远距离支援干扰下DBF雷达作用距离分析

科学技术与工程Sc i e n ce Tec hn o l o gy and En g i n ee r i n g V o l.12 No. 21 J u l．2012第12 卷第21 期2012 年7 月1671—1815(2012)21-5163-05 2012 Sc i.T ec h. En grg.远程支援干扰下搜索雷达探测效能评估蔡金煌王晓薇叶博( 空军工程大学，西安710077)摘要考虑远程支援干扰的影响，采用系统有效性分析(S EA)方法，提出搜索雷达探测效能评估的 3 个主要性能度量。

并根据各性能度量的权重和串并联关系，建立探测效能评估模型。

运用该模型对不同高度层、天线俯仰角度对应的雷达探测效能进行仿真分析。

分析结果证明该模型是准确、可行的，且对于合理调整雷达天线俯仰角度，最大程度上发挥雷达探测效能，具有较强的指导意义。

关键词SEA 方法搜索雷达效能评估文献标志码A中图法分类号TN959. 1;探测效能的天线俯仰角计算方法。

搜索雷达是地空导弹武器系统制导站的重要组成部分，主要担负实时向跟踪制导雷达指示来袭目标并提供各项参数的任务，其探测效能的发挥是地空导弹武器系统有效杀伤来袭目标的前提［1］。

现代防空作战中，地空导弹武器系统所处的电磁环境日趋复杂，在高强度的电磁干扰下，搜索雷达的探测效能将大打折扣。

雷达所面临的电磁干扰类型主要有远程支援式干扰和自卫式干扰两种，其中以远程支援式干扰最为常见，影响最大。

因此，运用适当的评估方法对雷达远程支援式干扰条件下的探测效能进行科学评估，找出制约探测效能发挥的可改进指标，研究如何确定指标值能最大程度上规避远程支援式干扰带来的影响，对发挥雷达最大探测效能具有较强的现实意义。

实战环境中，搜索雷达的各性能指标处于动态变化中，常用的效能评估方法如层次分析法、模糊综合评判法、德尔菲法等，只是静态地评估系统效能，无法做到客观准确。

1 SEA 方法简介SEA 方法是美国麻省理工学院信息与决策系统实验室提出的一种动态系统效能评估方法。

针对制导导弹的支援干扰之前，我们已经对使用机载自卫干扰系统对制导导弹干扰的动态进行了分析。

现在我们来详细分析一下，对这些威胁进行远距离支援干扰的机理。

图1 干扰机需要对制导雷达、弹载接收机和（或）制导数据链进行干扰如图1所示，在作战场景中有三个目标需要进行干扰：跟踪雷达、弹载接收机和制导数据链，这中间的任何一个环节都可能受到干扰。

针对这三种情况，我们来分析每种情况下的干信比公式和烧穿距离公式。

与之前的干扰讨论一样，干扰公式是相同的。

但由于雷达和导弹对干扰机和目标的距离不同，所以这些公式比自卫干扰情况下的公式要复杂。

接收天线增益通常也不同。

对跟踪雷达进行干扰图2展示了对跟踪雷达和弹载接收机进行干扰的位置关系示意图。

图2 干扰机只对制导雷达进行干扰对跟踪雷达进行干扰的干信比的公式为：=-++-+--J S ERPJ ERPS GS GM RRT RRJ/7140log()20log()10logRCS 式中：J/S为干信比，单位为dB；ERPJ 为干扰机（对雷达）的有效辐射功率，单位为dBm ；ERPS 为雷达的有效辐射功率，单位为dBm ；GS 为雷达天线的旁瓣增益，单位为dB ；GM 为雷达天线在主波束瞄准线上的增益，单位为dB ；RRT 为雷达到目标的距离，单位为km ；RRJ 为雷达到干扰机的距离，单位是km ；RCS 是目标的雷达散射截面积，单位为m 2如果我们将干信比设置为能够保护目标的最小值，并求解从雷达到目标之间的距离，可以得到：min 40log()7120log()10logRCS J/S RRT ERPS ERPJ GS GM RRJ =---++++ 当干信比取最小值时，雷达到目标之间的烧穿距离（RBT ）公式为：()()log of 40log /40RBT Anti value RRT ⎡⎤=⎣⎦对弹载接收机进行干扰干信比公式为：()/7120log()20log 20log()10logRCSBJ S ERPJM ERPS GMS GMM RRT RTM RMJ =-++-++--式中：J/S 为干信比，单位为dB ；ERPJM 为干扰机（对导弹）的有效辐射功率，单位为dBm ；ERPS 为雷达的有效辐射功率，单位为dBm ；GMS 为导弹天线的旁瓣增益，单位为dB ；GMM 为导弹天线在主波束瞄准线上的增益，单位为dB ；RRT 为雷达到目标的距离，单位为km ；RMJ 为导弹到干扰机的距离，单位是km ；RCSB 是目标的双基雷达散射截面积，单位为m 2向导弹发送制导指令的烧穿距离为： ()()min20log()7120log 20log()20log 10logRCSB J/S RRT ERPS ERPJM GMS GMM RTM RMJ RRJ =---+-++++当干信比取最小值时，雷达到目标之间的烧穿距离（RBT ）公式为： ()()log of 20log /20RBT Anti value RRT ⎡⎤=⎣⎦对制导数据链进行干扰细心观察，您会发现这些公式与之前使用自卫电子干扰系统对制导数据链干扰给出的公式是相同的。

