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摘要:当前随着电子对抗技术的迅速发展,各种类型的干扰手段逐步应用于雷达对抗技术当中,造成传统的雷达工作效率下降,对雷达系统的性能产生了严重的影响。在未来的战场中,雷达需要适应不同的环境下的各种干扰,因此在设计过程中需要对雷达系统进行综合考虑,提升雷达的抗干扰能力,保证其在复杂战场环境当中具有较强的生存能力。
关键词:复杂电磁环境;杂波;雷达;抗干扰技术
1 复杂电磁环境对雷达工作性能的影响
1.1 影响战场感知真实性
当前战场电磁环境愈加复杂,战场范围逐步扩大。雷达探测过程中需要面对各种反辐射、多隐身目标的导弹和一些高功率微波武器,导致雷达的生存环境逐步恶化,出现了很多安全风险。在雷达系统当中,射频分机是非常重要的组成部分。雷达系统的探测精度、分辨率等都和射频分机的性能息息相关。如果射频分机在强电磁干扰下工作,很有可能会导致某些设备无法正常工作,无法对战场的态势进行准确感知,影响战场的生存能力,造成指挥人员没有参考依据对战场的形势判读和决策产生影响。
1.2 影响导航系统精准性
导航系统是雷达对各目标进行跟踪定位的重要基础。当前各种武器系统都需要通过无线电完成定位导航,如果在战争过程中敌方通过各种电子手段对我方定位导航系统进行干扰,很有可能会造成雷达无法定位,导弹无法精确命中目标,战机无法依照预定轨道飞行,战舰行驶方向不受控,导致偏离航向等诸多问题,造成的损失是不可估量的。当前无线电定位导航系统当中受到的干扰主要有瞄准式干扰和阻塞式干扰。阻塞式干扰主要对阻塞宽频带内的所有频段无线电信号进行干扰,瞄准式干扰主要是对导航信号相近的载波频率进行应用,对特定区域实施干扰。
1.3 影响电磁设备兼容性
电磁环境的复杂性会影响各种雷达设备的应用,在复杂电子环境下,各种电子设备都会受到影响,需要采取合理的技术对电子系统进行优化,使其具有更强的抗干扰能力。要想实现雷达的远距离探测和感知,就需要使发射频率提高,增大电磁功率密度,这也会导致电子环境的复杂性提升,因此在不考虑敌方电子干扰电子攻击等因素下,要想使武器装备的电子兼容性提升,就需要投入大量的人力、物力进行技术研发,而在此过程中会导致新型武器的研发周期延长,研发成本大幅增加。
2 复杂电磁环境下的雷达抗干扰技术
在复杂电磁环境下,雷达的抗干扰技术主要包括空域抗干扰技术和频域抗干扰技术,具体论述如下。
2.1 空域抗干扰
空域内雷达抗干扰技术涉及的内容很多,主要包含以下几项类型。
1)低副瓣天线
噪声干扰是对雷达进行干扰的一个重要方法,其主要是在负瓣进入接收机,运用超低副瓣天线来展开相关工作,一方面能够提升雷达的抗干扰能力,另外可以使对方探测雷达发射信号的能力减弱,与此同时还可以进一步提升整个雷达系统的抗干扰和反侦查能力。
2)副瓣消隐技术
副瓣消隐主要是构建两个独立的通道,并且对相关信号进行处理,通过选通原理进一步消除干扰,该技术在实际应用过程中具有較强的可行性,切易操作,而且结构较为简单。
3)单脉冲测角
单脉冲测角技术可以同时对多个雷达回波进行处理,在处理过程中可以有效地对回波信号的幅值相位的数据进行比对,了解目标的角位置,通过该技术可以对角度欺骗干扰进行有效的控制和对抗。
4)相控阵天线扫描捷变
在相控阵天线电子技术的应用下,雷达能够随机扫描战场当中的各种目标,依照相应的算法进行探测目标的处理,天线采用捷变扫描对目标照射,会造成雷达发出的探测信号无法被干扰机快速侦收,从而提高抗干扰性能。
5)雷达组网
雷达组网技术主要是通过各种不同类型的雷达组成完善的网络结构,利用各雷达不同特点进行全面的信息融合共享,对获得的信号和资源进行统一化的处理,这种组网探测技术可以有效对复杂电磁环境下的外界干扰进行控制,侦查识别能力较强,而且具有很好的跟踪定位效果。
