桑龍
摘要:本論述在現(xiàn)代雷達(dá)電子戰(zhàn)種類、雷達(dá)先進(jìn)技術(shù)和各類電子戰(zhàn)分析的基礎(chǔ)上,對雷達(dá)偵察技術(shù)和雷達(dá)對抗技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。針對上述分析,進(jìn)一步對雷達(dá)反偵察技術(shù)和雷達(dá)反對抗技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)論述。以此為基礎(chǔ),為充分完成雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)、接收機(jī)系統(tǒng)級及相關(guān)子系統(tǒng)、分級、模塊級的性能測試,圍繞雷達(dá)電子成品戰(zhàn)測試系統(tǒng)功能展開了研究,針對試驗(yàn)室環(huán)境下需對雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)各項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)的測試,提出了具體的功能要求,旨在全面考察和提升雷達(dá)電子戰(zhàn)的性能,并為雷達(dá)電子戰(zhàn)的相關(guān)研究提供參考依據(jù)。對現(xiàn)代戰(zhàn)爭中電子戰(zhàn)的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)論述,旨在為雷達(dá)電子戰(zhàn)相關(guān)人員提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:雷達(dá);電子戰(zhàn);電磁環(huán)境;信號干擾
中圖分類號:TN974 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
1概述
電子戰(zhàn)最早出現(xiàn)在美國,1969年美軍給出了電子戰(zhàn)的定義:利用電磁能量測定、利用、削弱或阻止敵方使用電磁頻譜和保護(hù)己方使用電磁頻譜的軍事行動,稱為電子戰(zhàn)。1990年美軍又重新賦予了新的電子戰(zhàn)定義,其定義為“使用電磁能來定位、減弱或以破壞、摧毀、干擾等措施來有效阻止敵方使用、電磁頻譜,同時(shí)還能保護(hù)己方使用電磁頻譜的軍事行動”。目前廣泛使用的是1993年給出的電子戰(zhàn)定義“為使用電磁能和定向能控制電磁頻譜或攻擊敵軍的任何軍事行動,統(tǒng)稱電子戰(zhàn)”。
電子戰(zhàn)目前涵蓋雷達(dá)電子戰(zhàn)、無線電電子戰(zhàn)、光電電子戰(zhàn)、遙控電子戰(zhàn)和遙測電子戰(zhàn)等。在以導(dǎo)彈為主的現(xiàn)代信息化戰(zhàn)場環(huán)境中,雷達(dá)電子戰(zhàn)地位十分重要,在戰(zhàn)略攻防方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前,雷達(dá)正面臨著日趨嚴(yán)峻的雷達(dá)四抗問題:偵察與反偵察、干擾與抗干擾、摧毀與抗摧毀、隱身與反隱身。雷達(dá)電子戰(zhàn)的主要內(nèi)容包括雷達(dá)偵察與反偵察以及對抗與反對抗,本論述以雷達(dá)電子戰(zhàn)的偵察一反偵察、干擾一抗干擾為主要切入點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的論述。
2雷達(dá)偵察
雷達(dá)偵察是屬于電子偵察范圍內(nèi)的重要偵察手段,其主要使命任務(wù)是利用艦載或機(jī)載的雷達(dá)偵察接收機(jī),在平時(shí)偵察接收電磁環(huán)境中存在對我方具有潛在威脅的各種電磁信號,結(jié)合相關(guān)的技術(shù)手段分析出重要的技術(shù)參數(shù),為戰(zhàn)時(shí)采取針對性的反制或干擾措施提供戰(zhàn)術(shù)參考依據(jù);并在戰(zhàn)爭發(fā)生時(shí)協(xié)助艦載、機(jī)載或星載等各類電子支援手段進(jìn)行海、陸、空三維立體監(jiān)視、偵察和分析出敵方各類電子設(shè)備的相關(guān)部署情況,并實(shí)時(shí)關(guān)注其變動情況,通過識別及時(shí)提醒我方做出預(yù)警,并引導(dǎo)艦載和機(jī)載反輻射導(dǎo)彈精確攻擊敵方雷達(dá),對其造成毀滅性打擊。當(dāng)前雷達(dá)偵察面臨以下幾方面挑戰(zhàn)。
