详解雷达干扰与反干扰技术
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雷达干扰可以破坏或阻止敌方雷达系统对我方的检测和威胁。其中,雷达有源干扰系统中的信息主要来自被保护目标、背景辐射源和战场其他电磁环境,其信息处理流程包括信息获取、信息分析和对决策的响应等。
一、干扰分类
1、按照干扰能量的来源分类
01无源干扰
是利用非目标的物体对电磁波的散射、反射、折射或吸收等现象产生的干扰。包括自然界的无源干扰和人为的无源干扰两类。
02有源干扰
是由辐射电磁波的能源产生的干扰。它包括自然界干扰、工业干扰和人为干扰。其中,自然干扰,一般是指来自银河系的宇宙干扰。工业干扰,是指工业火花产生干扰;人为有源干扰是利用专门的发射机,有意识地发射或转发某种电磁波,以扰乱或欺骗敌方的电子设备。
2、按照干扰产生的途径
01无意干扰
凡是因自然或其他因素无意识形成的干扰称为无意干扰。
02 有意干扰
是指人为有意识制造的干扰称为有意干扰。
3、按照干扰产生的机理
01 压制性干扰
使敌方电子系统的接收机过载、饱和或难以检测出有用信号的干扰称为压制性干扰。最常用的方式是发射大功率噪声信号,或在空军大面积投放箔条形成干扰走廊,或释放烟幕、气溶胶形成干扰屏障。
02 欺骗性干扰
使敌方电子装备或操作人员对所接收的信号真假难辨,以致产生错误判断和错误决策的干扰,欺骗方式隐蔽、巧妙且多种多样。
4、按电子系统、目标、干扰机的空间位置关系
01 自卫干扰(SSJ)
自卫干扰是最常见的干扰方式。电子干扰设备安装在欲保护的平台上(如飞机、军舰、地面基地),干扰信号从电子设备天线主瓣进入接收机,根据设计情况可以使用噪声干扰和欺骗干扰。SSJ是现在作战飞机、舰艇、地面重要目标等必备的干扰手段。
02 远距离支援式干扰(SQJ)
远距离干扰方式中,电子干扰设备通常安装在一个远离防区的平台上(即远离敌方武器的威力范围)。SQJ的目的通常是扰乱敌防空战线的搜索雷达,以使已方的攻击部队能安全地突防进入敌领地。
03 随队干扰(ESJ)
随队干扰方式中,干扰机位于目标附近,通过辐射强干扰信号掩护目标。它的干扰信号是从电子设备的主瓣(ESJ与目标不能分辨时)或旁瓣(ESJ与目标可分辨时)进入接收机的,一般采用遮盖性干扰。掩护运动目标的ESJ具有同目标一样的机动能力。空袭作战中的ESJ往往略微领前于其他飞机,在一定的地作战距离上还同时实施无源干扰。出于自身安全的考虑,进入危险区域时的ESJ常由无人驾驶飞行器担任。
04 近距离干扰(SFJ)
干扰机到电子设备的距离领先于目标,通过辐射干扰信号掩护后续目标。由于距离领先,干扰机可获得宝贵的预先领导时间,使干扰信号频率对准雷达频率。主要采用遮盖性干扰。距离越近,进入雷达接收机的干扰能量也越强。由于自身安全难以保障,SFJ主要由投掷式干扰机和驾驶飞行器担任。
二、干扰硬件指标
目标回波信号P,干扰辐射的干扰信号P。根据雷达方程可以知道雷达的接收功率。
三、常见的干扰类型
01 压制式干扰
压制式干扰即发射信号(当被雷达接收时),降低雷达处理回波信号的能力。一般而言,压制式干扰采用噪声调制,然而在某些情况下也会采用其他调制样式压制雷达的特殊工作模式。
02 阻塞式干扰
阻塞式干扰是压制干扰最简单的形式。在这种技术下,发射噪声信号覆盖敌雷达工作频率的宽频率范围。阻塞式干扰的优点是,不需要掌握敌雷达具体特征参数就可以进行干扰。阻塞式干扰的缺点是,干扰效能比较低。
03 瞄准式干扰
如果噪声干扰机将干扰频段缩窄为目标雷达工作频率附近的小范围内,这种技术的干扰效能比较好,但是需要核查干扰效果,确保敌雷达没有改频。
04 扫频式干扰
扫频式干扰即在敌雷达信号可能的工作频率范围内调谐窄带噪声信号。
05 距离波门拖引
距离波门拖引干扰通过增大功率和发射数量较多的延迟脉冲串,模拟目标远离雷达的运动将延迟回波信号脉冲到达敌雷达显示器的时间,使目标看起来好像偏离了雷达。
06 距离波门牵引
