陳 晗，陳方予，左宇飛，潘春云，鄧 濤，張新良，盧瀚智

（1.北京華航無(wú)線電測(cè)量研究所，北京100013；2.北京機(jī)電工程總體設(shè)計(jì)部，北京100854）

0 引言

反導(dǎo)武器發(fā)展催生和促進(jìn)了導(dǎo)彈突防技術(shù)發(fā)展。彈道導(dǎo)彈突防使用彈載雷達(dá)干擾技術(shù)來(lái)干擾反導(dǎo)雷達(dá)對(duì)彈頭探測(cè)和跟蹤，進(jìn)而干擾反導(dǎo)武器對(duì)彈頭攔截。

在反導(dǎo)雷達(dá)和彈道導(dǎo)彈突防攻防對(duì)抗中，反導(dǎo)雷達(dá)采取了一些有針對(duì)性的抗干擾措施，提升了反導(dǎo)雷達(dá)的抗干擾能力。本文簡(jiǎn)要介紹反導(dǎo)雷達(dá)在抗干擾能力提升方面采取的一些措施，以及這些抗干擾措施對(duì)彈載雷達(dá)干擾機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)的影響。

1 反導(dǎo)雷達(dá)提升抗干擾能力措施

1.1 雷達(dá)組網(wǎng)提升抗干擾能力

反導(dǎo)雷達(dá)采取組網(wǎng)工作，使用多部不同工作頻率的雷達(dá)，從不同方向探測(cè)彈頭，如圖1所示。組網(wǎng)雷達(dá)之間建有通信鏈路，各雷達(dá)目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)通信鏈路進(jìn)行互傳、共享，融和后形成目標(biāo)預(yù)測(cè)彈道，送至反導(dǎo)武器指控系統(tǒng)，生成制導(dǎo)信息，經(jīng)制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)送給攔截彈。

圖1中，組網(wǎng)雷達(dá)可工作在P、L、S、C、X、Ku、Ka等波段，圖1僅以P、L、S、X波段雷達(dá)示意。圖1中，4部不同頻率的雷達(dá)分別從彈頭前向、側(cè)向、后側(cè)向觀測(cè)彈頭。

由于彈載雷達(dá)干擾機(jī)收發(fā)信號(hào)天線很多設(shè)置在干擾機(jī)最前部，天線電軸指向前向（相對(duì)干擾機(jī)飛行方向），輻射的干擾信號(hào)能量主要集中在前向的一個(gè)角域內(nèi)，側(cè)向和后側(cè)向輻射干擾信號(hào)能量相對(duì)較低，對(duì)雷達(dá)的干擾能力也相對(duì)較弱。另外彈頭在側(cè)向和后側(cè)向，有相對(duì)較大的RCS[1-2]，對(duì)雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)也有利。

多個(gè)不同頻段的雷達(dá)組網(wǎng)后，雷達(dá)網(wǎng)的探測(cè)可覆蓋一個(gè)較寬的頻率范圍，相對(duì)工作頻率范圍較窄的單部彈載雷達(dá)干擾機(jī)，雷達(dá)網(wǎng)在頻域?qū)股暇哂袃?yōu)勢(shì)，同時(shí)雷達(dá)網(wǎng)可從不同方向觀測(cè)彈頭，在空域?qū)股蠈?duì)彈載雷達(dá)干擾機(jī)也有優(yōu)勢(shì)。

圖1 反導(dǎo)雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)彈頭

1.2 雷達(dá)檢測(cè)接收信號(hào)時(shí)域特征提升抗假目標(biāo)干擾能力

反導(dǎo)雷達(dá)通過(guò)對(duì)彈載雷達(dá)干擾技術(shù)的研究，對(duì)彈載雷達(dá)干擾機(jī)發(fā)射的間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)多假目標(biāo)干擾信號(hào)[3]有了深入了解，發(fā)現(xiàn)了其時(shí)域上的缺陷，針對(duì)其時(shí)域上的缺陷，采取多項(xiàng)措施，提升了抗多假目標(biāo)干擾能力。

