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浅谈雷达干扰与反干扰技术

归档日期:07-22       文本归类:反电子干扰      文章编辑:爱尚语录

  浅谈雷达干扰与反干扰技术_电子/电路_工程科技_专业资料。浅谈雷达干扰与抗干扰技术 近年来,由于电子对抗技术的不断进步,干扰与抗干扰之间的斗争亦日趋激烈。面 对日益复杂的电子干扰环境,雷达必须提高其抗干扰能力,才能在现代战争中生存,然 后才能发挥其正常效能,

  浅谈雷达干扰与抗干扰技术 近年来,由于电子对抗技术的不断进步,干扰与抗干扰之间的斗争亦日趋激烈。面 对日益复杂的电子干扰环境,雷达必须提高其抗干扰能力,才能在现代战争中生存,然 后才能发挥其正常效能,为战局带来积极影响。 一、雷达干扰技术 1、对雷达实施干扰的目的和方法 雷达干扰的目的是使敌方雷达无法获得探测、跟踪、定位及识别目标的信息,或使 有用的信息淹没在许多假目标中,以致无法提取真正的信息。 根据雷达工作原理,雷达是通过辐射电磁波在空间传播至目标,由目标散射回波被 雷达接收实现探测目标。因此对雷达实施干扰可以从传播空间和目标这两处着手。具体 来说就是辐射干扰信号,反射雷达信号,吸收雷达信号三个方面。 为了实现对雷达实现有效的干扰,一般需要满足下面几个条件。空间上,干扰方向 必须对准雷达,使得雷达能够接收到干扰信号。频域上,干扰频率必须覆盖雷达工作频 率或者和雷达工作频点相同。能量上,干扰的能量必须足够大,使得雷达接收机接收的 能量大于其最小可接收功率(灵敏度) 。极化方式上,干扰电磁波的极化方式应当和雷 达接收天线的极化方式尽量接近,使得极化损失最小。信号形式上,干扰的信号形式应 当能够对雷达接收机实施有效干扰,增加其信号处理的难度。 2、雷达干扰分类 雷达面临的复杂电子干扰可分为有意干扰和无意干扰两大类,这两者又分别包括有 源和无源干扰,具体如下图所示。 雷达干扰 ?? 有意干扰 无意干扰 ?? 有源干扰 无源干扰 有源干扰 无源干扰 ? ? ? 遮盖性干扰 欺骗性干扰 遮盖性干扰 欺骗性干扰 自然界的 人为的 自然界的 人为的 噪声调频干扰 噪声调相干扰 复合调频干扰 随机脉冲干扰 距离欺骗干扰 角度欺骗干扰 ? ? ? ? ? ? ? ? 速度欺骗干扰等 箔条走廊干扰 箔条区域干扰 反雷达伪装 雷达诱饵 宇宙干扰 雷电干扰等 工业干扰 友邻干扰等 地物、气象干扰 鸟群干扰等 人工建筑干扰 友邻物体干扰 二、雷达抗干扰技术 雷达抗干扰的主要目标是在与敌方电子干扰对抗中保证己方雷达任务的顺利完成。 雷达抗干扰措施可分为两大类: (1)技术抗干扰措施; (2)战术抗干扰措施。技术抗干 扰措施又可分为两类:一类是使干扰不进入或少进入雷达接收机中;另一类是当干扰进 入接收机后,利用目标回波和干扰的各自特性,从干扰背景中提取目标信息。这些技术 措施都用于雷达的主要分系统如天线、发射机、接收机、信号处理机中。 1、与天线有关的抗干扰技术 雷达通过天线发射和接收目标信号,但同时可能接收到干扰信号,可以通过在天线 上采取某些措施尽量减少干扰信号进入接收机。如提高天线增益,可提高雷达接收信号 的信干比;控制天线波束的覆盖与扫描区域可以减少雷达照射干扰机;采用窄波束天线 不仅可以获得高的天线增益,还能增大雷达的自卫距离、提高能量密度,还可以减少地 面反射的影响,减小多径的误差,提高跟踪精度;采用低旁瓣天线可以将干扰限制在主 瓣区间,还可以测定干扰机的角度信息,并能利用多站交叉定位技术,测得干扰机的距 离信息;为了消除从旁瓣进入的干扰,还可以采取旁瓣消隐和旁瓣对消技术;当采用阵 列接收天线时,可通过调整各个阵列单元信号的幅度与相位,在多个干扰方向上构成天 线波瓣的零点,从而减少接收干扰信号的强度。 从电波与天线理论可知:接收天线能很好地接收与其极化方式相同的电磁能量,若 极化方式不同,则会引起很大衰减。因此在设计天线时,采用变极化技术,使极化形式 和目标信号匹配而与干扰信号失配,就能减少对干扰信号的接收。另外还可采用旋转极 化对消、视频极化对消技术等。 2、与发射机有关的抗干扰技术 对付噪声干扰的最直接办法是增大雷达发射机功率,结合高增益天线可以使雷达获 得更大的探测距离,但该方法对箔条、诱饵、转发器和欺骗式应答干扰等无效。