某型便携式干扰机功能拓展方法研究

郝露华 汪坤

摘  要：便携式干扰机主要用于战场雷达信号的侦察和干扰工作，通过对便携式干扰机工作机理的研究发现，便携式干扰设备收发同时一直是影响干扰设备的重要因素。针对某型便携式干扰机收发不能同时进行的问题，通过增加外置电子侦察设备，弥补了该干扰机在边侦察、边干扰时的工作缺陷，保证便携式干扰机在试训任务中能够发挥更好的作用，为提高便携式干扰机的工作效能打下坚实的基础。

关键词：便携干扰机；侦察；干擾

中图分类号：TN978    文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）05-0050-05

Research on the Function Expansion Method of a Portable Jammer

HAO Luhua， WANG Kun

（63889 Troops of PLA， Jiaozuo  454750， China）

Abstract： The portable jammer is mainly used for the reconnaissance and jamming of battlefield radar signals. Through the study of the working mechanism of the portable jammer， it is found that simultaneous sending and receiving of the portable jammer has always been an important factor affecting the jamming equipment. In view of the problem that a portable jammer cannot transmit and receive at the same time， by adding external electronic reconnaissance equipment， the work defects of the jammer in reconnaissance and jamming at the same time are made up， and the portable jammer can play a better role in the trial training task， laying a solid foundation for improving the working efficiency of the portable jammer.

Keywords： portable jammer; reconnaissance; jamming

0  引  言

雷达干扰机早在第二次世界大战空袭与反空袭作战中就发挥了重要作用。到20世纪60年代，在越南战场上，美军为对付SAE-2导弹的攻击，先后研制出许多干扰吊舱，外挂在飞机上执行电子干扰任务[1]。随着现代战争对电磁频谱的不断开发利用，战场电磁环境愈发复杂多变，辐射源及散射源目标增多，导致电磁谱在时域、频域及空域上极度拥堵、重叠。新的信号形式不断出现，调制方式更加复杂且信号参数伴随着参差抖动等，对作战环境下干扰机的有效侦察与干扰造成巨大的困难，为模拟逼真电磁干扰环境，提高雷达操作手在复杂电磁环境中捕获目标的能力，大量的便携式干扰机在部队日常训练中被委以重任。

1  干扰机的组成和工作原理

雷达信号干扰机就是根据雷达的工作原理，截获敌方雷达电磁辐射信号，测量分析雷达信号的特征参数、工作特性和工作状态等，并利用所获取的雷达数据产生与雷达特征参数相同或相近的干扰信号。这些干扰信号被雷达接收机接收后，形成假目标、噪声，以扰乱或掩盖真实目标信息的提取。用于电子战的雷达干扰机多种多样，有机载、车载、舰载、吊舱等。

1.1  干扰机的组成

有源电子干扰系统一般包括侦察接收部分、干扰部分和系统管理三大功能块。侦察接收部分包括测向、测频天线，测向、测频接收机和信号处理器等；干扰部分包括干扰发射天线及波束控制装置、干扰发射机、干扰引导控制装置、干扰样式产生器和功率管理单元等；系统管理部分包括主控计算机和显示控制装置，如图1所示。

1.2  干扰机工作原理

测频、测向天线和接收机组成的侦察接收设备，在全频段全方位上截获各种体制的雷达信号，并瞬时测量各雷达射频脉冲的主要参数，经信号处理器处理后，将密集的混合脉冲串分选成与某雷达辐射源相关联的特征数据，送往主控计算机。主控计算机根据辐射源特征数据与雷达威胁库内预存的已知雷达数据进行比较，识别出雷达类型以及相关武器属性，确定威胁等级。根据威胁等级对威胁辐射源进行排序，确定需要干扰的雷达和干扰的优先级，向干扰部分中的功率管理单元发出各项干扰指令，传送有关被干扰雷达参数。

2  某便携式干扰机工作方式

便携式干扰机便于携带、操作简单，在日常对抗训练和试验任务中被广泛应用。便携式干扰机主要是用于电磁环境侦察和雷达信号干扰。某型便携式干扰机主要有两种工作状态，分别为侦察工作方式和干扰工作方式。在实际任务中，首先利用其侦察功能，侦察对方雷达信号，再根据侦收到的对方雷达信号合理设置干扰样式和参数，达到干扰效果；对方雷达受到电磁干扰后根据受干扰情况采取相应的抗干扰措施，完成检验装备性能和对抗训练的作用。