(1)現(xiàn)代電磁環(huán)境的密集性。戰(zhàn)區(qū)電子戰(zhàn)的電磁環(huán)境信號密度高達(dá)每秒120萬-150萬個(gè)脈沖。
(2)現(xiàn)代電磁環(huán)境復(fù)雜性。電磁信號充斥著整個(gè)電磁空間,包含著我方、敵方、友軍或中立方軍隊(duì)的電磁信號,同時(shí),還包括了各種民用信號。
(3)偵察的復(fù)雜性和難度。隨著敵方雷達(dá)在技術(shù)、體制等方面的反偵察、反干擾和反對抗特性的持續(xù)提高,極大地增加了偵察難度。同時(shí),由于戰(zhàn)區(qū)氣象環(huán)境的變化或敵方持續(xù)對我方進(jìn)行電子干擾時(shí),雷達(dá)偵察難度大大提高,其偵察復(fù)雜性也隨之增加。因此,必須提高雷達(dá)偵察接收機(jī)的靈敏度和捕獲概率,同時(shí)結(jié)合強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理及分選能力,在對海量信號數(shù)據(jù)分析時(shí),能夠快速準(zhǔn)確識別出威脅信號,自動識別威脅等級和類型,及時(shí)提供告警,為我方采取針對性應(yīng)對措施提供參考依據(jù)。
3雷達(dá)對抗
雷達(dá)對抗主要是利用有源或無源方法對敵方雷達(dá)的接收、顯示和自動跟蹤系統(tǒng)實(shí)施電子干擾,以保證自身或編隊(duì)飛行的安全。主要分為無源干擾、有源干擾和組合干擾。
(1)無源干擾中干擾體本身不輻射電磁能量。主要有以下兩種:1.釋放各類能反射電磁波材料制成的反射器,干擾敵方雷達(dá),掩蓋真目標(biāo)或誘惑敵方雷達(dá)跟蹤假目標(biāo),以達(dá)到欺騙的目的;2.采用外形結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計(jì)或在艦體和機(jī)體表面涂覆吸收電磁波的反射,降低敵方對自身的發(fā)現(xiàn)能力。
(2)有源干擾主要是通過利用干擾設(shè)備針對敵方雷達(dá)信號的技術(shù)特點(diǎn),產(chǎn)生和發(fā)射干擾信號來干擾或欺騙敵方雷達(dá),起到保護(hù)自身的作用。有源干擾通常又分為噪聲、欺騙兩大類干擾方式。噪聲干擾利用發(fā)射大功率的噪聲信號,淹沒敵方雷達(dá)回波,使敵方雷達(dá)無法正常捕捉目標(biāo)。欺騙干擾則是用干擾信號故意欺騙敵方雷達(dá)。欺騙干擾讓敵方雷達(dá)獲得虛假的目標(biāo)距離、位置和速度等相關(guān)重要參數(shù),在敵方雷達(dá)上顯示假的回波信號,引導(dǎo)敵方進(jìn)行錯(cuò)誤的判斷和識別,起到自身防護(hù)的作用。
(3)組合干擾就是以不同組合形式來結(jié)合上述干擾方式,包括多種有源干擾組合和有源、無源干擾之間進(jìn)行組合,以提升干擾效果,達(dá)到自身防衛(wèi)的作用。
4雷達(dá)反偵察
雷達(dá)反偵察的任務(wù)是降低我方信號被地方截獲識別的概率,若被敵方識別,則防止其有用信號相關(guān)指標(biāo)被復(fù)制,避免形成敵方準(zhǔn)備分析的相應(yīng)告警或識別數(shù)據(jù)庫。雷達(dá)反偵察的方式主要有:
(1)平時(shí)隱藏準(zhǔn)備作戰(zhàn)時(shí)使用的雷達(dá),并在戰(zhàn)時(shí)使用時(shí),盡可能減少雷達(dá)的工作時(shí)間,降低雷達(dá)信號被敵方截獲的概率。
(2)雷達(dá)信號設(shè)計(jì)時(shí)采用復(fù)雜雷達(dá)信號或偽噪聲信號等難以被截獲識別的波形信號。
