王美平

摘 要：電子戰(zhàn)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的一種特殊且重要的作戰(zhàn)手段。它使用電磁能和定向能控制電磁頻譜攻擊敵軍的軍事行動(dòng)。電子戰(zhàn)主要包括電子攻擊、電子防護(hù)和電子支援三個(gè)部分。微波技術(shù)是20世紀(jì)初發(fā)展起來的，特別是第二次世界大戰(zhàn)中雷達(dá)的研制加速了微波技術(shù)的發(fā)展。由于微波的頻率高、似光性、量子特性和能穿透電離層等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電子戰(zhàn)中。

關(guān)鍵詞：電子戰(zhàn)；微波技術(shù)

一、電子戰(zhàn)常用的微波技術(shù)

1.微波天線

（1）全向天線

飛機(jī)和陸基告警、自我保護(hù)電子支援典型地使用了全向天線元件。它提供一個(gè)寬的瞬時(shí)視區(qū)。這些天線元件安裝了阿基米德或線性空腔反射式螺旋天線，因而可以無回波。并且它們提供一個(gè)寬的瞬時(shí)視區(qū)超過其寬的頻帶范圍。

（2）高增益天線

作戰(zhàn)的電子支援偵察系統(tǒng)運(yùn)用天線增益去提供回波瓣檢測并描述環(huán)境信號(hào)的特性。高增益天線可在接收系統(tǒng)通過排隊(duì)交替地使用一個(gè)低增益的全向天線來掃描一個(gè)選擇的空間扇形區(qū)域以監(jiān)視環(huán)境。高增益天線在環(huán)境中對(duì)外來多路信號(hào)的接收與檢測一方面減少了截獲真實(shí)威脅信號(hào)的可能性，另一方面增加了信號(hào)處理的難度。

2.單片微波集成電路（MMIC）接收技術(shù)

電子支援MMIC混合模式包括電路和子系統(tǒng)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)，并使用抵消技術(shù)以達(dá)到小尺寸和低功率損耗以及具有大的動(dòng)態(tài)范圍。公共結(jié)構(gòu)的微波前端硬件為電子戰(zhàn)和電子支援系統(tǒng)提供了所需的供給能力。

3.單片微波集成電路（MMIC）脈沖轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)

一個(gè)由便攜獨(dú)立式電池供電的脈沖轉(zhuǎn)換器調(diào)制已接收的信號(hào)，并將調(diào)制后的信號(hào)放大到2W再重新發(fā)射。在天線設(shè)計(jì)中，結(jié)合誘餌體外的抑制環(huán)以及內(nèi)部插件和相關(guān)電路，可提供100dB的隔離（從輸入到輸出），以預(yù)防系統(tǒng)振蕩。

脈沖轉(zhuǎn)換器的主要功能電路包括：發(fā)射和接收天線；檢波式對(duì)數(shù)音頻放大器（DLVA）；自動(dòng)電平控制（ALC）；X波段的100dB增益（頻率范圍8.0～12.0GHz）；一個(gè)單邊帶調(diào)制器；一個(gè)工藝振蕩器和一個(gè)由工作電池供電并有2W輸出的電源。

4.中頻（IF）微波處理器

電子支援中頻微波處理器接收MMIC轉(zhuǎn)發(fā)器（它處理實(shí)際的環(huán)境信號(hào)并測量和描述其信號(hào)特性）的中頻輸出，在這一過程中，環(huán)境信號(hào)采用數(shù)字編碼來描述，以便于之后的數(shù)字信號(hào)處理。由于威脅信號(hào)出現(xiàn)在整個(gè)微波頻譜范圍，因此電子支援系統(tǒng)要求傳感器具有觀察整個(gè)空間環(huán)境的瞬時(shí)視場和全部頻率范圍的能力，這些傳感器需要在時(shí)間允許范圍內(nèi)去實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信號(hào)的截獲。

5.微波濾波技術(shù)

（1）微波濾波器實(shí)現(xiàn)技術(shù)

該技術(shù)將低價(jià)格與高價(jià)值相結(jié)合具有優(yōu)越的再生產(chǎn)能力和性能跟蹤。物理尺寸是重要的，高介質(zhì)常數(shù)的材料使用（例如氧化鋁）有效地減小了尺寸。微波濾波器的實(shí)現(xiàn)途徑包括帶狀線、微帶、E-平面和介質(zhì)諧振腔濾波器。

（2）可控濾波器技術(shù)

開關(guān)濾波器的組成是一組帶通濾波器和多路開關(guān)，排列的開關(guān)可同時(shí)有選擇地與任意濾波器相結(jié)合。典型的濾波器為機(jī)制或印制梳狀設(shè)計(jì)，而開關(guān)是PIN（正的摻雜半導(dǎo)體，本征半導(dǎo)體，負(fù)的摻雜半導(dǎo)體）二極管或者是較低頻率的FETs。

