某电子侦察设备对雷达信号跟踪分析与应用

2021-11-05 07:47西南电子设备研究所肖靖宇孙宝来姜志成
电子世界 2021年17期
关键词:旁瓣变化率幅度

西南电子设备研究所 肖靖宇 孙宝来 姜志成 郑 岳

成都新欣神风电子科技有限公司 刘 华

在某电子侦察设备应用过程中,出现多起系统无法正常跟踪雷达信号的现象,本文分析了原因,提出了解决措施,并结合实际使用进行了设计优化。

1 现状介绍

随着现代电子技术的迅猛发展,飞机外挂产品越来越先进,结构也越来越复杂,其对应的作战能力也将随着雷达技术的发展也在不断提高,要求对雷达信号的截获概率不断提高。雷达的发展越来越复杂,作战训练中既要保持自己的隐蔽,又要对空中环境实施电子侦察,保证载机的正常发现,所以在该型电子侦察系统对敌方信号实施侦察时,应该在不暴露自己的前提下,及时捕获机载雷达信号,并迅速的准确判别,确定其威胁等级,以便为我载机的规避、改变航向等进一步的对抗行动提供可靠依据。在密集的的电磁环境中辨别出机载雷达信号,并进而分析、判别其是否发现我载机,是十分困难的,这对雷达侦察人员提出了很高的要求,故应注意掌握系统整个原理并能准确操作应用。

如某电子侦察系统(以下简称“系统”)在应用过程中进行动态测试时,出现多起在大信号输入时,无法正常跟踪和识别雷达信号,本文分析了其中原因,并综合考虑了成本、工作量、可靠性等因素,提出了设计改进方案,使问题得到解决,提升了装备作战能力。

电子战的应用越来越广泛,电子战是指敌对双方争夺电磁频谱使用和控制权的军事斗争,包括电子侦察与反侦察、电子干扰与反干扰、电子欺骗与反欺骗、电子隐身与反隐身、电子摧毁与反摧毁等。

保证己使用电磁频谱,防止敌方使用电磁频谱的斗争成为现代战争的第四维战场,大规模电子战将贯穿于战争的始终。未来的高技术战争,电子战将发挥巨大作用,没有制电磁权就谈不上“制天、制空、制海、制陆”权。

2 原因分析

在该系统的分析基础上掌握基本原因至关重要,对本身出现的问题进行详细的分析。

在进行系统低灵敏度测试时,发现系统无法正常跟踪雷达信号,通过该现象进行分析和研究,得出问题出现的原因如下:主要原因为微波前端SLSVP(旁瓣抑制视频脉冲,以下简称SLSVP)视频检波幅度变化率超过了SUM(和波束,以下简称SUM)幅度变化,导致系统测向错误,以至于无法正常跟踪雷达目标信号,其中SLSVP电特性见公式(1)与图1。

图1 检波器电气特性

对单板微波前端输出SLSVP视频幅度进行分析,测试值如图2所示,采用最小二乘法线性拟合进行统计,将一组符合y=kx+b关系的测量数据,用数学计算方法求出最佳的k,图2中斜率k=79mV/dB为幅度变化率。

图2 单板微波前端SLSVP视频幅度斜率

通过数据统计分析,发现斜率(k= 99mV/dB)未超出范围,满足指标要求,所以需要进一步考虑其他因素。

对照单个模块和系统测试方法进行验证,检查是否存在差异?

在对系统的单板进行测试时,需要在单板测试末端上加一个几十欧的负载进行匹配;而在系统运用阶段,无加几十欧负载匹配。这种情况下,对测向接收前端模块的SLSVP(旁瓣抑制视频脉冲)视频检波幅度变化率进一步测试,结果如图3所示。

图3 复测系统微波前端SLSVP视频幅度斜率

通过二乘法的原则可以看出K=数值1,斜率超过了指标要求,同时也超过了SUM变化率,SLSVP视频变化率随着雷达信号功率的增加超过了SUM信号变化率,所以导致系统无法正常识别和跟踪雷达信号。

3 解决措施

系统的微波前端的工作原理如图4所示。

图4 前端原理图

通过原理图(图4),可知FVP(前向视频脉冲)、BVP(后向视频脉冲)视频信号通过一个两路开关选择后,输出SLSVP,两路开关的工作原理如图5所示。

图5 开关原理图

通过分析设计电路,调节在图4中的RL电阻值大小,可以达到调节输出SLSVP(旁瓣抑制视频脉冲)视频对数斜率的效果。根据图5可知,当RL变小时,t所需时间就会延长,输出波形上升沿就会变缓慢,相应的幅度就变低,可以达到调节SLSVP(旁瓣抑制视频脉冲)视频对数斜率的效果。

SLSVP(旁瓣抑制视频脉冲)在系统上使用了负载值几KΩ,示波器输入阻抗选择合适的阻值。两路开关的RL电阻值由原来的300变为90,使SLSVP(旁瓣抑制视频脉冲)视频检波幅度变化率滞后于SUM视频幅度变化率,将一组符合y=kx+b关系的数据用数学计算方法求出最佳的k值,图6中斜率k=83mV/dB为幅度变化率,此刻系统能正常识别和跟踪雷达信号,电阻值设计更改后测试值结果如图6所示。

图6 改进后微波前端SLSVP视频幅度斜率

对设计电路优化改进后,经过反复验证与研究,并且对各项参数进行测试,在系统的中未发现异常,并且系统性能优异。

系统经过长时段的应用,系统可以快速稳定的跟踪雷达信号,正确识别雷达的频率、周期、脉冲宽度、幅度等准确信息,系统相关问题得到解决,系统性能得到提升,满足要求。

结束语:在某型电子侦察设备跟踪雷达信号的使用中,本文结合工程应用从系统的角度来寻找原因,并且做了大量验证分析,以试验数据为基础分析问题,结合理论分析找出问题的根本原因,优化电路设计参数,提出了解决措施。设计参数可以根据实际使用情况进行灵活调整,调整设计参数,优化指标,使系统性能指标更准确,适应性更强。

相信随着相关研究、设计应用不断深入,装备的跟踪稳定性将得到大幅提升,以利于电子战装备发挥更大的效能,适应未来作战需求。

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