1)利用假目標(biāo)信號(hào)脈寬失配特征剔除假目標(biāo)信號(hào)。

彈載雷達(dá)干擾機(jī)使用相參多假目標(biāo)干擾技術(shù)時(shí)，多采用DRFM間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)產(chǎn)生密集多假目標(biāo)干擾信號(hào)[4]。反導(dǎo)雷達(dá)針對(duì)這種干擾信號(hào)脈寬呈現(xiàn)間歇窄脈沖的特征，在接收信號(hào)脈壓前進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣分析，包括對(duì)接收信號(hào)包絡(luò)時(shí)間連續(xù)特征分析（檢測(cè)信號(hào)幅度包絡(luò)）。DRFM間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)多假目標(biāo)干擾信號(hào)幅度包絡(luò)波形如圖2所示[5]。

雷達(dá)在DRFM間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)多假目標(biāo)干擾信號(hào)環(huán)境中檢測(cè)彈頭回波信號(hào)時(shí)，接收信號(hào)脈壓前后的包絡(luò)波形如圖3所示[6]。

雷達(dá)先檢測(cè)脈壓前的接收信號(hào)包絡(luò)，根據(jù)接收信號(hào)包絡(luò)寬度特征，將接收信號(hào)區(qū)域分為干擾信號(hào)區(qū)和干擾信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)疊加區(qū)（有效信號(hào)區(qū)）。雷達(dá)先剔除有效信號(hào)區(qū)外的干擾信號(hào)，縮小真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào)檢測(cè)范圍，然后根據(jù)有效信號(hào)區(qū)前后沿與真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào)前后沿有位置關(guān)系的特點(diǎn)（脈壓處理時(shí)間等于脈寬加脈壓延遲時(shí)間），結(jié)合干擾信號(hào)通常出現(xiàn)的位置規(guī)律、幅度失配等特征，識(shí)別和去除有效信號(hào)區(qū)內(nèi)的干擾信號(hào)，將真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào)檢測(cè)出來(lái)。

圖2 真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào)和間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)干擾信號(hào)包絡(luò)

圖3 雷達(dá)脈壓前、后接收信號(hào)包絡(luò)

如果雷達(dá)發(fā)射寬帶信號(hào)時(shí)，接收信噪比較小，雷達(dá)可先發(fā)射窄帶信號(hào)，收窄濾波器帶寬，降低內(nèi)部噪聲，提高接收信噪比，找到干擾信號(hào)區(qū)，剔除干擾信號(hào)區(qū)內(nèi)的干擾信號(hào)，然后轉(zhuǎn)入寬帶工作方式，在有效信號(hào)區(qū)內(nèi)繼續(xù)識(shí)別和剔除干擾信號(hào)，檢測(cè)真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào)。

2)利用假目標(biāo)信號(hào)幅度失配特征和距離規(guī)律特征剔除假目標(biāo)信號(hào)。

彈載雷達(dá)干擾機(jī)的發(fā)射機(jī)有時(shí)工作在飽和輸出功率狀態(tài)，希望盡可能發(fā)射大功率干擾信號(hào)，利用雷達(dá)檢測(cè)門(mén)限，將彈頭回波信號(hào)壓在檢測(cè)門(mén)限以下。當(dāng)彈頭、干擾機(jī)距離雷達(dá)較遠(yuǎn)時(shí)，這種做法會(huì)使得雷達(dá)接收到的干擾信號(hào)功率遠(yuǎn)大于彈頭目標(biāo)回波信號(hào)功率。雷達(dá)注意到了干擾機(jī)的這種做法，發(fā)現(xiàn)了干擾機(jī)工作在這種方式時(shí)，接收到的多假目標(biāo)信號(hào)具有大幅度，近似等幅且與距離變化不匹配（真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào)功率與距離4次方成反比[7]，干擾機(jī)發(fā)射的干擾信號(hào)飽和功率與距離平方成反比[8]）的特點(diǎn)，采用門(mén)限技術(shù)[9]，識(shí)別和剔除具有這些特征的假目標(biāo)信號(hào)。

