姜陽(yáng) 余巍 羅江

摘 要：針對(duì)雷達(dá)干擾裝備和防空雷達(dá)在協(xié)同工作時(shí)面臨的電磁兼容問(wèn)題，考慮到雷達(dá)干擾裝備和雷達(dá)的相對(duì)位置關(guān)系以及不同雷達(dá)、不同干擾、不同地形、不同目標(biāo)距離等多種因素的影響，建立了雷達(dá)干擾裝備和防空雷達(dá)的頻率與距離偏移量模型，通過(guò)研究為實(shí)現(xiàn)兩者的電磁兼容提供了基本依據(jù)。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)干擾裝備;防空雷達(dá);頻率;距離;偏移量

中圖分類(lèi)號(hào)：TB???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????? doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.32.082

0 引言

雷達(dá)干擾裝備是防空兵電子防空的主要裝備，是陸軍防空裝備體系的重要組成部分。在組織雷達(dá)干擾裝備和防空雷達(dá)協(xié)同工作時(shí)，必然要考慮兩者間的電磁兼容問(wèn)題。保證電磁兼容是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，需要將各種組織方法、技術(shù)方法結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中組織方法是在各種類(lèi)型的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間劃分頻帶、選擇空間位置、發(fā)射機(jī)功率、接收機(jī)靈敏度等，是裝備的各項(xiàng)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)固定后指揮和操作人員能夠采用的主要方法。實(shí)踐中，確定雷達(dá)干擾裝備和防空雷達(dá)頻率與距離的偏移量，是組織方法中非常重要的問(wèn)題。計(jì)算兩者頻率與距離的偏移量，就是計(jì)算當(dāng)頻率差給定時(shí)，應(yīng)保持的最小距離間隔;或當(dāng)距離間隔給定時(shí)，應(yīng)保持的最小工作頻率差。最終使防空雷達(dá)接收機(jī)輸入端的雷達(dá)干擾裝備無(wú)意干擾功率，小于防空雷達(dá)接收機(jī)輸入端允許的最大干擾功率，則防空雷達(dá)和雷達(dá)干擾裝備能保證電磁兼容;大于防空雷達(dá)接收機(jī)輸入端允許的最大干擾功率，則防空雷達(dá)和雷達(dá)干擾裝備不能保證電磁兼容。

1 基本干信比模型

當(dāng)受到雷達(dá)干擾裝備施放的干擾時(shí)，防空雷達(dá)接收機(jī)輸入端的干信比為：

PrjPrs=PjGjPtGt·4πγjσ·G′tGt·R4tR2j·ΔfrΔfj（1）

式中：Pj為干擾裝備的發(fā)射功率;Gj為干擾裝備天線(xiàn)主瓣方向上的增益;γj為干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)天線(xiàn)的極化系數(shù)，一般取γj=0.5;G′t為雷達(dá)天線(xiàn)在干擾裝備方向上的天線(xiàn)增益;Rj為干擾裝備與雷達(dá)之間的距離;Δfj為干擾機(jī)帶寬;Pt為雷達(dá)的發(fā)射功率;Gt為雷達(dá)天線(xiàn)主瓣方向上的增益;σ為目標(biāo)雷達(dá)散射截面積;Rt為目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離;Δfr為雷達(dá)接收機(jī)帶寬。

若有多個(gè)干擾裝備干擾功率進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)，則干信比為：

PrjPrs=∑n=1iPrjnPrs·k（2）

式中：i為雷達(dá)干擾裝備的數(shù)量;k為功率合成效率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取0.8。

若干擾有效，則干信比應(yīng)大于等于壓制系數(shù)Kj，即：

PrjPrs=PjGjPtGt·4πγjσ·G′tGt·R4tR2j·ΔfrΔfj≥Kj（3）

壓制系數(shù)是指雷達(dá)發(fā)現(xiàn)概率下降到0.1時(shí)，雷達(dá)接收機(jī)輸入端所需要的最小干擾信號(hào)與雷達(dá)回波信號(hào)功率之比。即：