2.2 频域抗干扰
1)自适应频率捷变
为了在复杂的电磁环境中,雷达的抗干扰能力提升,需要对雷达脉冲参数进行优化,积极调整发射功率,脉冲周期的等相关参数。在现代下,通过自适应频率捷变技术可以快速地对雷达附近的电磁干扰环境进行探测,并且通过相关方法进行自动计算,找到干扰信号相对较弱的频段,并且进行分析调整雷达参数。由雷达发出信号载频攻击最弱干扰频段,这样可以大幅度提升抗干扰的效果。
2)窄带滤波
通过实验分析发现同一脉冲组雷达信号会出现相干性产生的平线相对较窄,在这种窄带滤波器的帮助下,雷达可以快速地将弧线过滤掉,能够抑制一些噪音干扰,对杂波干扰和噪音干扰具有很大的帮助。
3)频率分集技术
频率分集技术使用的是多个差别较大的频率执行同一任务,能够满足分级带宽超过瞄准干扰带宽的要求,在抗干扰方面具有较好的效果。可以大幅度调整雷达频率分级,使干扰机干扰频度增强,对降低干扰功率密度、改善抗干扰性能具有很大的帮助。
4)频谱扩展
当前在雷达抗干扰领域,频谱扩展技术应用非常广泛,能够使雷达探测距离大幅度提升,控制单位频谱内信号功率密度,使敌方侦察设备在检测方面的难度提升。
3 结束语
总之,在当前复杂电磁环境和下,要使未来战场的控制权完全的控制在自己手中,需要重视雷达的抗干扰技术,通过使用先进的手段使雷达的抗干扰性能提升,以保证获得更好的战争主动权。
参考文献:
[1] 陈越, 陈研. 矛与盾——现代雷达干扰与抗干扰技术概述[C]// 江苏省电子学会;中国国防科学技术信息学会. 江苏省电子学会;中国国防科学技术信息学会, 2013.
[2] 张平定, 王睿. 一种新的天线旁瓣对消抗干扰技术的实现[J]. 现代雷达, 2002, 24(2):80-82.
[3] 张新勋. 基于极化分集和频率分集技术的MIMO雷达抗干扰与目标检测方法研究[D]. 西安电子科技大学, 2019.
[4] 陈赓, 田波, 宫健,等. 雷达有源干扰鉴别技术综述[J]. 现代防御技术, 2019, v.47;No.273(05):117-123.
关键词:复杂电磁环境;杂波;雷达;抗干扰技术
1 复杂电磁环境对雷达工作性能的影响
1.1 影响战场感知真实性
当前战场电磁环境愈加复杂,战场范围逐步扩大。雷达探测过程中需要面对各种反辐射、多隐身目标的导弹和一些高功率微波武器,导致雷达的生存环境逐步恶化,出现了很多安全风险。在雷达系统当中,射频分机是非常重要的组成部分。雷达系统的探测精度、分辨率等都和射频分机的性能息息相关。如果射频分机在强电磁干扰下工作,很有可能会导致某些设备无法正常工作,无法对战场的态势进行准确感知,影响战场的生存能力,造成指挥人员没有参考依据对战场的形势判读和决策产生影响。
1.2 影响导航系统精准性
导航系统是雷达对各目标进行跟踪定位的重要基础。当前各种武器系统都需要通过无线电完成定位导航,如果在战争过程中敌方通过各种电子手段对我方定位导航系统进行干扰,很有可能会造成雷达无法定位,导弹无法精确命中目标,战机无法依照预定轨道飞行,战舰行驶方向不受控,导致偏离航向等诸多问题,造成的损失是不可估量的。当前无线电定位导航系统当中受到的干扰主要有瞄准式干扰和阻塞式干扰。阻塞式干扰主要对阻塞宽频带内的所有频段无线电信号进行干扰,瞄准式干扰主要是对导航信号相近的载波频率进行应用,对特定区域实施干扰。
1.3 影响电磁设备兼容性
电磁环境的复杂性会影响各种雷达设备的应用,在复杂电子环境下,各种电子设备都会受到影响,需要采取合理的技术对电子系统进行优化,使其具有更强的抗干扰能力。要想实现雷达的远距离探测和感知,就需要使发射频率提高,增大电磁功率密度,这也会导致电子环境的复杂性提升,因此在不考虑敌方电子干扰电子攻击等因素下,要想使武器装备的电子兼容性提升,就需要投入大量的人力、物力进行技术研发,而在此过程中会导致新型武器的研发周期延长,研发成本大幅增加。
