雷达抗有源干扰性能参数指标的确定及评估

于露

摘要：在研究有源雷达干扰的特点和不同种有源干扰作用下雷达反应机理的基础上，发现了评估雷达对抗有源干扰性能的参数指标，从而建立了有源干扰对抗机理模型，提出了计算此参数指标的数学理论方法。从系统的角度出发，通过仿真验证的方法对在典型条件下对抗有源干扰性能参数指标的性能进行了验证，取得了满意的效果。

关键词：雷达；有源干扰；性能参数

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）08-0242-03

Abstract： Under the basis of characteristics of active radar jamming and different types of active interference on the reaction mechanism of radar， radar evaluate arguments against active jamming performance indicators is found， the mechanism of active combat interference model is establishedthe calculation mathematical theory indices is proposed. From the perspective of the system，the active jamming performance parameters are verified through simulation approach under typical conditions， and satisfactory results are achieved.

Key words： radar； active jamming； performance Parameters

1 概述

通常情况下，对各种执行警备，搜救，探测等功能的收集情报的雷达最行之有效的干扰方式就是采用压制性主动有源干扰。现今评估雷达对抗主动性有源干扰的性能参数指标主要涉及到两个方面的内容，一方面内容是选择什么样的指标参数作为性能评估参数，第二方面内容是采用什么样的评估方式对参数进行评价。比较常见的性能指标有压制性指标参数、最大可视发现距离、改善性因子、抗干扰可见度等。而在方法的选择上同样涉及到两个方面的内容，或者对主动干扰采取抑制的方法，或者对干扰采取回避的处理方式。

评估雷达对抗有源干扰的能力其本质是一个测试的问题，测试对象就是雷达本身。通过在雷达上作用特定的“标准信号”的输出来评估雷达的抗有源干扰的性能。本论文以现代战争中的電子干扰战为研究背景，提出了对抗有源干扰的雷达数学反应模型，在研究有源干扰特性和雷达工作原理的基础上提出了雷达抗有源干扰的性能参数指标。在此基础上提出了解决该问题的数学模型，并通过仿真验证证明了本文方法的有效性和实用性。

2 雷达有源干扰分析

当多个有源干扰源在空间中综合同时对雷达产生干扰作用时，这就相当于将多个服从正态分布的高斯白噪声同时作用于雷达的接受端。雷达典型的接收装置原理图如图1所示：

这里线性系统Ι代表混频器和中放。其带宽是由中放决定的。而检波器则由代表着非线性系统，中放输出的包络都由检波器负责进行交换。接收机的输出用线性系统Ⅱ来实现。当向系统中输入的噪声符合正态分布的时候，系统输出的符合正态分布的窄带信号，也就是说检波二级管两端输入信号的大小直接影响滤波器的非线性性能。

上述定义中，代表无任何干扰情况下雷达的最大作用范围，为在有源干扰存在条件下，雷达的最大作用半径。很明显。如果的值越大，表明该类型的雷达抵抗有源干扰的效果越明显。

3 雷达的对抗模型及其数学模型

雷达受有源干扰机（jy）影响的有效区域是一个心形形状的区域，该心形区域的对称轴就是雷达与有源干扰机的两点之间的连接线，曲线上各个点的位置可以根据与雷达原点的夹角大小不同用二维曲线描述如下：

上式中，是雷达天线的最大发射角度与干扰信号之间的夹角；H是被监测目标的高度；是有源干扰源与雷达之间的水平距离，为监测目标在雷达反射面的有效最大反射面积，代表压制系数，代表极化的损失，代表位于天线方向矢量图中的等效常规系数，为雷达与有源干扰源之间的距离。

随机有源干扰机（js）所起到的主要干扰是使敌方雷达屏幕上显示的无数亮点淹没真正的“目标亮点”。有源干扰机形成扇形区域亮点时，假如有源干扰的功率发射角方向为，接收机内的噪声水平要高于有源干扰信号的电平水平，具体可以用下式来衡量：

由上可知，在有效干扰模型下的各种干扰源，各干扰源和雷达之间构成了有效的雷达干扰对抗模型的数学模型。

在实战中，通常不存在单一干扰源对雷达进行干扰的情况，一般常规情况都是多个复合干扰源合成在一起形成一个复合干扰源，综合的作用在所要干扰的雷达上，形成一种复合干扰雷达源。那么在确定已经采用复合干扰模型的基础上，假定雷达的工况为远距离、自卫攻击编队以及已定的航行线路对地面上的雷达进行突击防护，进行雷达的抗有源干扰性能评估时，通常设定航线为直线。假定雷达的天线方向的最大方位角是能够包含目标的，和本别代表随机干扰机和远距离干扰机与雷达天线最大方向的方位角的夹角。不同种干扰状态下雷达接收机接收端的干扰功率强度计算如下：

