雷达干扰装备和防空雷达的频率与距离偏移量分析

姜阳 余巍 罗江

摘 要：针对雷达干扰装备和防空雷达在协同工作时面临的电磁兼容问题，考虑到雷达干扰装备和雷达的相对位置关系以及不同雷达、不同干扰、不同地形、不同目标距离等多种因素的影响，建立了雷达干扰装备和防空雷达的频率与距离偏移量模型，通过研究为实现两者的电磁兼容提供了基本依据。

关键词：雷达干扰装备;防空雷达;频率;距离;偏移量

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.32.082

0 引言

雷达干扰装备是防空兵电子防空的主要装备，是陆军防空装备体系的重要组成部分。在组织雷达干扰装备和防空雷达协同工作时，必然要考虑两者间的电磁兼容问题。保证电磁兼容是一项复杂的任务，需要将各种组织方法、技术方法结合起来实现。其中组织方法是在各种类型的发射机和接收机之间划分频带、选择空间位置、发射机功率、接收机灵敏度等，是装备的各项战术技术指标已经固定后指挥和操作人员能够采用的主要方法。实践中，确定雷达干扰装备和防空雷达频率与距离的偏移量，是组织方法中非常重要的问题。计算两者频率与距离的偏移量，就是计算当频率差给定时，应保持的最小距离间隔;或当距离间隔给定时，应保持的最小工作频率差。最终使防空雷达接收机输入端的雷达干扰装备无意干扰功率，小于防空雷达接收机输入端允许的最大干扰功率，则防空雷达和雷达干扰装备能保证电磁兼容;大于防空雷达接收机输入端允许的最大干扰功率，则防空雷达和雷达干扰装备不能保证电磁兼容。

1 基本干信比模型

当受到雷达干扰装备施放的干扰时，防空雷达接收机输入端的干信比为：

PrjPrs=PjGjPtGt·4πγjσ·G′tGt·R4tR2j·ΔfrΔfj（1）

式中：Pj为干扰装备的发射功率;Gj为干扰装备天线主瓣方向上的增益;γj为干扰信号对雷达天线的极化系数，一般取γj=0.5;G′t为雷达天线在干扰装备方向上的天线增益;Rj为干扰装备与雷达之间的距离;Δfj为干扰机带宽;Pt为雷达的发射功率;Gt为雷达天线主瓣方向上的增益;σ为目标雷达散射截面积;Rt为目标与雷达之间的距离;Δfr为雷达接收机带宽。

若有多个干扰装备干扰功率进入雷达接收机，则干信比为：

PrjPrs=∑n=1iPrjnPrs·k（2）

式中：i为雷达干扰装备的数量;k为功率合成效率，根据经验，一般取0.8。

若干扰有效，则干信比应大于等于压制系数Kj，即：

PrjPrs=PjGjPtGt·4πγjσ·G′tGt·R4tR2j·ΔfrΔfj≥Kj（3）

压制系数是指雷达发现概率下降到0.1时，雷达接收机输入端所需要的最小干扰信号与雷达回波信号功率之比。即：

Kj=Pj/Pr∣∣Pd=0.1（4）

显然，压制系数是干扰信号调制样式，干扰信号质量、接收机响应特性、信号处理方式等的综合性函数。对于常规脉冲雷达、捷变频雷达、频率分集雷达等，干扰压制系数的取值一般为3dB。即当干信比大于3dB时，干扰有效，防空雷达和雷达干扰装备不能保证电磁兼容;当干信比小于3dB时，则干扰无效，防空雷达和雷达干扰装备能保证电磁兼容。

2 雷达干扰装备和雷达的相对位置关系

在考虑雷达干扰装备和雷达的相对位置关系时，可以按四种方式计算：

一是严格按雷达和雷达干扰装备的天线方向图情况进行计算，此种方式在实际操作中较难实现。

二是采用简化的天线方向图，文献4给出了常用的两种简化天线方向图，可供计算参考。

三是为简化情况，将雷达干扰装备和雷达的相对位置关系分为主瓣对主瓣、主瓣对副瓣、副瓣对副瓣，副瓣对主瓣四种情况。文献7论述了常规、低副瓣、超低副瓣天线的相对副瓣电平和平均副瓣电平取值。文献8给出了常规、低副瓣、极低副瓣、超低副瓣四类天线副瓣电平的定义，指出极高增益天线留给所有副瓣的辐射功率不超过20%，使得相对于各向同性增益的平均副瓣电平小于-7dB。常规天线的平均副瓣电平相对于各向同性增益天线的平均副瓣电平大于-3dB。可以看出，文献9中平均副瓣电平的取值相对文献8的取值偏高，笔者理解是因为文献9按副瓣电平峰值的平均值来取，而文献8是按平均副瓣电平的定义来取值。本文在文献9基础上取-21dB、-16dB分别作为雷达、雷达干扰装备天线相对主瓣的平均副瓣电平进行计算。读者也可根据不同类型装备天线的具体情况进行估值。

四是在第三种情况基础上，将尾瓣作为特殊情况进行考虑，按主瓣、副瓣、尾瓣三种类型，雷达干扰装备、雷达装备两两对应，则有九种相对位置关系。

3 不同干扰情况分析

3.1 不同压制干扰类型带宽的计算

对于（3）式中ΔfrΔfj的计算，根据不同压制干扰的类型，可分为以下几种：

一是宽带阻塞式干扰。即干扰的频谱寬度远大于雷达接收机的带宽，一般满足：

Δfj>5Δfr（5）

若雷达在整个工作带宽中采用随机跳频，雷达干扰装备无法掌握雷达固定的频率点，则干扰频带可以覆盖整个雷达的工作频带。

二是窄带瞄准式干扰。即干扰的频谱宽度和雷达接收机的带宽在同一量级，一般满足：

Δfj =（2～5）Δfr（6）

三是窄带扫频式干扰。窄带扫频式干扰具有和窄带瞄准式干扰类似的频谱宽度，但其干扰频谱能够实现快速连续的调谐。