的精确距离、方位、速度和特征信息，因而成为现代防空系统必备的设备。然而，现代雷达面临着复杂电磁环境下的多种威胁，其中电磁干扰对雷达的软杀伤威胁已经改变了雷达设计的传统观念。雷达在复杂电磁环境下的生存能力已经成为决定战争双方胜负的关键因素。在分析了现代复杂电磁环境及其面临的威胁的基础上，本文研究了雷达的抗干扰技术。

2 现代复杂的电磁对抗环境分析

通过从雷达面临的反辐射导弹、电子干扰、隐身技术、低空突防等现代雷达四大威胁的角度分析，可以归纳出雷达面临的复杂电子对抗环境包括:(1）雷达遭遇的敌侦察系统的数量、分布(空域）及其性能(侦察特性）；(2）雷达面临的干扰环境，包括干扰源的数量、干扰源的空间分布、干扰源的密度、干扰源的总功率、干扰信号的样式及参数、干扰信号的频率及范围；干扰的形式(有源和无源）及干扰的战术运用等；(3）雷达遭遇反辐射导弹攻击时，反辐射导弹的作战使用、反辐射导弹的特性、末制导性能以及导弹的雷达有效截面积；(4）雷达探测隐身目标时，目标的作战使用、特性及隐身目标在雷达工作频率范围内的有效截面积。

3 复杂电磁环境下雷达抗干扰技术

3.1 雷达抗干扰技术新特点

随着军事高技术的飞速发展，新型雷达体制迅速崛起和广泛应用，以适应军事电子高技术激烈对抗的局面。在雷达对抗日益激烈的形势下，现代雷达抗干扰应具有以下特点:

(1）雷达天线要具有高增益、低副瓣、窄波束、低交叉极化响应、副瓣对消、副瓣消隐、电子扫描相控阵和单脉冲测角技术；

(2）雷达系统应具有综合的多功能能力，既能应对积极干扰，又能及时判明消极干扰，要综合利用雷达技术资源，提高全方位的抗干扰能力；

(3）收发系统设计应具有高效辐射功率、脉冲压缩波形、宽带频率跳变、宽动态范围、镜像抑制、单脉冲/ 辅助接收系统的信道匹配；

(4）在频域上，雷达系统应占有更多更宽的电磁频谱；在能量上，必须尽可能地发挥雷达在空域、时域和频域上能量集中的优势，来削弱电子干扰的有限辐射功率；

(5）雷达系统应具有全方位、全频段、大功率、多功用以及能对付多目标的多波束能力；

此外，雷达系统要高度积木化，利用模块化硬件和软件，实现现场更换，以减少电子干扰信号影响。

3.2 雷达的对抗措施

如何干扰敌方雷达、对抗敌方干扰，降低其作战效能，保持己方雷达的战斗能力，人们展开了不断的研究，并迅速将研究成果运用于战场。现代雷达的对抗斗争，在空域、时域、频域内全面展开。

3.2.1 空域内的雷达对抗

在空域内的抗干扰技术主要有超低副瓣天线、副瓣匿隐、相控阵天线扫描捷变和雷达组网等，其主要的对抗措施为分布式干扰和投掷式干扰。

(1）超低副瓣天线

超低副瓣天线全面提高了雷达抗各种副瓣干扰的能力，使对雷达副瓣信号的侦察、测向定位和对副瓣的干扰变得困难，这对情报雷达具有特别重大的意义。对于这种雷达，常采用分布式干扰手段。分布式电子干扰是将众多体积小、重量轻、价格便宜的小型电子干扰机散布在接近被干扰雷达的空域、地域上，自动或受控地对选定的雷达设备进行干扰。分布式干扰信号可以从雷达天线的主瓣进入，干扰信号不会受到低副瓣天线的抑制，因而其干扰效率可以比副瓣干扰高40～60 dB。分布式干扰机散布在不同地域、空域，因而可形成多方向的主瓣干扰扇面。这种多方向干扰扇面的组合可形成大区域的压制性干扰。