另外彈載雷達(dá)干擾機(jī)生成的多假目標(biāo)信號(hào)，特別是DRFM間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)密集多假目標(biāo)信號(hào)，假目標(biāo)信號(hào)之間的延時(shí)時(shí)間有時(shí)呈現(xiàn)一定的固定規(guī)律，并且當(dāng)彈頭與干擾機(jī)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，假目標(biāo)信號(hào)與彈頭回波信號(hào)之間將存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種特征也能夠被雷達(dá)用來(lái)識(shí)別和剔除多假目標(biāo)干擾信號(hào)。

1.3 雷達(dá)使用射頻掩護(hù)技術(shù)抑制多假目標(biāo)信號(hào)干擾

當(dāng)雷達(dá)檢測(cè)到DRFM間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)時(shí)域波形后，可使用有針對(duì)性的射頻掩護(hù)技術(shù)[10]，如圖4所示。雷達(dá)根據(jù)干擾機(jī)收發(fā)工作時(shí)序規(guī)律，發(fā)射間歇探測(cè)信號(hào)，探測(cè)信號(hào)最前面是射頻掩護(hù)脈沖，其寬度為干擾機(jī)接收信號(hào)時(shí)間加干擾機(jī)反應(yīng)時(shí)間，干擾機(jī)反應(yīng)時(shí)間可通過(guò)預(yù)先設(shè)置一個(gè)一般值（微秒量級(jí)），然后以一般值為基礎(chǔ)進(jìn)行增減，同時(shí)觀察接收信號(hào)處理結(jié)果，干擾信號(hào)最弱時(shí)，射頻掩護(hù)脈沖寬度即為最佳值，超出干擾機(jī)接收信號(hào)時(shí)間部分即近似為干擾機(jī)反應(yīng)時(shí)間。

射頻掩護(hù)脈沖回波信號(hào)雷達(dá)接收后不用。

雷達(dá)通過(guò)增加發(fā)射探測(cè)子脈沖串信號(hào)長(zhǎng)度，保證整個(gè)探測(cè)子脈沖串信號(hào)脈沖寬度總和不變，從而保證探測(cè)威力不變。

如圖4所示，雷達(dá)也可在停發(fā)時(shí)間發(fā)射欺騙頻率信號(hào)，防止干擾機(jī)發(fā)現(xiàn)雷達(dá)發(fā)射抗干擾信號(hào)，代價(jià)是欺騙頻率信號(hào)會(huì)占用雷達(dá)發(fā)射信號(hào)脈寬，降低有效信號(hào)能量。干擾機(jī)由于采集不到或者采集到雷達(dá)掩護(hù)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)干擾效果下降。

圖4 雷達(dá)發(fā)射間歇探測(cè)信號(hào)抗DRFM間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)

1.4 雷達(dá)利用組網(wǎng)信息識(shí)別和剔除假目標(biāo)信號(hào)

多部雷達(dá)組網(wǎng)后，任意一部組網(wǎng)雷達(dá)對(duì)彈頭的測(cè)量信息都可用于其它雷達(dá)進(jìn)行假目標(biāo)信號(hào)的識(shí)別和剔除。

1.5 研究彈頭目標(biāo)特征提升識(shí)別彈頭能力

反導(dǎo)雷達(dá)通過(guò)研究彈頭和伴飛物的動(dòng)態(tài)RCS特征，以及彈頭和伴飛物的運(yùn)動(dòng)特征，根據(jù)彈頭和伴飛物運(yùn)動(dòng)特征差異引起的RCS特征差異，從伴飛物環(huán)境中識(shí)別彈頭。

2 反導(dǎo)雷達(dá)抗干擾能力提升對(duì)彈載雷達(dá)干擾機(jī)及其應(yīng)用的影響

2.1 雷達(dá)組網(wǎng)對(duì)彈載雷達(dá)干擾機(jī)及其應(yīng)用的影響

1）雷達(dá)干擾機(jī)數(shù)量需要增加

由于組網(wǎng)雷達(dá)可以工作在不同頻段，整個(gè)雷達(dá)網(wǎng)工作頻率范圍可能很寬，一部伴飛式或者內(nèi)置式彈載雷達(dá)干擾機(jī)的工作頻率范圍有可能不能全部覆蓋，可能需要使用多部干擾機(jī)，分頻段覆蓋。