(3)采用低截獲概率技術(shù),如發(fā)射大帶寬積、復(fù)雜信號波形、降低信號的峰值功率等。使敵方無法在我方雷達(dá)探測范圍之外捕獲雷達(dá)信號。
(4)采用頻率捷變方法,例如利用隨機(jī)快速跳頻技術(shù),通過提升雷達(dá)跳頻速度和跳頻范圍可以有效增加敵方雷達(dá)干擾機(jī)對我方雷達(dá)進(jìn)行的偵察、跟蹤和干擾的復(fù)雜性和難度。
(5)采用雙基地或多基地工作模式。主要是將雷達(dá)的發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備部署在兩個(gè)基地內(nèi),敵方只能根據(jù)截獲我方發(fā)射的雷達(dá)信號,跟蹤到我方發(fā)射基地的位置,而對無法偵察到另一個(gè)雷達(dá)信號接收基地,不能實(shí)施有效地干擾措施。因此,在戰(zhàn)時(shí)可以利用星載或機(jī)載等方式設(shè)置雷達(dá)發(fā)射站,能夠極大提高雷達(dá)反偵察和反干擾能力。
5雷達(dá)反對抗
雷達(dá)反對抗的主要方法有兩類:第一類是在敵方干擾信號進(jìn)入我方雷達(dá)接收機(jī)之前對其進(jìn)行抑制,并對有用信號進(jìn)行增強(qiáng);第二類是我方雷達(dá)接收機(jī)接收到敵方雷達(dá)干擾信號后,通過信號處理方式,從信號波形、頻譜等方面區(qū)分干擾信號和有用信號,提取信號中敵方目標(biāo)信息,為己方制定電子對抗對策和發(fā)展雷達(dá)對抗裝備提供依據(jù)。雷達(dá)反對抗的措施主要有以下五種:
(1)功率對抗技術(shù)。通過提升發(fā)射功率增強(qiáng)雷達(dá)抗干擾能力。在峰值功率一定的條件下,通常采用脈沖壓縮方法提升發(fā)射功率,同時(shí)還可以增大雷達(dá)作用距離和分辨率。
(2)單脈沖角跟蹤技術(shù)。單脈沖雷達(dá)可根據(jù)從單個(gè)脈沖回波中所包含的信息,利用信號處理技術(shù)解算和定位被檢測的信號源的角位置,從而可以有效應(yīng)對多種針對波束順序掃描雷達(dá)。
(3)脈沖重復(fù)頻率捷變技術(shù)。該技術(shù)能夠有效減小近距離假目標(biāo)的干擾效果。除非預(yù)先獲得雷達(dá)脈沖重復(fù)頻率變化特性,否則很難使假目標(biāo)干擾奏效。
(4)超低旁瓣天線技術(shù)。超低旁瓣天線可降低雷達(dá)在旁瓣方向上被探測到的概率,實(shí)現(xiàn)空間選擇,能夠?qū)⒏蓴_限制在主瓣區(qū)間;在其它角度范圍內(nèi),雷達(dá)還能繼續(xù)保持正常工作,同時(shí),還可以檢測、確定干擾機(jī)的角度信息,在此基礎(chǔ)上,采用多站交叉定位方法,能夠準(zhǔn)確計(jì)算出干擾機(jī)的位置信息。
(5)相控陣技術(shù)。一方面相控陣?yán)走_(dá)天線由獨(dú)立輻射單元或子陣列所組成,在復(fù)雜的電子對抗環(huán)境下,能夠通過自適應(yīng)手段獲取最佳天線方向圖。另一方面,相控陣?yán)走_(dá)采用數(shù)字波束形成接收機(jī),能夠進(jìn)行自適應(yīng)處理,同時(shí)具有超高分辨率和超低旁瓣的性能,能夠有效應(yīng)對各類綜合性電子干擾。
(6)動目標(biāo)顯示、檢測技術(shù)。動目標(biāo)顯示主要利用了多普勒平移原理,來消除偵察環(huán)境中靜目標(biāo)的回波干擾,實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)準(zhǔn)確檢測、定位的功能;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步發(fā)展了動目標(biāo)檢測技術(shù),利用不同信號的頻譜不相同的特點(diǎn),在頻域上識別并分離有用信號和雜波信號,能夠大大減少電磁環(huán)境中雜波信號的干擾,提高檢測能力。
6電子戰(zhàn)測試系統(tǒng)的性能