对此, 更有效的方法是使用复杂的、 变化的、 不同的发射信号。 根据方法的不同可分为跳频法、 频率分集或宽瞬时带宽信号。 如果频率能在较宽的范围内随机跳变,使雷达不断跳到不受干扰的频率上工作,它 的抗干扰能力就能得到增强。常用的方法有固定跳频和频率捷变,由于频率捷变信号的 跳频速度很快(可达微秒数量级) ,因此它能使瞄准式杂波干扰机很难截获或跟踪雷达。 对于阻塞式干扰机,由于很难以足够的功率覆盖整个雷达的跳频带宽,干扰效果有限。 在雷达发射机平均功率相同的条件下,宽带频率捷变雷达是目前抗杂波干扰的较好体 制。另外,开辟新频段,让雷达工作于更低或更高的频段上,散布范围尽量大;还可以 使雷达突然在敌干扰频段的空隙中工作,使敌方不易干扰。 3、与接收机有关的抗干扰技术 当雷达遭遇强大干扰时,强干扰信号与目标回波信号一同进入雷达接收机,使其超 出正常的动态范围,工作状态进入饱和状态,这称为过载现象。一旦接收机出现过载, 雷达就处于盲视状态,失去监视目标的作用,所有的反干扰措施也都失去意义。因此, 抗饱和过载是雷达抗干扰的一条重要措施。雷达常采用的抗饱和过载技术有宽动态范围 接收机(如对数接收机、线性-对数接收机) 、瞬时自动增益控制电路、 “宽-限-窄”电路、 检波延迟控制电路、快速时间常数电路、近程增益控制电路、微波抗饱和电路等。 4、与信号处理有关的抗干扰技术 4.1 信号选择法 信号选择法,是基于信号的已知参数(脉冲宽度、脉冲重复频率、幅度、频率、相 位等)区分干扰信号,可分为幅度选择、时间选择、频率选择等。 幅度选择:根据雷达接收机输入端有用信号和干扰信号强度的不同,从干扰背景中 分离出有用信号。当有用信号幅度大大超过干扰幅度时,可采用下限幅器,其输出仅在 输入电压超过限幅电平时才出现。 时间选择:在干扰背景下,脉冲信号的时间选择是以待选脉冲与干扰脉冲之间的时 间位置(相位) 、脉冲重复频率或脉冲宽度不同为基础的。在自动距离跟踪系统中,距 离门选通电路就是根据脉冲位置的时间选择,它只允许预测距离门附近的信号通过,这 不仅减小了信号处理量,而且消除了其他位置的噪声、干扰信号。 多普勒滤波器组是覆盖预期的目标多普勒频移范围的一组邻接的窄带滤波器。当目 标相对于雷达的径向速度不同,即多普勒频移不同时,它将落入不同的窄带滤波器。因 此,窄带多普勒滤波器组起到了实现速度分辨和精确测量的作用。 4.2 常见信号处理方法在抗干扰方面的作用 积累:用积累技术抗噪声干扰的原理,是充分利用信号和噪声之间在时间特性和相 位特性上的区别,来完成在噪声背景中对信号的检测。相参积累同时利用了信号的幅度 和相位信息,信噪比提高较多。理想的相参积累,信噪比可以提高 N 倍(N 为积累的脉 冲数) ,但技术上实现比较困难。非相参积累只利用了信号的幅度信息,而完全损失了 相位信息,因此效果比相参积累差些。 相关:相关是搜索、跟踪、制导或引信系统处在恶劣工作环境时采用的一种检测处 理技术。 它的依据是: 收到的数据和它经过一定延迟以后的数据之间的联系或相关性 (自 相关) ,收到的数据与本机参考数据之间的联系或相关性(互相关) ,以及信号的其他任 意组合之间的联系或相关性。其目的在于改善受干扰的雷达系统正常工作的能力,或开 发利用自然干扰和敌方辐射信号的资源。 恒虚警处理(CFAR) :现代雷达广泛采用恒虚警处理,其主要功能就是对云雨、气 象杂波、地(海)杂波进行归一化处理,以提高雷达在各种干扰情况下的检测能力。雷 达采用恒虚警处理, 具有抗强噪声干扰、 改善雷达显示背景和提高雷达信号处理的能力。 动目标显示(MTI) :MTI 是多普勒处理的一种类型,它可以在固定杂波中检测出 动目标, 其基本原理是利用目标和杂波的相对径向移动而产生的不同多普勒频率来滤除 杂波。 当前,电子技术的发展促使雷达干扰与抗干扰之间的对抗更加激烈。雷达的抗干扰 需要对雷达各分系统采取合适的抗干扰措施才能提高雷达的整体抗干扰能力。同时,抗 干扰技术需要与适当的战术相结合才能发挥更佳的效能。

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