噪声干扰条件下雷达最大作用距离的估计!王红军赵宏"海军大连舰艇学院大连##$%#&’(摘要)本文采用对数方法推导出干扰条件下的雷达最大作用距离的求解公式*并以此公式为基础分析了特殊体制雷达在干扰条件下对雷达最大作用距离的影响+对分析全程电子对抗干扰效果有重要意义+(关键词)雷达最大作用距离*噪声干扰*电子对抗,-./0.1234356.7.89.:2;./6.4<=047=8>32?=@.;;24<AB C D E F G H I J K G L E B M E F G H "N ./2.4>.-./O P .7=;Q N ./2.4##$%#&’(B R S T U V W T),X 0.1234358.7.8;.:2;./3Y =8.12348.4<=047=8432?=Z .;;24<2?2418370P =724/3<.821[;;=1[37\O P P 38724<131[==X 0.1234*1[==55=P 134;.:2;./8.4<=35?Y =P 2./?Q ?1=;.12P 8.7.82?=:Y /.24=7\]1^?2;Y 38_1.4113=-./0.1=1[=50//8.4<=,‘9=55=P 1?\(a b cd F U e S )8.7.8;.:2;./8.4<=*432?=Z .;;24<*,‘9#引言在雷达受到噪声干扰的情况下*对雷达最大作用距离的评估计算*不仅体现出雷达对电子对抗的反干扰能力*而且也表明电子干扰对雷达的作用效果+不同的雷达体制对噪声干扰的反干扰能力不同*因而在其受到噪声干扰时的最大作用距离也不同+f 噪声干扰下雷达最大作用距离的计算g \h 电磁传播损耗和大气衰减雷达波和干扰波在空中传播时*要受到大气衰减和传播损耗*不同的传播距离和不同的工作频率其衰减损耗不一样+电磁波传播损耗公式如下i j"247k ’l m f \n o f %/3<#%"p "24q ;’o f %/3<#%"r "249s t ’’"#’式中u i j 为电磁波传播损耗*以7k 为单位v p 为电磁波传播距离*以q ;为单位v r 为电磁波的频率*以9s t 为单位+对大气衰减*由图#可通过查表求得+从图#中可以看出*当电磁波频率低于#%w s t 时*大气衰减极小*可忽略不计+g \g 雷达回波功率和干扰信号功率如图f 所示*雷达接收到的回波功率为jl x y o f z y {|}#%m }f %/3<"r ’}n %/3<"p y ’o #%/3<"~’"f ’图#大气衰减与电磁波频率的关系图f 雷达工作示意图式中u x y 为雷达发射功率"7k ;’v z y {|为发射和接收天线增益"7k ’v r 为雷达工作频率"9s t ’v p y 为目标距离"q ;’v ~为目标的雷达有效散射截面积+雷达接收到的干扰波是干扰机直接发送的电磁波*其传播路径为单程*如图m 所示+但在支援式干扰条件下*干扰波到达雷达的方向可能和雷达回波f %%f 年!月现代雷达第n 期!收稿日期u f %%#"#f "#m 修订日期u f %%f "%m "f #welcomewelcome to my home.i collect from internet,if its you doc,please call the website delect it的方向不一致!因而雷达对干扰波的增益和对回波的增益不一样"见图#"此时!雷达接收到的干扰信号功率为$%&$’($)*+)+,-./012)+,-./03$2’(4$0*2式中5&$为雷达发射功率067829($为干扰发射天线增益067291为干扰工作频率0:;<293$为目标距离0=829(4$为雷达在干扰方向的天线增益"图*干扰机工作示意图图#雷达天线对不同方向信号的增益>?@雷达接收端的干信比衡量干扰机对敌雷达干扰效果的不是干扰机的绝对干扰功率值!而是在雷达接收端的干信比!即干扰信号功率值和雷达回波信号功率值之比!简称为干信比"在得出雷达接收端干扰信号功率值0见式*2和回波信号功率值0见式+2之后!即可得出雷达接收端的干信比如下$A B0C D672%$)B%&$’($)*+)+,-./012)+,-./03$2’(4$)E&F’+(F A4)G,*)+,-./012)#,-./03F2’G,-./0H2I%J G’&$)&F’($)+(F A4’(4$)+,-./03$2’#,-./03F2)G,-./0H20#2例如!一部发射机功率为+,,=K的机载雷达!其天线增益为*,67!对G,,=8远的目标进行探测!目标有效雷达截面积为L,,,8+0对大型舰船2"干扰机在离雷达L,=8的距离上以+,67的天线增益发射G=K的干扰信号从,67的雷达天线旁瓣进入以掩护目标"则由式0#2可得此时的干信比为$A B%J G’M,678)L*678’+,67)+N*,67’,67)+,-./0L,2’#,-./0G,,2)G,-./0L,,,2%G G67图O雷达干信比的图形表示当干扰机用于自卫式干扰时!此时的3F%3$!(F A4 %(4$!式0#2可简化为$A B0C D672%J G’&$)&F’($)(F A4’+,-./03F2)G,-./0H20O2式0O2即为自卫干扰时的干扰方程"在上述同样的目标P雷达和干扰机参数的条件下!自卫时的干信比为$A B0C D672%J G’M,678)L*678’G,67)*,67’+,-./0G,,2)G,-./0L,,,2%+Q67比较两者结果可以看出同样情况下自卫干扰时的干信比要大的多">?R在干扰条件下的雷达最大作用距离在干扰条件下的雷达最大作用距离!