(2）副瓣匿隐

副瓣匿隐是在正常的接收通道以外增加一个副天线和副接收通道。副通道的接收增益小于主通道主瓣增益，大于主通道副瓣增益。当发现副通道的输出信号大于主通道的信号时，则可判定该信号是从副瓣进来的，就把该信号从主通道挖去，反之则保留。副瓣匿隐用于去除来自副瓣的强脉冲干扰和强点杂波干扰。但是，对于来自副瓣的连续噪声干扰或连续的杂波干扰，副瓣匿隐反而会起抑制主瓣信号正常接收的作用。因此，高占空比干扰是破坏副瓣匿隐的有效手段。

(3）相控阵天线扫描捷变

相控阵天线扫描捷变是利用相控阵天线的电子扫描特性，对被探测的目标进行随机访问。由于雷达天线照射目标的时间呈现很大的随机性，从而接收机对雷达的侦察、识别、定位非常困难。

对抗相控阵天线扫描捷变雷达或其他参数捷变雷达的措施是使干扰机具有极快的响应速度，以便及时准确地把干扰信号瞄准并发射出去。现代干扰设备能在1 μs 内实现准确的频率瞄准、角度瞄准，并施放有效的干扰信号。这是对抗相控阵天线扫描捷变的有效措施。

(4）雷达组网

将位于同一个区域内的多部、多种类型的雷达组网，使它们的情报能相互支援、相互补充。这是一种强有力的抗干扰措施，能实现在空域、时域、频域上的多重覆盖。对于雷达网，只有用多个干扰设备构成的电子干扰网才能对付雷达网，以多对多，以网制网。

3.2.2 频域内的雷达对抗

雷达在频域内的抗干扰措施主要有宽带频率捷变、窄带滤波、频谱扩展等，主要的对抗措施是频率瞄准干扰和快速高精度的复制干扰。

(1）宽带频率捷变

为躲避高功率密度的频率瞄准干扰，现代雷达常常采用跳频技术，变频时间达到几微秒甚至更短。现代雷达的跳频速度主要受其工作体制的限制，如PD雷达为脉组跳频，常规雷达为脉间跳频。脉间跳频捷变是一种非常有用的抗干扰措施。它可以使侦察机难以分辨、识别雷达辐射源，并可以使干扰机在收到雷达脉冲以前无法使用瞄频干扰，因为在每个脉冲周期内，雷达的工作频率被不断更新。

为对抗雷达的捷变频措施，干扰方可提高瞄频速度，缩短瞄频时间。现代雷达干扰机可以在10－1μs的时间内，在几千兆赫带宽上，瞄频精度达到1～2 MHz；在几微秒的时间内，瞄频精度可以达到10－1MHz。

(2）窄带滤波

雷达在一个脉冲组内的信号具有相干性，因而它能形成非常窄的谱线。应用窄带滤波器可以把这些信号谱线过滤出来，同时极大地抑制了窄带滤波器外面的杂波干扰和干扰噪声。因此，相干信号和窄带滤波是对抗杂波干扰和干扰噪声的有效措施。

为对抗窄带滤波，提高干扰效率，必须采用高精度的瞄频干扰，以便使尽可能多的干扰能量进入窄带滤波器内。现代雷达干扰机在1～2个脉冲内可以把瞄频精度提高到十几千赫，比过去提高了两个数量级。

(3）频率扩展

应用扩谱技术可使雷达信号带宽越来越宽。这样，一方面可提高雷达的探测距离，另一方面可增强系统的抗干扰能力。

为了对抗这种技术，对抗方可采用数字化接收机并应用现代数字信号处理技术，提取淹没在噪声中的雷达信号。为了提高对这种信号的干扰效率，广泛应用数字射频存储技术并高精度地复制这种信号以用于干扰。

3.2.3 时域内的雷达对抗

雷达在时域内的抗干扰措施主要有距离选通、抗距离拖曳、重频捷变等，主要的对抗措施是同步干扰、杂乱脉冲干扰和复合干扰。

(1）距离选通

为选择跟踪目标，跟踪雷达必须应用距离选通措施。搜索雷达为防异步干扰和降低虚警概率，也要应用距离选通或视频积累抗干扰措施。因为，通常干扰信号在距离上是随机出现的，故在同一个距离单元上出现的概率较小，而回波信号在距离上是同步出现的，因此在一个距离单元上出现的概率较大。由此可根据信号在不同距离单元上出现的概率来分辨目标与干扰。

