王 杰

（海軍駐揚州723所軍事代表室，揚州 225001）

0 引 言

雷達利用目標(biāo)對電波的反射特性，在時域內(nèi)處理目標(biāo)回波，獲取目標(biāo)距離信息；利用雷達天線方向性，在空域內(nèi)處理目標(biāo)回波，獲取目標(biāo)方位和俯仰信息；利用多普勒效應(yīng)，在頻域內(nèi)處理目標(biāo)回波，獲取目標(biāo)徑向運動速度信息［1］。

當(dāng)目標(biāo)相對于雷達存在徑向運動時，會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。雷達利用這種效應(yīng)，既能將不同運動速度目標(biāo)用多普勒信息區(qū)分開來，又能將目標(biāo)回波與地面或海面雜波區(qū)分開來，因此，多普勒雷達獲得了廣泛應(yīng)用。

對于艦載干擾設(shè)備來講，由于普遍采用自衛(wèi)干擾方式，在時域上，能確保在徑向上的干擾效果；而在頻率上，由于多普勒雷達波形優(yōu)越，抗干擾能力強，導(dǎo)致干擾機干擾效能降低。因此，為了能有效干擾多普勒雷達，除了要求提高自衛(wèi)干擾設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)外，還需要研究多點源協(xié)同對抗多普勒雷達的新技術(shù)和新方法，以提高多普勒雷達對抗效能［2］。

1 多普勒雷達特點分析

多普勒雷達能同時測量目標(biāo)位置和速度，其主要特點是：

（1）采用脈間相干方式發(fā)射射頻信號，脈沖重復(fù)頻率比較高，觀測目標(biāo)沒有速度模糊；

（2）采用多普勒帶通濾波器，雷達頻率鑒別性能優(yōu)；

（3）多普勒雷達匹配濾波器提供相干積累效應(yīng)，降低了噪聲干擾信號對雷達工作的影響；

（4）多普勒雷達脈沖重復(fù)頻率一般比較高，具有較好的抗電子攻擊能力，能抑制箔條和一些干擾；

（5）能比較2種速度測量結(jié)果（一種是直接測量多普勒頻率，另一種是對距離信息進行微分），使單一速度欺騙干擾信號不起作用，因此，要求在欺騙多普勒雷達干擾信號中必須包含與距離欺騙相一致的多普勒欺騙信息。

2 干擾難點分析

多普勒雷達的最大特點是在多普勒頻率上分辨目標(biāo)，具有較好的抗干擾能力，這也是干擾難點，主要表現(xiàn)在：

（1）窄帶濾波

由于多普勒雷達中使用了各種窄帶濾波器，只能讓指定的目標(biāo)回波多普勒譜線進入接收機，濾除了帶外噪聲，從而提高了信噪比。要想讓具有足夠干擾功率的干擾信號通過多普勒濾波器，既需要使干擾頻譜覆蓋多普勒濾波器帶寬，又要保證多普勒濾波器帶寬內(nèi)有高的干擾功率密度。

（2）相干積累

多普勒雷達采用相干發(fā)射模式，處理回波時采用相干積累。干擾信號必須與雷達回波信號保持相干，才能達到有效干擾的目的。

（3）反箔條干擾

由于箔條發(fā)射后處于隨風(fēng)飄落狀態(tài)，箔條所產(chǎn)生的多普勒頻率與目標(biāo)回波多普勒頻率差距較大，遠大于1個多普勒濾波器帶寬，因此具有反箔條干擾能力。

（4）自適應(yīng)判別干擾信號

多普勒雷達能以直接測量多普勒和對距離測量結(jié)果進行微分2種途徑提取目標(biāo)徑向速度，通過比對結(jié)果，能判斷受干擾情況，消除單一速度欺騙干擾對雷達工作的影響。

3 干擾可行性分析

多普勒雷達的特點是從速度上區(qū)分目標(biāo)及雜波，但也存在缺陷，電子對抗可以利用這些缺陷，設(shè)計一些針對性強的自衛(wèi)和協(xié)同干擾樣式，達到有效干擾的目的。其缺陷主要表現(xiàn)在：位于副瓣雜波中的目標(biāo)回波檢測能力比較弱；在多普勒雷達照射時間（處理時間）內(nèi)，發(fā)射頻率、脈沖重復(fù)頻率需要保持不變；由于采用高脈沖重復(fù)頻率，很容易被識別。