也称为雷达S烧穿距离T!不仅反映了雷达在干扰条件下的工作能力!也反映了特定的干扰对特定的雷达的干扰能力"而这种能力就反映在雷达接收端的干信比上"那么!在什么样的干信比下干扰有效U又在什么样的干信比下雷达能正常工作U必须要确定一个干信比值来作为一个基础"通常情况下!取$A B%G,67为雷达能正常工作与不能正常工作的分界点"如干信比大于G,67!则雷达不能正常工作!如干信比小于G,67!则雷达能正常工作"同样对干扰方来说!如对雷达的干信比大于G,67!则表明此时对雷达干扰有效!如对雷达的干信比小于G,67!则表明此时对雷达的干扰无效"将雷达干扰方程0#2改写为#,-./03F2%)J G)&$’&F)($’+(F A4)(4$’+,-./03$2’G,-./0H2’$A B0M2++现代雷达+#卷welcomewelcome to my home.i collect from internet,if its you doc,please call the website delect it式!"#中的$%就为在干扰条件下的雷达最大作用距离&当雷达对带有自卫式干扰机的目标进行探测时’雷达的最大作用距离公式为()*+,!$%#-./0.12314.523546730)89:!;#326<!/#自卫式干扰条件下的雷达最大作用距离也称为干扰机的最小干扰距离&在上例的支援式干扰情况下’可求得雷达最大作用距离为=)*+,!$%#-./0.")>?@3A B>?@.()>?3")>?.)>?3()*+,!=)#30)*+,!A)))#30)>?-/B>?’$%-0)!/B6=)#-""C A B D@即当雷达与目标接近到""C A B D@以内时’雷达才能正常发现和跟踪目标&当干扰机配置在目标上时’自卫干扰条件下雷达最大作用距离为()*+,!$%#-./0.")>?@3A B>?@.0)>?3B)>?30)*+,!A)))#30)>?-(0>?$%-0)!(06()#-00C((D@由此可见’雷达对带有自卫式干扰机目标的发现距离远远小于掩护时的发现距离&即同样条件下’自卫式干扰效果要比掩护式干扰效果好得多&B特殊体制雷达对最大作用距离的影响E C F捷变频对雷达最大作用距离的影响当雷达采用捷变频体制时’雷达的工作频率在一定范围内变化’如果干扰机要对捷变频雷达进行干扰’则必须压制捷变频雷达的所有工作频率’这势必将迫使干扰机展宽干扰频带&在干扰机总功率一定的条件下’干扰频带的展宽将降低干扰信号的功率密度’最终降低进入雷达接收机的干扰信号功率’减小了雷达接收端的干信比’其减小的程度正比于干扰带宽与雷达带宽的比值&有G6H-!G6H#)!I J>?#.!K L M6K L N#!I J>?#!A#式中O!G6H#)为瞄准干扰时的干信比P K LM为干扰带宽’K LN为雷达工作带宽P G6H为对捷变频雷达干扰时的干信比&对捷变频雷达干扰时的干信比的降低等效于干扰机功率的降低’即QG 减小&由式!"#和式!/#可知’此时在干扰条件下雷达的最大作用距离将增加&E C R低旁瓣对雷达最大作用距离的影响当雷达采用低旁瓣天线方式对目标进行探测时’在支援式干扰情况下’干扰信号从雷达旁瓣进入到雷达接收机时所获得的雷达天线增益将会降低’即ST G要减小&由式!"#可以看出’雷达旁瓣增益的减小将会提高雷达在干扰条件的最大作用距离&雷达采用低旁瓣天线方式对带有自卫式干扰机的目标进行探测的最大作用距离不会增大’这是因为’干扰信号与雷达回波信号从同一方向进入雷达接收机’干扰信号和雷达回波能获得同样的雷达天线增益&E C E脉冲压缩对雷达最大作用距离的影响脉冲压缩就是将低幅度宽脉冲的雷达信号通过技术方法压缩成高幅度窄脉冲的雷达信号’以增大雷达发射的峰值功率&在式!"#和!/#中’脉冲压缩等效于雷达发射功率的增加’即Q%的增加&故采用脉冲压缩将提高雷达在干扰条件下的最大作用距离&E C U单脉冲体制对雷达最大作用距离的影响单脉冲体制在理论上讲对雷达最大作用距离不起作用&但在干扰情况下’由于单脉冲体制的抗干扰能力大大高于普通雷达’即对单脉冲体制干扰时所需的干信比大大高于普通雷达’G6H值应该大&由式!"#和!/#可知’G6H的增加将导致$%的增加’即在干扰条件下’单脉冲雷达的最大作用距离将增加&=结语随着雷达和干扰技术的不断发展’电磁领域的斗争会越来越激烈&雷达在突破传统体制的同时’在不断追求理论和技术上的新的进步’而这一切的努力都是为了雷达能在电磁斗争中取得优势’即在被干扰的情况下尽可能地发现和跟踪目标’也就是要提高在干扰条件下的雷达最大作用距离&技术上的进步为雷达提高在干扰条件下的最大作用距离提供了可能性’同时也为干扰提出了新的考验&参考文献0V W<X Y*Z Y Z[C\*Z X][+J I X^_[‘_[ZI J]Y Za J‘+[@_b]I+Jc,Z C c[]Z X Yd+e;Z a J X’0f f f(赵国庆C雷达对抗原理C西安电子科技大学出版社’0f f f王红军西安电子科技大学硕士毕业’副教授’电子对抗学会委员’曾留学意大利&现主要从事电子对抗技术研究&赵宏海军大连舰艇学院电子对抗专业在读研究生&B(第=期王红军等O噪声干扰条件下雷达最大作用距离的估计welcomewelcome to my home.i collect from internet,if its you doc,please call the website delect it。