2.1  侦察工作方式

干扰机侦察系统是利用无源接收和信号处理技术，对雷达辐射源进行检测、参数测量识别和环境态势分析的设备，一般侦察的内容包括信号频率、脉宽、重频等信息[2]。某型便携式干扰利用瞬时测频接收机和数字测频模块的侦察所得频率信息，通过采集低中频和视频数据获取脉宽（PW）、脉冲重复间隔（PRI）和脉内调制特征。侦察到数据后对该批数据进行自动分选，分选出的数据在主控计算机上进行显示，主控计算机显示信息包括侦察频点列表、频率直方图、脉宽直方图等。在试验和训练任务中，操作手根据侦察到的雷达信号频率、脉宽、次数等数据进行有针对性地设置干扰样式。

瞬时测频侦察：如图2所示，工作流程是设定合适参数，点击“预侦察启动”则开启瞬时测频接收机进行全频段实时侦察，按软件统计时长获取各批频率和脉宽数据，对该批数据进行自动分选，具体分选识别信息可在“时频分布图”“频率直方图”“时宽分布图”“脉宽直方图”以及频率列表显示，自动分选结果显示在“自动分选识别结果”表中，然后自动开启瞬时测频接收机，重复上述工作。

数字测频侦察：如图3所示，工作流程是设定合适参数，点击“预侦察启动”，首先根据设定的频段范围按100 MHz间距计算各个中心频率，保证覆盖设定的频段范围，然后设定第一个中心频率，启动数字测频模块进行工作，按软件统计时长获取各批频率数据，对每批数据进行自动分选，具体分选识别信息可在“时频分布图”“频率直方图”以及频率列表显示，自动分选结果显示在“自动分选识别结果”表中，接着如果仅有一个中心频率，则再次设定该中心频率，重复上述工作，如果有多个中心频率，则设定第二个中心频率，重复上述工作，直至最后一个中心频率数字测频结束，则循环设定第一个中心频率，重复上述工作。

低中频/视频侦察：如图4所示，低中频/视频侦察是在瞬时测频侦察和/或数字测频侦察的基础上，对感兴趣的频点进行进一步侦察，包括设定等待频点，采集低中频/视频数据，利用低中频/视频数据提取脉宽、重复频率以及脉内特征信息以进行进一步分选识别，并显示低中频/视频数据（原始数据，检测包络和检测门限）、“脉内特征”（低中频）、“平面变换图”“脉宽直方图”“PRI直方图”。具体说来，就是设定好参数后，点击“设定等待频点”设定中心频率，点击“开始采集”后，如果1 s内按“启动方式”启动采集到数据，则停止采集，对采集到的数据进行处理；如果没有，则返回该秒内未采集到数据，等待时长减一，如果等待时长仍大于0，则继续自动“开始采集”，重复上述操作，如果等待时长等于0，则弹出“未采集到低中频/视频数据”对话框告警。

2.2  干扰工作方式

干扰机的干扰工作方式分为很多种，某型便携式干扰机干扰状态包括仅干扰、侦察干扰同时、侦察干扰分时三种。

仅干扰：即发送干扰后不进行任何侦察工作，这种模式主要用于不需要引导或者不能得到侦察信息的宽带噪声压制等。

侦察干扰同时：即发送干扰后同时接收瞬测结果获取频率信息，但是在干扰的显示界面不会显示实时获取的频率信息，只是设置的干扰频点在30 s仍未瞬测侦察到，则通过软件告警“干扰对象消失”，告知雷达操作人员采取相应措施。这就需要操作手不断切换软件界面，重新進行侦察并设置干扰频点，在任务中比较费时。

侦察干扰分时：即设定干扰时长和侦察时长，使干扰和侦察按设定的时间轮换进行工作。

从以上工作方式可以看出，便携干扰设备在干扰状态下不能够实时监测战场的电磁环境，敌方雷达更换工作方式或采取抗干扰措施后不能及时侦察到敌方雷达的信息，导致干扰机出现干扰参数设置不准确、干扰效果不明显的情况。

3  边侦察、边干扰实现方法

为了适应宽屏段、大视场的复杂电磁环境要求，提高便携式干扰机的工作效能，需要干扰机能够在连续地对敌方雷达进行侦收的同时，不间断的发射多个针对不同威胁的目标。这就需要便携式干扰机在试训任务中不仅要准确干扰敌方各种雷达信号，还要便携式干扰机实时地对战场环境进行侦察，掌握变化莫测的战场环境，确保操作手能够及时地根据战场环境改变干扰机作战状态。

在实际对抗训练中便携干扰机存在以下缺点：一是便携式干扰机在发干扰信号时不能够继续侦收雷达信号；二是当对方雷达更换工作方式或更换工作频点时，便携式干扰机并不能第一时间准确侦察到雷达信号，导致在试验训练中对抗衔接不紧凑，对抗效率不高等问题。针对以上缺点，可以通过两种方法对便携式干扰机存在的缺点进行改进。