需要說明的是：對于各種雷達，不存在通用有效的干擾樣式，只有經(jīng)過具體分析掌握雷達工作特點、技術(shù)參數(shù)、戰(zhàn)術(shù)使用、性能優(yōu)劣、抗干擾措施及使用時機等信息，才能設(shè)計出針對性強的有效干擾措施。

4 干擾方法

4.1 干擾基本條件

為了有效干擾多普勒雷達，采用噪聲干擾時，由于噪聲信號無法獲取多普勒雷達接收機處理目標(biāo)回波時所具有的處理增益，因此，必須用加大干擾有效輻射功率來補償，而且要求噪聲帶寬很窄；用欺騙干擾時，必須注意到多普勒帶寬為Hz量級，要求欺騙干擾信號至少在干擾頻率上精確到Hz量級，才能保證干擾信號獲得與脈沖回波相同的處理增益。因此，干擾有效的基本前提條件是：噪聲干擾信號必須功率大，具有窄帶特征，以便獲得高干擾譜密度；欺騙干擾信號必須相干，至少在雷達處理時間內(nèi)與雷達信號保持相干。

4.2 自衛(wèi)干擾方法

（1）抑制干擾法

當(dāng)多普勒雷達處于下視狀態(tài)時，主瓣照射會產(chǎn)生很強的主瓣雜波，因此，多普勒雷達必須設(shè)計主瓣雜波抑制濾波器，將主瓣雜波濾除掉，減輕窄帶濾波器組處理壓力。但是，如果運動目標(biāo)的回波譜落在無雜波區(qū)，電子對抗系統(tǒng)將其搬移至主瓣雜波頻率范圍內(nèi)，那么，運動目標(biāo)回波譜同樣被濾除，從而達到有效干擾的目的?？刹捎蒙漕l數(shù)字存儲和調(diào)制技術(shù)，將目標(biāo)多普勒譜線搬至主瓣雜波中，利用雷達本身主瓣雜波抑制濾波器濾波功能，將主瓣雜波和搬移后的目標(biāo)譜線一并濾除。

（2）速度和距離同步拖引

單獨的速度門拖引（VGPO）和距離門拖引（RGPO）對某些雷達欺騙是成功的，但是，如果1部雷達（如多普勒雷達）同時具有距離波門和速度波門2種工作狀態(tài)，則可以通過距離和速度之間的相互計算將已成功進行VGPO或RGPO的干擾信號剔除。因此，對具有距離和速度波門的雷達進行干擾時，必須采用距離、速度同步拖引方式。

拖引距離和拖引速度最大值的選取應(yīng)視雷達不同而不同，不能超過雷達的最大跟蹤距離和最大速度處理能力，欺騙距離和欺騙速度超過這些最大值，雷達將不做處理，從而大大降低欺騙干擾效果。

采用速度和距離同步拖引可以模擬導(dǎo)彈從發(fā)射平臺上的發(fā)射過程，這對制導(dǎo)雷達采用多普勒方式是比較有效果的。

（3）“盲速”干擾

即將真實目標(biāo)的回波多普勒譜線拖到雷達盲速點上，使雷達作為固定目標(biāo)處理，在對消器中被消除。當(dāng)運動目標(biāo)處于“盲速”上時，雷達會產(chǎn)生丟失或?qū)υ撃繕?biāo)的檢測能力大大降低。

（4）“靈巧噪聲”干擾

在雷達的中心頻率附近發(fā)射許多噪聲猝發(fā)脈沖，在時間上與真正的目標(biāo)回波重疊并且覆蓋住目標(biāo)回波，這種干擾波形沒有真正轉(zhuǎn)發(fā)式干擾機的全部效果，但是它能夠更好地利用可利用的干擾能量，而且不大可能受雷達采用旁瓣消隱（SLB）和旁瓣取消（SLC）抗干擾技術(shù)的影響。

（5）閃爍假目標(biāo)速度欺騙

該方法主要是產(chǎn)生多普勒假目標(biāo)。其產(chǎn)生的機理是：在雷達工作頻點的一側(cè)設(shè)置2個干擾頻點，即f j1＝f i＋f d1，f j2＝f i＋f d2，其中f i為雷達工作頻率，f d1和f d2應(yīng)根據(jù)雷達的脈沖重復(fù)頻率、工作波長、干擾載體相對于地面的運動速度以及雷達載體相對于地面的運動速度進行選取，其值不大于脈沖重復(fù)頻率的一半。