远距离支援式干扰详解本文将讨论远距离支援式干扰，包括防区外干扰、防区内干扰以及一种防区边界上的干扰技术。

但我们的主要重点是防区外的支援式干扰。

本文讨论的重点是防区外的支援式干扰，这是一种重要且有效的干扰技术，且对一些新体制雷达具有重要影响。

防区外干扰对于所有雷达制导的武器，其杀伤范围受限于雷达的有效作用距离。

如图1所示，雷达天线的主波束对准目标，图中所示的武器杀伤线表示跟踪雷达的有效作用距离。

图1 干扰模型事实上，包括制导雷达在内的所有雷达都能被干扰，例如跟踪雷达、目标截获雷达和信息融合雷达等。

通常，攻击机携带弹药进入雷达防区，而防区外部署有大功率的干扰机对攻击机进行支援式干扰。

干扰机通常携带外挂干扰吊舱，使其具有非常大的雷达截面，从而很容易被雷达制导武器攻击，因此将它们部署于武器的杀伤射程之外。

在防区外干扰距离计算过程中，假设干扰机位置不变，且交战双方中仅有一架攻击机和一个敌方雷达，干扰机在防区外掩护攻击机。

干扰技术欺骗干扰技术要求干扰设备在几十微秒的时间内侦查到被干扰雷达的先验信息，一般来说，远距离支援干扰很难实现欺骗干扰的效果，主要因为干扰范围很大，可能覆盖有多部被干扰雷达，无法实现精确欺骗。

因此，远距支援干扰通常被认为是压制干扰，最常见的是调频噪声压制干扰。

图2 典型防区外支援干扰作战样式图2是实际的作战样式。

在图的右边，显示的是攻击编队飞行计划路径，它进入了敌方多种雷达制导武器的杀伤范围。

有两架远程干扰飞机编队飞行。

每架飞机都有多个干扰吊舱，并在武器的杀伤范围之外，沿着环形航迹在敌雷达防区外飞行。

在一项任务的规划中，干扰吊舱是根据可能遭遇的敌方雷达的类型来选择的，有几种类型的吊舱，每种吊舱覆盖一个频率范围，并提供特定的干扰能力。

每个吊舱前后都有天线，如图所示，典型的天线覆盖约20度（3 dB波束宽度）。

如果杀伤距离边界是在距离威胁雷达30公里的地方，那么干扰机将被部署在距离敌方雷达大约30公里处。