方法一：对便携干扰设备上硬件进行改动，目前大部分便携干扰设备为了方便操作和携带，干扰和侦察模块为一体化设计，可以单独增加侦察模块，并对软件进行设计，使便携装备达到边干扰、边侦察战场环境的功能。该方法需要对原装备硬件进行更改，代价比较大，涉及接口和底层更改，因为干扰机主板空间较小，可能会出现互相干扰的情况，风险较大。

方法二：设计1套不同波段的侦察设备，主要完成2～

18 GHz频段内的雷达信号接收、采集、检测、参数测量、实时频谱显示等功能，操作手根据侦察设备接收的战场电磁信号，及时更换干扰参数，保证干扰机的干扰效率。该方法设计简单的便携外接侦察设备，不改动干扰机本身，可以实时侦察战场环境。

综合两种设计方法，方法一对装备本身改动比较大，代价比较大，不建议采用。方法二设计简单，风险比较小，可以满足实时侦察战场环境，所以建议采用第二种方式进行改进。

4  总体设计

侦察设备分为射频部分（天线和接收机）、高速采集与信号处理部分、显示与控制部分，系统各部分安装于加固便携式干扰机一体机内，如图5所示。

4.1  射频部分

射频部分原理框图如图6所示，其中射频部分包含模式切换、变频、滤波等部分组成，信号通过射频输入端口进入通道，通过开关选择工作模式，分别为低噪音模式和普通模式，而后将信号送入预选滤波器，再经过混频器，进行两次变频，将信号变到所需中频，最后利用滤波器实现带宽400 MHz的固定中频输出。

4.2  高速采集与信号处理部分

高速采集与信号处理部分采用高性能FPGA+DSP+ADC硬件平台，处理器之间有互联总线连接，外挂大容量存储器。其中FPGA主要完成高速ADC数据采集、动态数字信号通道、信号检测提取测量，DSP完成信号处理过程中的复杂计算、系统工作流程控制和处理结果上传，高速采集与信号处理部分通过高速网口与上位机系统连接、通信[3-5]。构成如图7所示。

4.3  显示部分

显示与控制部分由高性能PC与上位机显软件组成，高性能PC为显控硬件平台，通过高速网口与高速采集与信号处理部分连接。

设备完成后可以适应常规脉冲信号；频率捷变、重频参差、重频滑变、重频抖动信号；频率分集、线性调频、非线性调频、相位编码、频率编码等脉内调制信号，可以实时侦察战场环境。为了使显示更加便捷，显示形式可以采取原显示形式进行显示。具体如下：

（1）侦察频点列表，如图8所示。按照频点出现的次数进行排序显示，显示信息包括序号、频率、统计、百分比。

（2）频率显示图，如图9所示。显示一个统计时长内侦测到的所有频点信息，横坐标为频率值，单位为MHz，纵坐标为该频点出现的个数，标题栏显示出现次数最多的频点值及其出现的次数。

（3）脉宽显示图，如图10所示。是显示一个统计时长内侦测到的所有脉宽信息；横坐标为脉宽值，单位为微秒，纵坐标为该脉宽出现次数。

（4）时频分布图，如图11所示。在该图中横坐标按20 ms的刻度进行显示，显示每个20 ms内出现的所有频点。

（5）時宽直方图，如图12所示。在该图中，横坐标按20 ms的刻度进行显示，显示每个20 ms内出现的所有脉宽。

5  结  论

本文针对某型便携干扰机特点，结合试验训练任务特点需求，提出了实现便携干扰机侦察、干扰同时工作的方法，解决了便携干扰机自身存在的弊端，为操作手节省了操作时间，提高了装备在任务中的工作效率，掌握了战场的主动权，为圆满完成试验训练任务打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 周一宁，安玮，郭福成，等．电子对抗原理与技术 [M]．北京：电子工业出版社，2014.

[2] 赵国庆．雷达对抗原理：第二版 [M]．西安：西安电子科技大学出版社，2012.

[3] 李木国，黄影，刘于之.基于PCIe总线的高速数据采集卡设计与实现 [J].测控技术，2013，32（7）：19-22.

[4] 陈列.PC显示卡发展简介 [J].实用电子文摘，1997（9）：67-70.

[5] 张琴，马游春，李锦明.基于PCI Express高速数据采集卡的接口设计 [J].测控技术，2010，29（2）：63-66.

作者简介：郝露华（1984—），男，汉族，河北邯郸人，雷达技师，主要研究方向：电子对抗装备保障及运用；汪坤（1992—），男，汉族，湖北黄冈人，班长，主要研究方：电子对抗装备保障及运用。

收稿日期：2022-10-08