Kj=Pj/Pr∣∣Pd=0.1（4）

顯然，壓制系數(shù)是干擾信號(hào)調(diào)制樣式，干擾信號(hào)質(zhì)量、接收機(jī)響應(yīng)特性、信號(hào)處理方式等的綜合性函數(shù)。對(duì)于常規(guī)脈沖雷達(dá)、捷變頻雷達(dá)、頻率分集雷達(dá)等，干擾壓制系數(shù)的取值一般為3dB。即當(dāng)干信比大于3dB時(shí)，干擾有效，防空雷達(dá)和雷達(dá)干擾裝備不能保證電磁兼容;當(dāng)干信比小于3dB時(shí)，則干擾無(wú)效，防空雷達(dá)和雷達(dá)干擾裝備能保證電磁兼容。

2 雷達(dá)干擾裝備和雷達(dá)的相對(duì)位置關(guān)系

在考慮雷達(dá)干擾裝備和雷達(dá)的相對(duì)位置關(guān)系時(shí)，可以按四種方式計(jì)算：

一是嚴(yán)格按雷達(dá)和雷達(dá)干擾裝備的天線(xiàn)方向圖情況進(jìn)行計(jì)算，此種方式在實(shí)際操作中較難實(shí)現(xiàn)。

二是采用簡(jiǎn)化的天線(xiàn)方向圖，文獻(xiàn)4給出了常用的兩種簡(jiǎn)化天線(xiàn)方向圖，可供計(jì)算參考。

三是為簡(jiǎn)化情況，將雷達(dá)干擾裝備和雷達(dá)的相對(duì)位置關(guān)系分為主瓣對(duì)主瓣、主瓣對(duì)副瓣、副瓣對(duì)副瓣，副瓣對(duì)主瓣四種情況。文獻(xiàn)7論述了常規(guī)、低副瓣、超低副瓣天線(xiàn)的相對(duì)副瓣電平和平均副瓣電平取值。文獻(xiàn)8給出了常規(guī)、低副瓣、極低副瓣、超低副瓣四類(lèi)天線(xiàn)副瓣電平的定義，指出極高增益天線(xiàn)留給所有副瓣的輻射功率不超過(guò)20%，使得相對(duì)于各向同性增益的平均副瓣電平小于-7dB。常規(guī)天線(xiàn)的平均副瓣電平相對(duì)于各向同性增益天線(xiàn)的平均副瓣電平大于-3dB?？梢钥闯?，文獻(xiàn)9中平均副瓣電平的取值相對(duì)文獻(xiàn)8的取值偏高，筆者理解是因?yàn)槲墨I(xiàn)9按副瓣電平峰值的平均值來(lái)取，而文獻(xiàn)8是按平均副瓣電平的定義來(lái)取值。本文在文獻(xiàn)9基礎(chǔ)上取-21dB、-16dB分別作為雷達(dá)、雷達(dá)干擾裝備天線(xiàn)相對(duì)主瓣的平均副瓣電平進(jìn)行計(jì)算。讀者也可根據(jù)不同類(lèi)型裝備天線(xiàn)的具體情況進(jìn)行估值。

四是在第三種情況基礎(chǔ)上，將尾瓣作為特殊情況進(jìn)行考慮，按主瓣、副瓣、尾瓣三種類(lèi)型，雷達(dá)干擾裝備、雷達(dá)裝備兩兩對(duì)應(yīng)，則有九種相對(duì)位置關(guān)系。

3 不同干擾情況分析

3.1 不同壓制干擾類(lèi)型帶寬的計(jì)算

對(duì)于（3）式中ΔfrΔfj的計(jì)算，根據(jù)不同壓制干擾的類(lèi)型，可分為以下幾種：

一是寬帶阻塞式干擾。即干擾的頻譜寬度遠(yuǎn)大于雷達(dá)接收機(jī)的帶寬，一般滿(mǎn)足：

Δfj>5Δfr（5）

若雷達(dá)在整個(gè)工作帶寬中采用隨機(jī)跳頻，雷達(dá)干擾裝備無(wú)法掌握雷達(dá)固定的頻率點(diǎn)，則干擾頻帶可以覆蓋整個(gè)雷達(dá)的工作頻帶。

二是窄帶瞄準(zhǔn)式干擾。即干擾的頻譜寬度和雷達(dá)接收機(jī)的帶寬在同一量級(jí)，一般滿(mǎn)足：

Δfj =（2～5）Δfr（6）

三是窄帶掃頻式干擾。窄帶掃頻式干擾具有和窄帶瞄準(zhǔn)式干擾類(lèi)似的頻譜寬度，但其干擾頻譜能夠?qū)崿F(xiàn)快速連續(xù)的調(diào)諧。