对抗距离选通抗干扰措施的有效手段是施放同步干扰。这种干扰信号与雷达发射脉冲是同步的，故雷达会把这种干扰信号误认为是目标回波信号。因此，同步干扰是对抗距离选通的有效措施。

(2）抗距离拖曳

“抗拖距”是跟踪雷达常用的一种抗干扰措施。它是利用距离拖曳干扰信号总是滞后于目标回波信号的特点，控制距离波门跟踪最前面的信号或跟踪回波脉冲的前沿。它是一种比较有效的抗距离拖曳干扰的措施。对抗“抗拖距”的方法是应用脉冲+噪声的复合干扰，或脉冲+同步投放的箔条干扰。由于噪声或箔条可以在目标回波信号的前面出现，故可以使前沿跟踪电路不断跟踪最前面的噪声或箔条信号，从而把雷达距离跟踪门引离目标。

(3）重频捷变

重频捷变使雷达侦察机的信号分选识别困难，使干扰机无法在收到雷达脉冲以前施放同步干扰。特别是重频捷变与频率捷变相结合，可以使干扰方在收到雷达脉冲前不能在时域和频域上实施瞄准干扰，从而降低有效干扰的区域。对抗重频捷变雷达可以采用以下措施:在雷达脉冲前面使用非同步的杂乱脉冲干扰或噪声干扰，在雷达脉冲后面可用同步干扰以提高干扰信号在时域上的相干性。

4 雷达抗干扰技术的发展方向

雷达抗干扰就是电子领域的资源斗争。针对雷达抗干扰技术的新特点，未来雷达抗干扰技术的发展主要有以下几个方向。

4.1 相控阵技术

相控阵天线是电子扫描天线中最引人注目的一种天线形式。这种天线是通过电控指令改变天线的孔径面上的相位分布，实现对波束指向或波束形成的控制作用。与其他天线相比，相控阵天线波束的稳定性高，天线体积小、质量轻；系统易受干扰的扫描搜索时间短，扫描过程无惯性，反应时间短，能适应密集信号环境，并且系统具有灵活的快速波束指向，能有效降低信噪比，削弱干扰的影响。此外，系统具有高可靠性的特点。

4.2 多波束技术

这种多波束系统是利用多波束网络(如巴特勒矩阵网络）或多束透镜(如罗特曼透镜）在空间形成多个独立的相互邻接的高增益波束。多波束天线的优点是:(1）每个波束都具有天线阵孔径的全部增益；(2）能覆盖很宽的扇面和频率范围；(3）能以很高的角分辨率不间断地进行空间扫描；(4）当每个阵元前面加装一个独立的低功率微波放大器时，该阵列就能产生巨大的有效辐射功率，因而可以用最有效的抗干扰功率对抗干扰威胁。

4.3 毫米波对抗技术

毫米波波段通常是指波长为10～1 mm的无线电波段，其下限与厘米波相邻，上限与光波相邻。由于毫米波具有窄波束、低旁瓣、高定向性、宽频带和抗干扰能力强等优点，特别是像频率捷变、脉冲压缩、频率分集技术等在毫米波雷达中得到了广泛应用，使毫米波雷达有更强的抗干扰能力。

4.4 低截获概率技术

采用编码扩谱和降低峰值功率等措施，将雷达信号设计成低截获概率信号，使侦察接收机难以侦察，甚至侦收不到这种信号，从而保护雷达不受电子干扰。除上述技术体制外，无源探测技术由于它既不会被侦察也不会被干扰的特点，也成为雷达抗干扰技术的发展法相之一。

5 结束语

雷达的干扰和抗干扰技术永远是一对矛盾，它们相互斗争，相互促进，不断发展。没有干扰不了的雷达，也没有抗不了的干扰。本文通过对当前雷达面临的复杂电磁环境的分析以及雷达对抗技术的特点，研究了复杂电磁环境下雷达的对抗问题，并且指出了雷达抗干扰技术的未来发展方向。但是，随着电磁频谱应用的不断拓宽，未来战场上雷达对抗面临的电磁环境会越来越复杂。因此，针对对方所采用的对抗手段，必然要研究新的对策，这样才能在日益复杂的电子战场上取得制胜权。

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