上式中是雷达接收机内部产生的噪声在输入端产生的等效相当热噪声。从上述计算公式中可以得到目标回波反射功率与距离的四次方呈反比例关系。干扰功率的平方与距离的四次方程正比例关系。在输入端信噪比已定的状态下，信噪比是随着距离的增加而减小的。如果设定一个信噪比，则可以找到一个相应的距离值与之对应。不同大小的距离对应不同的距离定义，例如自卫距离，最大作用距离等等。

从常规意义上来讲，雷达对抗有源干扰的方式有多种方式，经常采用的有信号滤波、频段选择、波形匹配、功率抵消、空间投影选择、极化处理等方式。还有就是可以选择一下硬件抗干扰措施，比如抗有源干扰电路，窄带滤波器电路、硬件虚值报警处理器等。这些不同的抗有源干扰措施在雷达的输入端可以获得不同的信号增加增益。在具体操作过程中，实际效果的好坏取决了两个方面，一方面就是雷达本身固有的硬件性能，另外一个方面就是雷达操作人员的操作技能和技术水平及对操作参数的掌握程度。人工调整雷达的转动速度，发射频率以及天线波束都会对雷达抗有源干扰的性能产生影响。常规情况下，应结合雷达的具体硬件性能及参数对雷达抗干扰性能有效参数计算工式中的具体参量进行调整改变，可以有效增强雷达的抗干扰能力。

在的航线一定的情况下，从发出有源干扰一方的角度出发，应该选择干扰效果好的角度来设定路线，即所谓的“标准航线”。“标准航线”可以用来评定不同种雷达的有源抗干扰能力。实际应用中，结合战况设定的暂定航线也可以用来评估雷达在此时此刻此航线上的抗干扰性能，但是该参数不能作为雷达的标准抗干扰参数。干扰方式的选择有多种方式，例如有远距离支持，自卫干扰（定向瞄准，宽带滤波），随队干扰等多种方式。干扰机也有很多参数需要设置，其主要取决于它的参数设置库，主要的几个部分有机型，名称，所搭载的干扰机功率，主动干扰频段，干扰的方法，干扰的数量，天线的增益，有效物体反射面等等。在实际操作过程中，雷达操作人员可以在雷达操纵面版上随意选择多种参数作为抗主动干扰的基本参数设置。这些参数也都是取自于雷达本身自带的参数库中。供选择的参数主要有雷达型号，雷达的最大覆盖范围、工作的频段、工作的机制、反射的功率值、接收机的工作频、接收天线的角度、接收机的灵敏程度。當雷达观测目标进入雷达的最大观测范围以内的时候，雷达的观测结果就会被输出到观察器中，从雷达对抗台的观察器中可以观测到各种参数值。在充分了解获知雷达各抗干扰参数大小后，可以得到较准确地计算出雷达的增益调整值的大小，确保有效计算有源干扰作用下雷达最大有效增益距离的大小。

4 仿真评估

在有源干扰源的配置、类型、干扰参数及方式确定的干扰路线基础上，按照公式（1）-（5）就可以计算出某种类型雷达抗干扰效率的数值。对编号为1、2、3、4的情报雷达进行仿真评估，具体的结果如表1所示：

通过上表数值可以准确获得主动干扰下，雷达的具体性能参数，为调整雷达的各种参数增益提供有力的帮助。本文在分析雷达及主动干扰工况的条件下，从系统分析测试的角度出发，考虑各种因素，通过对雷达干扰抑制作用特点与机理和有源干扰特性研究的基础上，建立了雷达对抗有源干扰的模型及其数学模拟模型，并通过仿真计算出雷达的抗干扰参数，为有效评估雷达抗主动干扰提供了一种有效的途径，具有很大的参考意义。在实际应用中，可以将雷达抗干扰模型参数的各个因素进行典型标准化处理后对雷达的抗有源主动干扰性能加以评估，有效地提升实战能力。

参考文献：

[1] 陈浩文，黎湘，庄钊文. 一种新兴的雷达体制——MIMO雷达[J]. 电子学报，2012（06）：1190-1198.

[2] 黎湘，范梅梅. 认知雷达及其关键技术研究进展[J]. 电子学报，2012（09）：1863-1870.

[3] 姜海娇，来建成，王春勇，李振华. 激光雷达的测距特性及其测距精度研究[J]. 中国激光，2011（05）：234-240.

[4] 陈义群，肖柏勋. 论探地雷达现状与发展[J]. 工程地球物理学报，2005（02）：149-155.

[5] 李明. 雷达目标识别技术研究进展及发展趋势分析[J]. 现代雷达，2010（10）：1-8.