2 复杂电磁环境下的雷达抗干扰技术
在复杂电磁环境下,雷达的抗干扰技术主要包括空域抗干扰技术和频域抗干扰技术,具体论述如下。
2.1 空域抗干扰
空域内雷达抗干扰技术涉及的内容很多,主要包含以下几项类型。
1)低副瓣天线
噪声干扰是对雷达进行干扰的一个重要方法,其主要是在负瓣进入接收机,运用超低副瓣天线来展开相关工作,一方面能够提升雷达的抗干扰能力,另外可以使对方探测雷达发射信号的能力减弱,与此同时还可以进一步提升整个雷达系统的抗干扰和反侦查能力。
2)副瓣消隐技术
副瓣消隐主要是构建两个独立的通道,并且对相关信号进行处理,通过选通原理进一步消除干扰,该技术在实际应用过程中具有較强的可行性,切易操作,而且结构较为简单。
3)单脉冲测角
单脉冲测角技术可以同时对多个雷达回波进行处理,在处理过程中可以有效地对回波信号的幅值相位的数据进行比对,了解目标的角位置,通过该技术可以对角度欺骗干扰进行有效的控制和对抗。
4)相控阵天线扫描捷变
在相控阵天线电子技术的应用下,雷达能够随机扫描战场当中的各种目标,依照相应的算法进行探测目标的处理,天线采用捷变扫描对目标照射,会造成雷达发出的探测信号无法被干扰机快速侦收,从而提高抗干扰性能。
5)雷达组网
雷达组网技术主要是通过各种不同类型的雷达组成完善的网络结构,利用各雷达不同特点进行全面的信息融合共享,对获得的信号和资源进行统一化的处理,这种组网探测技术可以有效对复杂电磁环境下的外界干扰进行控制,侦查识别能力较强,而且具有很好的跟踪定位效果。
2.2 频域抗干扰
1)自适应频率捷变
为了在复杂的电磁环境中,雷达的抗干扰能力提升,需要对雷达脉冲参数进行优化,积极调整发射功率,脉冲周期的等相关参数。在现代下,通过自适应频率捷变技术可以快速地对雷达附近的电磁干扰环境进行探测,并且通过相关方法进行自动计算,找到干扰信号相对较弱的频段,并且进行分析调整雷达参数。由雷达发出信号载频攻击最弱干扰频段,这样可以大幅度提升抗干扰的效果。
2)窄带滤波
通过实验分析发现同一脉冲组雷达信号会出现相干性产生的平线相对较窄,在这种窄带滤波器的帮助下,雷达可以快速地将弧线过滤掉,能够抑制一些噪音干扰,对杂波干扰和噪音干扰具有很大的帮助。
3)频率分集技术
频率分集技术使用的是多个差别较大的频率执行同一任务,能够满足分级带宽超过瞄准干扰带宽的要求,在抗干扰方面具有较好的效果。可以大幅度调整雷达频率分级,使干扰机干扰频度增强,对降低干扰功率密度、改善抗干扰性能具有很大的帮助。
4)频谱扩展
当前在雷达抗干扰领域,频谱扩展技术应用非常广泛,能够使雷达探测距离大幅度提升,控制单位频谱内信号功率密度,使敌方侦察设备在检测方面的难度提升。
3 结束语
总之,在当前复杂电磁环境和下,要使未来战场的控制权完全的控制在自己手中,需要重视雷达的抗干扰技术,通过使用先进的手段使雷达的抗干扰性能提升,以保证获得更好的战争主动权。
参考文献:
[1] 陈越, 陈研. 矛与盾——现代雷达干扰与抗干扰技术概述[C]// 江苏省电子学会;中国国防科学技术信息学会. 江苏省电子学会;中国国防科学技术信息学会, 2013.
[2] 张平定, 王睿. 一种新的天线旁瓣对消抗干扰技术的实现[J]. 现代雷达, 2002, 24(2):80-82.
[3] 张新勋. 基于极化分集和频率分集技术的MIMO雷达抗干扰与目标检测方法研究[D]. 西安电子科技大学, 2019.
[4] 陈赓, 田波, 宫健,等. 雷达有源干扰鉴别技术综述[J]. 现代防御技术, 2019, v.47;No.273(05):117-123.