為了全面考察和提升雷達(dá)電子戰(zhàn)的性能,充分完成對雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)、接收機(jī)系統(tǒng)級及相關(guān)子系統(tǒng)、分機(jī)、模塊級的性能測試,必須建立具有下列功能的測試系統(tǒng),以完成上述系統(tǒng)的測試任務(wù),該系統(tǒng)的信號模擬部分可在試驗(yàn)室環(huán)境下完成對雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)各項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)的測試;系統(tǒng)應(yīng)具備完整的信號輸入、輸出接口形式,可輸出微波射頻信號、模擬IQ信號、數(shù)字IQ信號及數(shù)字中頻信號,完成對電子戰(zhàn)系統(tǒng)整機(jī)、中頻電路部分和數(shù)字基帶部分的獨(dú)立測試。具體功能要求如下:
(1)具有在高密度、高復(fù)雜的電磁環(huán)境信號中發(fā)現(xiàn)、識別新信號的能力
這部分功能可完成對電磁環(huán)境的監(jiān)測,干擾信號的捕獲,突發(fā)信號的捕獲,調(diào)頻信號的監(jiān)測,模擬信號的解調(diào),信號調(diào)制特性的識別等功能。其最大的特點(diǎn)是高靈敏度和大動態(tài)下,利用寬帶的步進(jìn)FFT接收,實(shí)現(xiàn)高速掃描、識別和記錄;
(2)能有效地在試驗(yàn)室完成信號模擬仿真
電磁環(huán)境模擬系統(tǒng)可提供復(fù)雜的多路信號,用戶可方便的構(gòu)建連續(xù)波、脈沖信號以及復(fù)雜的通信信號,系統(tǒng)可采用通用的儀器構(gòu)建電磁環(huán)境模擬系統(tǒng)。
可完成各種復(fù)雜雷達(dá)信號的模擬和調(diào)制輸出能力;
可完成干擾信號、噪聲信號等環(huán)境信號的模擬;
可完成動目標(biāo)回波信號的模擬;
可完成各種通信信號的模擬(包括各種數(shù)字調(diào)制制式:BPSK、QPSK、DQPSK、FSK、16QAM、64QAM、128QAM、256QAM等);
可完成跳頻信號模擬;
工作頻率范圍高達(dá)40GHz,具備脈沖形狀可根據(jù)實(shí)際情況任意定義功能;
具有數(shù)字基帶I/Q、模擬基帶I/Q、IF、RF、輸出接口功能。
(3)多源相干模擬和電磁環(huán)境模擬系統(tǒng)
由于多基地雷達(dá)分散在不同地方,對同一發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號,具有不同的延時(shí)和相差,所以對它們的性能考察,必須使用多源相干技術(shù)。同時(shí),相控陣天線包含成百上千個(gè)T/R模塊,由于每個(gè)模塊處在不同的位-置,它們接收到的同一干擾源的信號也會有不同的延時(shí)和相差。要對他們的性能進(jìn)行考察,也必須使用多源相干技術(shù)。
7結(jié)論
在現(xiàn)代信息化戰(zhàn)場環(huán)境中,電子戰(zhàn)顯得愈發(fā)重要,利用電子干擾技術(shù)能有效干擾敵方的雷達(dá)預(yù)警,從而掌握戰(zhàn)場制信息權(quán),對贏得戰(zhàn)爭起到至關(guān)重要的作用。因此,世界各國高度重視,大力發(fā)展電子信息技術(shù),該技術(shù)已在各種電子戰(zhàn)裝備中得到廣泛應(yīng)用。從偵察、監(jiān)視、預(yù)警到通信指揮控制,從情報(bào)收集、處理到提供作戰(zhàn)依據(jù)、決策等,電子信息技術(shù)的發(fā)展水平很大程度上決定了電子戰(zhàn)裝備的技術(shù)水平。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭中戰(zhàn)場電磁環(huán)境的日益復(fù)雜,現(xiàn)代戰(zhàn)爭已轉(zhuǎn)變?yōu)轶w系與體系的對抗,彼此分離、功能單一的電子戰(zhàn)裝備已無法滿足作戰(zhàn)需求,亟需發(fā)展功能全面、自適應(yīng)能力強(qiáng)的新型電子戰(zhàn)裝備,并發(fā)展與之配套的新型電子戰(zhàn)作戰(zhàn)平臺。