二、未來電子戰(zhàn)中的微波技術(shù)

未來電子戰(zhàn)的微波技術(shù)將包括相控陣技術(shù)、非線性磁性微波裝置、光學(xué)微波信號(hào)處理和微波數(shù)字接收機(jī)的廣泛使用。這些技術(shù)將在電子戰(zhàn)系統(tǒng)中展現(xiàn)突出的作用，甚至已有的技術(shù)需要發(fā)展以便能適應(yīng)系統(tǒng)性能增長的要求。在TWT和固態(tài)放大器、分立的和整體的濾波器、天線部件和孔徑以及微波多路復(fù)用器和寬帶存儲(chǔ)的不斷發(fā)展，可以預(yù)期，由于提高系統(tǒng)性能的需求必將促進(jìn)當(dāng)前這些技術(shù)的發(fā)展。

1.相控陣電子攻擊

相控陣技術(shù)的發(fā)展是針對(duì)艦載系統(tǒng)缺少電子攻擊的自我保護(hù)來說的。對(duì)于這個(gè)情況，一種應(yīng)用于電子攻擊的高功率寬帶有源（GaAs功率調(diào)制）孔徑陣列得到了發(fā)展。由于信號(hào)功率的空間合成和波束指向的靈活改變需要采用相控陣技術(shù)，而寬帶固態(tài)功率放大組件、寬帶高速數(shù)控移相器、寬帶天線陣、高效大功率散熱等一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破，便使得相控陣電子攻擊可以實(shí)現(xiàn)。

2.非線性電磁微波裝置

電子戰(zhàn)系統(tǒng)是工作在高信號(hào)密度環(huán)境，常規(guī)的接收機(jī)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部調(diào)制響應(yīng)，該響應(yīng)容易加重信號(hào)處理的負(fù)擔(dān)引起接收機(jī)飽和，從而影響對(duì)微弱信號(hào)的檢測。非線性電磁微波裝置的發(fā)展為解決上述問題提供了有力保障。頻率選擇限制器（FSL）可以只衰減強(qiáng)信號(hào)而不衰減在時(shí)間上與之重合的微弱信號(hào)。微波FSL使用了磁化鐵氧體的頻率選擇屬性。在低信號(hào)電平上，耦合模式是可以忽略且信號(hào)傳播衰減小。另一個(gè)非線性裝置是信噪比放大器（SNE），它完成與FSL相反的功能。在低信號(hào)電平上，SNE吸收大部分的信號(hào)能量，而在高電平時(shí)，吸收機(jī)構(gòu)飽和，于是允許大部分信號(hào)通過。

3.光學(xué)射頻信號(hào)處理

光學(xué)信道化技術(shù)的發(fā)展是將寬帶信號(hào)處理作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)合同的手段來完成高清晰度的環(huán)境分割。寬帶信號(hào)頻率多路分離是通過光學(xué)衍射、電信號(hào)檢測以及編碼來完成的。光學(xué)處理器實(shí)現(xiàn)的功能包括信道化的相關(guān)卷積和頻譜處理。聲光復(fù)用器是基于布拉格（Bragg）光的衍射。一種光學(xué)調(diào)制器的偏轉(zhuǎn)光線是基于微波輸入信號(hào)的頻率。偏轉(zhuǎn)光束輸出是從布拉格單元（網(wǎng)絡(luò)）聚焦到一個(gè)檢測器陣，被檢測的光束是用以指示對(duì)所應(yīng)用的射頻頻譜能量的分割。

4.數(shù)字化接收機(jī)技術(shù)

目前的數(shù)字接收機(jī)技術(shù)進(jìn)入微波領(lǐng)域起到一個(gè)很好的作用，并且數(shù)字裝置的處理速度正在以戈頓摩爾的曲線上升，同時(shí)尺寸、重量、電源和價(jià)格持續(xù)下降。例如，目前商業(yè)上專用的集成電路（ASIC）模數(shù)轉(zhuǎn)換器在8-bit范圍能在取樣率1.5GHz以上工作。對(duì)于電子戰(zhàn)的應(yīng)用，1GHz是典型的中頻，而數(shù)字接收機(jī)技術(shù)雙倍的取樣率，將使電子戰(zhàn)接收機(jī)的更多功能由數(shù)字接收機(jī)完成。一種多相的數(shù)字接收機(jī)結(jié)構(gòu)提供了高效濾波組件，而這種具有相同線性相位的濾波器可被傳送到現(xiàn)場可編程門陣（FPGA），有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器的輸出與處理增益成正比。一組濾波器中個(gè)數(shù)的多少是由抽樣的數(shù)量決定，并且由快速傅立葉變換（FFT）的長度來決定所用的濾波器組數(shù)。快速傅立葉變換的數(shù)據(jù)輸出是在每個(gè)通道的基帶上用并行I/O的形式取樣。

（作者單位：青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院）