假設(shè)敵方對空監(jiān)視雷達采用了多普勒體制，脈沖重復(fù)頻率fPRF＝200 k Hz，工作波長λ＝5 cm，則最大多普勒頻率f dmax＝100 k Hz，能探測的目標(biāo)的最大飛行速度為vmax＝2 500 m／s。假設(shè)我方轟炸機帶有自衛(wèi)功能，采用多普勒假目標(biāo)方式干擾敵方多普勒雷達，我方飛機與敵方雷達之間的相對徑向速度為1 Ma，則敵方雷達探測到我方飛機所形成的多普勒頻率f d＝14.3 k Hz。為了使干擾有效，應(yīng)將2個干擾頻點設(shè)置在多普勒頻率的2邊，干擾信號的調(diào)制特性相反，大于多普勒頻率的干擾信號用負極性的鋸齒波進行頻率調(diào)制，小于多普勒頻率的干擾信號用正極性的鋸齒波進行頻率調(diào)制。這樣，通過交變極性和變頻頻率信號在多普勒頻譜2邊形成大量的假目標(biāo)，擾亂多普勒雷達的速度譜跟蹤。

4.3 協(xié)同干擾方法

由于單平臺對抗威脅目標(biāo)，即實施自衛(wèi)防御時，干擾敵方雷達方位很難奏效，因此，多平臺間協(xié)同對抗就顯得尤為重要。

協(xié)同干擾主要適用于單一平臺對抗無效時和單一平臺對抗效果不明顯時。

（1）多源阻塞干擾

當(dāng)多普勒雷達采用高脈沖重復(fù)頻率工作時，兩點源或多點源干擾機采用轉(zhuǎn)發(fā)方式發(fā)射干擾信號，干擾波形應(yīng)具有高占空比，從而阻塞雷達接收機。圖1為多干擾源阻塞干擾波形圖。

在具體實施干擾時，可以根據(jù)多普勒雷達工作的脈沖重復(fù)間隔和脈沖寬度，確定3臺干擾機不同的延遲時間Δt1、Δt2和Δt3的值，使3路干擾信號幾乎占滿時間域。

圖1 3個干擾源干擾合成波形

這種干擾方法的優(yōu)點是：3臺干擾機位置不受雷達方位和距離的限制；能實現(xiàn)相干干擾；可以與同步閃爍干擾等方法一起使用，干擾效果會更好。

（2）多源速度波門拖引和無源箔條干擾技術(shù)

該方法能有效干擾半主動雷達制導(dǎo)導(dǎo)彈來襲。假設(shè)場景如圖2，敵方從平臺A上發(fā)射半主動雷達制導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊我方飛機B，同時，敵方采用連續(xù)波照射器照射B，我方飛機C作為支援飛機參與電子干擾。在飛機B上裝有轉(zhuǎn)發(fā)式干擾機，是敵方導(dǎo)彈攻擊的目標(biāo)。

圖2 干擾半主動雷達制導(dǎo)導(dǎo)彈場景

在具體干擾時，由飛機C將箔條投放在飛機B的飛行航線上，敵方導(dǎo)彈以飛機B為目標(biāo)，敵方導(dǎo)彈照射器發(fā)出的信號必須穿過箔條云才能照射到飛機B，在導(dǎo)彈方向產(chǎn)生回波，導(dǎo)彈才能成功尋的。飛機B上的干擾機采用線性移相變頻干擾技術(shù)，拖引導(dǎo)彈速度波門，使其頻率下降，這樣，使導(dǎo)彈速度波門鎖定在速度幾乎為零的大的箔條云上，然后，關(guān)閉拖引信號，使導(dǎo)彈鎖住箔條云反射信號。

（3）編隊同步閃爍干擾

單部干擾機閃爍干擾是指干擾機以50%左右的工作比交替工作，干擾機的噪聲頻譜覆蓋了被干擾雷達的通頻帶，以多種閃爍頻率干擾雷達的跟蹤模式，通常選擇的閃爍率為0.1～10 Hz。

為了有效干擾雷達接收機跟蹤狀態(tài)，干擾信號接通時間和斷開時間應(yīng)該與雷達接收機的某些時間相對應(yīng)，即：干擾機的接通時間＞雷達進入跟蹤干擾信號所需的時間，干擾機的斷開時間≤雷達重新捕獲目標(biāo)所需的時間。