實(shí)際中，彈載伴飛式雷達(dá)干擾機(jī)為使干擾信號(hào)功率能夠充分利用，通常需要對(duì)雷達(dá)實(shí)施主瓣干擾，即干擾機(jī)、彈頭在雷達(dá)觀測(cè)彈頭方向上成“二點(diǎn)一線”，并且干擾機(jī)在彈頭的前方。彈頭、干擾機(jī)始終位于探測(cè)雷達(dá)同一主波束內(nèi)，以保證干擾信號(hào)有效，與此同時(shí)探測(cè)雷達(dá)也需要在干擾信號(hào)主波束內(nèi)，以減小干擾信號(hào)波束損失[11]。圖1中多部不同位置的雷達(dá)從不同方向探測(cè)彈頭時(shí)，可能會(huì)使得一部干擾機(jī)的天線不能覆蓋所有組網(wǎng)雷達(dá)位置，特別是干擾機(jī)在整個(gè)飛行過(guò)程中，干擾機(jī)天線的覆蓋角域會(huì)隨著干擾機(jī)位置移動(dòng)而移動(dòng)，由此可能需要多部干擾機(jī)分別對(duì)位于不同位置的組網(wǎng)雷達(dá)進(jìn)行干擾。

2）雷達(dá)干擾機(jī)輸出功率需要提高

由于彈頭橫向、后側(cè)向具有相對(duì)較大的RCS，當(dāng)雷達(dá)從橫向、后側(cè)向觀測(cè)彈頭時(shí)，較大的彈頭RCS，需要較大的干擾信號(hào)功率掩護(hù)。

3）伴飛式雷達(dá)干擾機(jī)需要增設(shè)橫向收發(fā)天線

伴飛式雷達(dá)干擾機(jī)空中釋放后，飛行過(guò)程可分為真空段和再入段，真空段的飛行姿態(tài)可通過(guò)釋放機(jī)構(gòu)授姿得到，姿態(tài)穩(wěn)定可通過(guò)自旋實(shí)現(xiàn)。干擾機(jī)在真空段可使用前向天線對(duì)準(zhǔn)探測(cè)雷達(dá)，但進(jìn)入再入段后，由于氣動(dòng)力作用，干擾機(jī)將逐步采取零攻角姿態(tài)飛行，干擾機(jī)前向天線指向?qū)⒅鸩节呌谂c干擾機(jī)速度矢量方向一致（指向飛行速度方向），前向天線有可能不能覆蓋側(cè)向、后側(cè)向探測(cè)的雷達(dá)，干擾機(jī)可能需要設(shè)置橫向收發(fā)天線。

對(duì)于頻率較低的P、L波段雷達(dá)，干擾機(jī)收發(fā)天線可能需要更大的體積和質(zhì)量，而彈載平臺(tái)對(duì)載荷體積和重量的限制可能會(huì)給P、L波段干擾機(jī)天線設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。

2.2 雷達(dá)檢測(cè)接收信號(hào)時(shí)域特征對(duì)彈載雷達(dá)干擾機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)的影響

彈載雷達(dá)干擾機(jī)使用多假目標(biāo)干擾信號(hào)時(shí)，常采用相參儲(chǔ)頻延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)干擾信號(hào)，以獲得雷達(dá)接收相參處理增益。實(shí)際中，如果干擾機(jī)全脈沖存儲(chǔ)雷達(dá)信號(hào)，當(dāng)雷達(dá)信號(hào)脈寬較寬、干擾機(jī)采用時(shí)分收發(fā)隔離時(shí)，產(chǎn)生的多假目標(biāo)信號(hào)將會(huì)因存儲(chǔ)雷達(dá)信號(hào)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而在到達(dá)雷達(dá)時(shí)間上滯后于彈頭回波信號(hào)，有可能遮蓋不住彈頭回波信號(hào)，因此干擾機(jī)通常采用間歇采樣延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)干擾信號(hào)形式，以縮短干擾信號(hào)滯后時(shí)間[4]，產(chǎn)生的信號(hào)幅度包絡(luò)如圖2所示。

