【摘要】雷達系統(tǒng)是艦艇的核心裝備之一,其復雜電磁空間的工作有效性和生存能力對電子戰(zhàn)結(jié)果具有重要影響。本文首先對研究艦載雷達電子對抗的意義做了簡要介紹,然后總結(jié)分析了現(xiàn)有的電子對抗威脅類型與方式,重點從雷達設計和電子對抗關鍵技術兩個方面對艦載雷達的應對措施進行了討論與研究。
【關鍵詞】艦載雷達;電子對抗;雷達設計;電子對抗技術
艦艇中裝備的雷達統(tǒng)稱為艦載雷達,其可以對海面、空中目標進行定位、探測與跟蹤,還可以為艦載機提供導航服務。但是隨著電子對抗技術的發(fā)展,艦載雷達的工作環(huán)境也越來越惡劣,針對雷達工作頻段的干擾和噪聲越來越嚴重,為保證雷達系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn),保證雷達系統(tǒng)所提供數(shù)據(jù)的可靠性與精度,就必須采用電子對抗技術對雷達系統(tǒng)進行改進或武裝。
1.針對艦載雷達的電子對抗威脅
現(xiàn)有的電磁波信號可以實現(xiàn)微波、毫米波以及光波的一體化頻率覆蓋,艦載雷達在工作時所獲取的信號中不僅包含本方的有用信號,還包括敵對信號、干擾信號、民用通信信號等,這些信號的存在惡化了雷達工作環(huán)境,提升了雷達工作難度。
艦載雷達ESM的不斷增強在一定程度上提升了敵對雙方的攻擊性,增大了艦艇隱身難度。現(xiàn)代ESM覆蓋距離的擴展,測量與定位精度的提升可以極大的豐富艦載雷達的連續(xù)追蹤能力,特別是其還能夠通過發(fā)射大功率干擾信號的方式干擾艦載雷達的跟蹤工作,影響本方艦載雷達的工作狀態(tài)。
針對艦載雷達的有源、無源以及組合干擾形式也為艦載雷達的運行帶來了非常大的威脅。有源干擾可以通過干擾機或者其他干擾源發(fā)送干擾信號來欺騙艦載雷達,使其形成錯誤的檢測結(jié)果,也可以提升干擾信號的功率將有用信號淹沒在干擾信號中,使艦載雷達無法正常工作。無源干擾可以使用特殊的材料或結(jié)構(gòu)來設計特定的裝備外形,以減弱目標對電磁波的反射,達到降低被艦載雷達偵察到的概率。組合干擾則是上述兩種干擾類型的結(jié)合使用,可以進一步發(fā)揮兩類設備的性能,提升艦載雷達的目標發(fā)現(xiàn)、定位與跟蹤難度。
2.艦載雷達電子對抗策略
為增強艦載雷達的抗電子干擾能力,提升自身目標識別與跟蹤能力,可以從雷達設計和技術應用兩方面著手,采取相關的策略。
2.1 雷達設計
從雷達天線角度考慮,可以使用高增益、窄波束、低副瓣、低交叉極化相應的雷達天線來提升雷達的工作性能,還可以在上述基礎上進一步采用副瓣對小技術、電子掃描相控陣技術以及單脈沖測角技術對雷達天線進一步優(yōu)化。
從信號收發(fā)系統(tǒng)考慮,可以增大系統(tǒng)的輻射功率,對發(fā)射信號進行脈沖壓縮整形,拓展信號動態(tài)范圍以及使用跳頻等來提升雷達信號的抗電磁干擾效果。特別是在考慮信號的頻域特征,應該盡量增大信號的時寬帶寬,削弱干擾信號對有限輻射功率信號的干擾效果。
從數(shù)據(jù)處理考慮,可以使用先進的運算與處理設備構(gòu)建數(shù)據(jù)處理中心,以提升雷達系統(tǒng)的信息共享能力和信號高速處理能力,縮短雷達響應時間,為高精度、實時性跟蹤任務提供支持。特別是多種數(shù)據(jù)處理算法的應用還能夠有效提升艦載雷達系統(tǒng)的電磁環(huán)境適應性,增強其在密集多脈沖信號環(huán)境下的微小回波變化目標識別能力。
其他如雷達系統(tǒng)的頻段、功率、功能、模塊化設計方式等也是提升艦載雷達電子對抗作戰(zhàn)性能的重要內(nèi)容。這些能力的優(yōu)化設計既能夠滿足艦載雷達適用場景在靈活性方面的要求,還能有效提升雷達設備的生存力與技術的可靠性。
2.2 艦載雷達抗干擾技術
艦載雷達中所應用的電子對抗技術主要有相控陣技術、多波束技術、毫米波對抗技術、低截獲概率概率技術、自適應技術等。
相控陣技術使用電控指令對天線陣列中的獨立輻射單元進行控制,可自適應地獲得最佳天線方向圖,實現(xiàn)波束的定向與形成等功能。該技術的應用優(yōu)勢有天線波束穩(wěn)定;無需使用傳統(tǒng)的機械裝置調(diào)整天線孔徑;電子掃描時間間隔短,可在瞬時完成指定區(qū)域的信號搜索工作;天線掃描過程無慣性,響應精度高靈活性強;多陣元或子陣協(xié)同工作可獲得更大的有效輻射功率,削弱干擾信號對雷達工作結(jié)果的影響。
多波束技術可以使用多波束網(wǎng)絡或多波束透鏡等在艦載雷達負責區(qū)域內(nèi)組建若干個相互獨立且緊密相連的高增益波束覆蓋區(qū),這些覆蓋區(qū)可以對寬頻帶和寬空間范圍內(nèi)的電子信號進行不間斷掃描,獲得高分辨率的接收信號角度信息。若配合使用低功率微波放大器對天線陣元進行優(yōu)化,該技術還能夠在繼承天線陣孔徑全部增益的基礎上進一步提升天線的有效輻射功率,實現(xiàn)干擾信號的對抗。
毫米波對抗技術主要利用毫米波在波束寬度、旁瓣特性、方向性以及抗干擾能力的優(yōu)點來提升雷達的電子對抗性能。該技術中可以采用脈沖壓縮技術、頻率捷變技術以及頻率分集技術等對信號進行處理,降低干擾信號對雷達信號的干擾,實現(xiàn)有用信號與干擾信號的分離。
低截獲概率技術采用擴頻編碼、降低信號的PAPR等技術來將雷達的射頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂械徒孬@概率特性的信號,增大將其從噪聲環(huán)境中的分離難度,從而保護雷達免受電子干擾。
自適應技術是一種與環(huán)境和性能要求相關的自適應控制技術,基于該技術雷達可以獲得高靈活度的反應能力,還能夠根據(jù)空間干擾環(huán)境調(diào)整雷達工作狀態(tài),增強兩者間的匹配性,維持目標回波信號在較高水平,削弱或減小干擾信號對雷達工作性能的影響,進而實現(xiàn)目標的檢測、跟蹤與制導。該技術是多種技術與理論相結(jié)合的產(chǎn)物,需要雷達系統(tǒng)各功能模塊協(xié)同工作。
3.總結(jié)
艦載雷達電子對抗技術是一個不斷發(fā)展不斷完善的過程,使用適當?shù)募夹g對艦載雷達進行武裝不僅可以提升雷達的應用范圍和消除電子對抗中的威脅源,還能夠提升雷達平臺的隱身特性,促進艦載雷達設備功能的進一步豐富和完善。
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