多种方式降低干扰机的效能,你知道哪些?
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电子防护是使雷达和通信系统不易受电子战技术(特别是电子干扰)影响的技术和方法。本文将介绍和探讨雷达系统的电子防护问题。
电子战的主要技术和对抗措施如表1所示。需要注意的是,表中列出的三种“技术”(单脉冲、脉冲压缩和脉冲多普勒)是雷达实现其他目的而采用的技术,但是也可以进行电子防护。当波束通过目标时,会突然反射一连串脉冲,这就是“回波信号”。目标的角位置取决于探测到回波信号的时间。另一种方法是采用多个角度偏移的天线馈源(通常3-4个馈源)感知回波信号的角度。这种技术称为“单脉冲”,通过比较每个接收脉冲的多个馈源输出可以确定目标的角度和高度。如下文所示,这种角度测量技术可以对抗某些类型的干扰。
表1 电子防护特征与电子战技术和对抗措施
脉冲多普勒雷达具有相参性,可以确定每个接收脉冲的频率。如下文所示,脉冲多普勒技术不仅可以提高雷达性能,还可以降低某些电子攻击(EA)技术的效能。
脉冲压缩可以提高距离分辨率。在这个距离间隔内,雷达不能探测多个目标。由于施放某些类型干扰的前提是雷达无法探测多个目标,所以减小分辨率单元的间距(脉冲压缩),也可以降低诱饵和其他类型干扰的效能。
电子防护可以采取多种方式降低干扰机的效能。有些技术设计直接用于减小特定干扰技术(针对特定结构)的干信比。其他技术设计用于不同的使用目的,但也有降低干扰效能的作用。电子防护使信号探测和识别更加困难,可以对抗反辐射导弹,也可以降低电子支援的效能。
超低副瓣
从副瓣干扰一部雷达系统可以使雷达失效,使雷达显示屏上所有可能的目标模糊不清。因此,降低副瓣电平可以使电子支援系统和电子情报系统,更难探测、定位和干扰雷达系统。这有助于减小防区外或防区内干扰机的干信比,使雷达不易受到电子攻击。
图1 副瓣隔离与峰值孔径增益和副瓣平均增益不同
如图1所示,这是雷达天线的副瓣平均电平。需要注意的是,与波峰的宽度相比,副瓣之间的零值宽度非常窄,可以有效提高副瓣平均电平。副瓣隔离可以定义为,减小与主瓣波束孔径增益相关的副瓣平均增益。图2说明了降低副瓣电平对烧穿距离的影响。
图2 副瓣增益减小12dB,目标的烧穿距离翻倍
表2列出了常规副瓣、低副瓣和超低副瓣天线平均增益的某些典型值。表中还列出了与雷达天线孔径增益有关的副瓣隔离数值。
通过降低干扰信号角度离散范围内的副瓣,可以进一步实施电子防护。这些技术称为副瓣相消和副瓣匿影。
表2 降低副瓣的等级
相参副瓣相消器
相参副瓣相消器可以植入雷达系统中,对窄带副瓣干扰信号特别有效。最常见的窄带副瓣干扰调制是连续波噪声。
为了对消每个副瓣信号,除了主天线外,还需要安装一个辅助天线。如图3所示,辅助天线副瓣方向的增益必须大于主雷达天线副瓣方向的增益。
图3 相参副瓣相消器有多部辅助天线,可以在副瓣方向获得比主瓣天线更多的增益
如果辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强,那么就可以确定这个信号是副瓣干扰信号。副瓣干扰信号用于生成一个新信号,该信号延迟了半波长或者180°相位。
当这个相位延迟信号传输到主天线的输出端时(如图4所示),可以对消进入主天线副瓣的信号。换句话说,这样非常有效,在主天线角度上形成了一个零值,从而使主天线不受干扰信号的影响。
图4 如果辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强,对信号进行180°相移并加载到主天线输出端,可以对消副瓣响应
相位相消取决于波长,因此这个过程只对窄带信号有效(比如噪声调制的FM信号)。对消每一个干扰信号都需要一个独立的相位相消器(安装在一个独立的辅助天线输出端)。
脉冲信号的频谱包括多个频谱分量,看起来像窄带信号。因此,一个单脉冲信号可以占用多个相参相消器(采取FM噪声+脉冲干扰信号是对抗相参副瓣相消器的一种方法),这样副瓣相消器的工作效能会受到影响。
副瓣匿影器
副瓣匿影的目的是消除雷达接收机输入的脉冲干扰信号。副瓣匿影使用与副瓣对消相同类型的辅助天线(如图4所示)。不同的是,副瓣匿影只需要一个辅助天线就可以应对多部干扰机。
当辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强时,可以确认该信号为副瓣信号。雷达接收机输入端可以在副瓣脉冲期间匿影(如图5所示)。如果有多个脉冲信号从多个方向进入副瓣,单个匿影器就可以处理所有脉冲信号。
图5 如果副瓣匿影辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强,证明这个信号是干扰信号,接收该信号期间主雷达天线是匿影的
如果一部干扰机在雷达脉冲上产生压制式脉冲,副瓣匿影器将关闭雷达,使雷达不发射脉冲。这就需要跟踪威胁雷达的脉冲重复频率(PRF),并在干扰机远离目标的情况下仔细定时干扰脉冲。如果压制式脉冲太宽,相参副瓣相消器(如果雷达有一个)可能会起作用。
来源:雷达通信电子战
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