前文中也提到雷達(dá)注意到了這種干擾信號(hào)在脈壓前信號(hào)脈寬與雷達(dá)探測(cè)信號(hào)脈寬失配的特征，利用這一特征去識(shí)別和剔除這種干擾信號(hào)，還可以使用發(fā)射射頻掩護(hù)脈沖信號(hào)欺騙雷達(dá)干擾機(jī)，如圖4所示。

針對(duì)雷達(dá)這些抗干擾措施，彈載雷達(dá)干擾機(jī)發(fā)射的干擾信號(hào)脈寬需要與雷達(dá)探測(cè)信號(hào)脈寬一致，消除干擾信號(hào)在脈寬上的失配特征。

解決這一問(wèn)題可以采取干擾機(jī)收發(fā)裝置空間分置方法，將干擾機(jī)的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)位置分置，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間采取無(wú)線通信方式傳輸雷達(dá)探測(cè)信號(hào)頻率信息，如圖5所示。

圖5 干擾機(jī)收發(fā)分置

干擾機(jī)使用時(shí)，釋放系統(tǒng)保證干擾發(fā)射機(jī)釋放在前，干擾機(jī)接收機(jī)在后，兩者拉開(kāi)距離R，確保干擾發(fā)射機(jī)發(fā)射的干擾信號(hào)fr不被干擾機(jī)接收機(jī)收到，實(shí)現(xiàn)干擾機(jī)收發(fā)的空間隔離。

干擾機(jī)接收機(jī)接收雷達(dá)探測(cè)信號(hào)fr，并將fr移頻至fm，發(fā)射給干擾發(fā)射機(jī)，同時(shí)保證fm不被自己接收，通過(guò)收發(fā)頻率不同，實(shí)現(xiàn)自身收發(fā)隔離。

干擾發(fā)射機(jī)接收干擾機(jī)接收機(jī)發(fā)射的移頻信號(hào)fm，通過(guò)反向移頻，將fm移至原頻率fr處，經(jīng)調(diào)制，生成干擾信號(hào)發(fā)送回給雷達(dá)。干擾發(fā)射機(jī)的接收和發(fā)射與干擾機(jī)接收機(jī)一樣，通過(guò)fm和fr間的頻差，實(shí)現(xiàn)頻域隔離。

干擾機(jī)接收機(jī)與干擾發(fā)射機(jī)之間的信號(hào)fm傳輸，通過(guò)兩者之間的無(wú)線通信完成。

圖5示意的干擾系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)快速全脈沖采樣存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)干擾，產(chǎn)生的干擾信號(hào)與雷達(dá)探測(cè)信號(hào)脈寬一致，使雷達(dá)在信號(hào)脈寬上難以識(shí)別干擾信號(hào)，另外這種方法產(chǎn)生的干擾信號(hào)能夠獲得雷達(dá)全部相參處理增益。

干擾機(jī)在產(chǎn)生多假目標(biāo)干擾信號(hào)時(shí)，還需要注意，多假目標(biāo)之間的距離不應(yīng)出現(xiàn)類(lèi)似等間距之類(lèi)的簡(jiǎn)單規(guī)律，信號(hào)的功率幅度應(yīng)與彈頭回波信號(hào)功率幅度相近，且所有多假目標(biāo)信號(hào)的功率幅度不應(yīng)相等，應(yīng)有差別，所有多假目標(biāo)信號(hào)功率幅度的變化應(yīng)與干擾機(jī)到雷達(dá)之間的距離變化相參。

3 結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)彈突防中的雷達(dá)干擾和抗干擾，在相互對(duì)抗中，相互促進(jìn)，不斷提高和發(fā)展。一種新的抗干擾技術(shù)出現(xiàn)，一定會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的干擾技術(shù)改進(jìn)，反之亦然。