干擾的目的是讓雷達一直處于對目標(biāo)搜索或正在進入跟蹤狀態(tài)的過程中。

編隊同步閃爍干擾是指在2條或多條艦上使用同步干擾機的一種樣式，要求各干擾艦艇對被干擾雷達的方位角有所不同，距離上稍有差別，但都處于雷達無線波束內(nèi)，各干擾機由統(tǒng)一的控制信號實現(xiàn)“通－斷”，而控制信號可以根據(jù)需要進行調(diào)制，見圖3。

圖3 編隊同步閃爍干擾

（4）雙重速度波門拖引

單平臺干擾機對敵多普勒雷達實施速度波門拖引時，盡管在速度上欺騙成功，但是，雷達利用未被干擾的距離和方位信息，同樣能跟蹤目標(biāo)，因此，速度欺騙受到限制。

當(dāng)使用2部或2部以上干擾機對多普勒雷達進行速度欺騙時，可以協(xié)同采用雙重速度波門拖引方法。

在圖4中，A、B分別代表裝有干擾機的艦載平臺，C代表敵方攻擊飛機，該飛機上裝有多普勒雷達，2臺干擾機均采用線性移相變頻干擾方式對敵方多普勒雷達進行雙重速度波門拖引。

圖4 假設(shè)的干擾場景

A平臺上裝有偵察設(shè)備，負責(zé)偵察和測量敵方多普勒雷達的技術(shù)參數(shù)和方位，并將射頻信號通過分頻后發(fā)送給B平臺；B平臺接收到該射頻信號后，進行倍頻，采用該傳輸方法能保證兩平臺之間干擾信號保持同步。

A平臺、B平臺均采用行波管進行線性移相變頻，2個平臺之間的干擾協(xié)同主要表現(xiàn)在：

（1）2個平臺分別采用各種調(diào)制信號f s，使敵方多普勒雷達多普勒濾波器內(nèi)出現(xiàn)多個在移動的假目標(biāo)；

（2）2個平臺相對于敵方平臺存在角度偏差，會導(dǎo)致敵方多普勒雷達在跟蹤方位上產(chǎn)生振蕩，從而丟失目標(biāo)。

圖5給出了供2臺干擾機選擇的5種基本的調(diào)制波形，共有15種組合，而且根據(jù)調(diào)制頻率不同，組合形式更加豐富。

下面選擇a－c組合調(diào)制波形組合，研究產(chǎn)生的干擾效果。

位于平臺1上的干擾機采用（a）類波形對行波管進行調(diào)制，多普勒雷達接收到該干擾信號后，頻率將移至f i＋f s，其中f i為雷達工作頻率，f s為調(diào)制信號頻率。由于fs取固定值，因此fs產(chǎn)生的效果是干擾信號固定占據(jù)某一個多普勒濾波器分辨單元。

位于平臺2上的干擾機采用（c）類波形對行波管進行調(diào)制，多普勒雷達接收到該干擾信號后，頻率將從f i＋f s變化到f i＋f e，中，f i代表雷達工作頻率，fs表示調(diào)制信號初始頻率，fe表示調(diào)制信號終止頻率。由于調(diào)制頻率從小到大發(fā)生改變，產(chǎn)生的效果是：干擾信號在多普勒雷達的多普勒濾波器分辯單元里，從速度小到速度大的方向移動，產(chǎn)生運動假目標(biāo)。

當(dāng)2部干擾機同時向敵方多普勒雷達進行干擾時，雷達接收機將收到2種干擾信號，產(chǎn)生的效果是：在多普勒雷達的多普勒濾波器分辯單元里有1部固定假目標(biāo)和1部移動的欺騙假目標(biāo)。

5 結(jié)束語

利用多普勒效應(yīng)，脈沖多普勒雷達從多普勒頻率上區(qū)分目標(biāo)和雜波，提高了抗雜波和電子干擾的能力。從電子對抗角度分析，為了有效干擾多普勒雷達，需要在多點源干擾方面進行研究，聯(lián)合各干擾設(shè)備，實施協(xié)同干擾，提高各干擾設(shè)備對抗多普勒雷達的技術(shù)性能。同時，推出適用于協(xié)同干擾的新技術(shù)、新方法和新的戰(zhàn)術(shù)使用是亟需解決的課題。

圖5 供2臺干擾機選擇的5種基本調(diào)制波形及組合

［1］趙國慶.雷達對抗原理［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.

［2］向敬成.雷達系統(tǒng)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2001.