通过增大功率和拖引极小的脉冲间隔转发敌雷达脉冲, 这样会增加脉冲延迟。延迟时间呈抛物线或指数形式增加。距离波门拖引干扰通过增大功率和发射数量较多的延迟脉冲串,模拟目标远离雷达的运动 将延迟回波信号脉冲到达敌雷达显示器的时间,使目标看起来好像偏离了雷达。
07 速度波门拖引
速度波门被置于跟踪目标周围速度波门被置于跟踪目标周围,一旦大功率信号进入速度波门,将激发频率跟踪功能,如果它远离真正的回波信号频率,雷达得到的目标速度与真实速度不同,可以破坏雷达的速度跟踪。这项技术可用来干扰脉冲多普勒雷达。
08 逆增益干扰
非单脉冲雷达通过回波信号脉冲幅度图形特征(相对于时间),确定目标的方位和高度。例如,圆锥扫描天线可以探测回波信号能量随时间的变化。
09 自动增益干扰
自动增益控制(AGC)干扰即发射大功率、窄带、低占空比的干扰脉冲。雷达必须靠自动增益控制来处理所需的高动态范围。未来,自动增益控制必须具备快速攻击慢衰减的特性。因此,干扰脉冲激发雷达的自动增益控制,使前端增益下降,导致雷达无法检测天线扫描引起的回波信号脉冲幅度变化。如图所示,这是圆锥扫描雷达的工作原理。
一、雷达抗干扰技术的发展历程
雷达是一种主动探测设备,可以通过发射和接收电磁波来检测和跟踪目标。然而,由于外界环境的影响,雷达系统容易受到干扰,从而影响其性能和准确性。因此,雷达抗干扰技术的研究和应用一直是雷达技术发展的重要方向。
早期的雷达抗干扰技术主要是通过硬件手段实现,如增加滤波器、降噪等措施来减少干扰。但是这些方法往往需要大量的成本和资源投入,并且难以满足不断变化的干扰形式和频率。
随着计算机技术的发展,雷达抗干扰技术逐渐向软件化、智能化方向发展。智能化抗干扰技术主要是通过信号处理、数据挖掘和机器学习等手段,对干扰进行自动识别和分类,并采取相应措施进行干扰抑制和消除。
二、智能化抗干扰技术的应用和优势
智能化抗干扰技术已经广泛应用于雷达系统中,可以提高雷达的抗干扰性能和准确性,同时降低成本和资源投入。具体来说,智能化抗干扰技术可以实现以下功能:
1. 自动干扰识别和分类:通过对干扰信号的分析和处理,可以自动识别和分类不同类型的干扰信号,如杂波干扰、自同步干扰等。
2. 动态调整参数和算法:根据不同的干扰情况和工作环境,可以自动调整雷达系统的参数和算法,以实现最佳的抗干扰性能。
3. 多源融合处理:通过多源数据融合处理,可以更准确地判断目标信息和干扰信号,并采取相应措施进行干扰抑制和消除。
智能化抗干扰技术的优势在于可以自动化、智能化地进行干扰抑制和消除,大大提高了雷达系统的抗干扰性能和准确性,同时减少了成本和资源投入。
三、未来发展趋势
随着人工智能、云计算、大数据等技术的不断发展,智能化抗干扰技术将会得到更广泛的应用和发展。未来的雷达系统将会更加智能化、自适应和自主化,可以自动化地进行干扰抑制和消除,大大提高雷达的性能和准确性。同时,智能化抗干扰技术也将会应用于其他领域,如通信、导航、无人驾驶等,为人类社会的发展带来更多的机遇和挑战。
未来展望
随着科技的不断进步,雷达干扰与反干扰技术将持续创新和发展。未来的方向包括但不限于波形设计优化、多传感器数据融合、分布式处理和人工智能等领域的应用。这些技术的发展将为雷达系统提供更高的抗干扰能力和更精确的目标探测与识别能力。
雷达干扰与反干扰技术的重要性
雷达干扰与反干扰技术是保障雷达系统正常工作和提高性能的关键。通过了解不同类型的干扰和应对方法,我们能够更好地理解干扰对雷达系统的威胁,并掌握有效的反干扰技术,以提高雷达系统的抗干扰能力。
在未来,随着无人驾驶、智能城市等领域的快速发展,对雷达系统的要求将更加严苛。因此,进一步研究和创新雷达干扰与反干扰技术非常必要。我们期待着更多先进的信号处理算法、智能化技术的应用,以及更高效的系统集成方案的出现,从而为雷达系统的可靠性和鲁棒性带来巨大的提升。
只有不断推动雷达干扰与反干扰技术的创新,我们才能更好地保护雷达系统的稳定运行,确保其在复杂电磁环境中的准确性和可靠性。相信随着科技的进步,雷达干扰与反干扰技术将不断取得突破,为我们创造更安全、智能和高效的未来。