复杂电磁环境下捷变频雷达抗干扰能力分析

连豪　同非　史小斌

摘 要：捷变频雷达具有较强的抗干扰能力，本文研究了宽带阻塞式干扰、窄带扫频式干扰、窄带瞄准式干扰的干扰机理，并通过试验法验证分析了复杂电磁环境下捷变频雷达对抗宽带阻塞式干扰的能力。

关键词：捷变频 宽带阻塞式干扰 抗干扰

一、引言

近年来，随着军队信息化进程的加快，世界军事领域电磁应用日益广泛，电子战逐渐成为现代战争的主要作战样式。雷达对抗中面临的电磁环境越来越复杂，对雷达抗干扰能力的要求亦越来越高。在雷达对抗斗争中，频域对抗是一个重要方面，主要技术措施包括扩展单部雷达工作频域范围、开发新的频段、频率捷变、频率分集、自适应占空变频、超宽带等。其中，频率捷变是指雷达发射相邻脉冲或脉冲组的载频在一定范围内快速变化。它除了具有增大雷达探测距离、提高跟踪精度、抑制海浪杂波等优点外，同时具有很强的抗有源干扰能力。宽带阻塞式干扰、窄带扫频式干扰、窄带瞄准式干扰是干扰频率捷变雷达的常用技术。本文针对各种干扰产生的机理，分析不同干扰技术对频率捷变雷达产生的影响，并通过试验方法对频率捷变抗干扰能力进行验证，对于雷达系统抗干扰设计具有一定工程意义。

二、对捷变频雷达的干扰机理

频率捷变雷达抗干扰的出发点就是扩展雷达频率工作范围，一方面使干扰机难以对准其中心频率，另一方面迫使干扰机展宽其干扰带宽，降低频带内的发射功率密度。

1.宽带阻塞式干扰。频率捷变雷达采用载波频率动态捷变的抗干扰方式，当窄带瞄准式干扰难以奏效时，为了压制雷达正常工作，只有将干扰功率扩散到更宽的频带范围，即为宽带阻塞式干扰。当雷达频率捷变范围为BFA，BFA为雷达频率捷变范围，用阻塞式干扰覆盖次频段，即要求干扰带宽BFA。若要达到同样的干扰功率密度，必须大大提高干扰机发射功率，因此该方法难以达到较好的干扰效果。在阻塞式干扰下，实际进入雷达的干扰信号功率有效功率函数与重频带宽和雷达捷变频带宽有关，即：

（1）

雷达采用频率捷变措施后，忽略雷达变频对目标回波信号、雷达性能参数等的影响，可以认为宽带阻塞干扰条件下捷变频雷达的被干扰概率为： （2）

在阻塞式干扰下，雷达捷变频对空能力主要体现在变频范围和自适应变频能力上。

2.窄带扫频式干扰。扫频式干扰兼具窄带瞄准干扰和宽带阻塞干扰的特点。它通过动态扫描干扰频带，以较窄的频带干扰宽带工作的雷达，提高了干扰机的功率利用率。扫频干扰虽然以窄带扫描来达到干扰宽带雷达的效果，但是它仅能干扰频率扫过的区域，因此它一方面仍需具备较宽的干擾带宽；另一方面，扫频速度应考虑到雷达系统的反应时间，不能过快。当雷达处于干扰扫过的频率区域时，干扰频带滞留于接收机的时间为 （3）

式中，Bj、Br、Vj分别为瞬时干扰带宽、接收机带宽和干扰机扫描频率。一般雷达系统的反应时间为，干扰机实施有效干扰，需要满足，因此 （4）

当雷达的跳频速率为VFA，VFABFA （5）

式中，为雷达变频时间，对干扰扫频速率讨论如下：

（1）干扰速率Vj不满足式（2），无论如何干扰，都不能压制雷达；（2）干扰速率Vj满足式（2），且Vj≤VFA，则雷达可能受干扰，其受干扰的概率为：P=Vj /VFA （6）

（3）干扰速率Vj满足式（2），且Vj≥VFA，则雷达一直处于被压制的状态，即雷达受干扰概率为1。

3.窄带瞄准式干扰。窄带瞄准干扰主要采用逐个脉冲瞄准的方法，可用于干扰多批目标，是对抗脉间捷变频雷达的经典有源干扰样式。此方法需对每个雷达脉冲进行采样频率测量和频率引导，在脉冲前沿进行快速测频，采用数字储频技术、数字频率合成技术等手段，产生和复制噪声的干扰信号，能够很好的掩护其身后的目标。设T1为侦察干扰设备侦察雷达频率且将干扰对准雷达频率所需时间；T2为雷达受干扰后改变频率跳出干扰覆盖区所需时间，即T1为雷达未受干扰的时间，T2为雷达受干扰的时间。雷达在整个工作时间内未受干扰时间所占比例为：。设雷达受干扰的时间为Tj，目标对应的延迟时间为Tr，干扰系统调整频率时间为△T，雷达跳频时间为Tp，则Tj应满足：。

雷达受干扰时间所占比例为：

（7）

当雷达受到窄带瞄准式干扰时，雷达采用FA抗窄带瞄准式干扰后，进入雷达接收机的干扰功率的有效功率函数可表示为：

（8）

忽略雷达变频后对目标回波信号、雷达性能参数等的影响，窄带瞄准干扰条件下捷变频雷达的被干扰概率为：

（9）

三、抗干扰能力分析

雷达抗干扰能力评估方案主要分为三种：（1）试验法：通过外场试验评估雷达系统的抗干扰性能，优点是实时性好、数据可靠、结果可信。缺点是试验费用高、灵活性差。（2）仿真法。利用计算机对电子干扰 抗干扰过程进行分布式实时仿真，进而评估雷达系统的抗干扰能力。该方法成本低、适应性好，可近似得到外场试验的效果，但由于技术复杂，在国内目前尚处于起步阶段。（3）解析计算法。通过分析雷达对抗双方的技术性能指标之间的关系，借助部分仿真和试验的手段，建立相应的评估数学模型，对雷达系统的抗干扰能力进评估。该方法实时性差， 但可静态探讨雷达的可能抗干扰能力，且无资金、设备和技术的制约。这里，采用试验法对某型捷变频雷达抗干扰能力进行验证分析。干扰样式采用宽带阻塞式干扰，干扰带宽3～800MHz，干扰机天线增益20dB，雷达捷变频范围为200MHz。改变干扰机发射功率和干扰带宽，对某型捷变频雷达施加不同干扰，统计雷达在采用捷变频前后对某一固定目标的发现概率，验证捷变频雷达抗干扰能力。

由表1、2可以看出，同样的干扰功率情况下，干扰信号带宽越窄，干扰功率谱密度越大，对雷达的干扰效果越好。采用捷变频措施后，雷达的发现概率得到有效提高。

四、结语

捷变频雷达具有较强的抗干扰能力，频率捷变的种类和方式较多。本文分析了针对捷变频雷达的干扰机理，并通过试验法验证了捷变频雷达对抗宽带阻塞式干扰的能力，对于雷达系统抗干扰方式设计具有一定意义。

参考文献：

[1]冯涛，王永明，贺齐辉.对频率捷变雷达的干扰机效果分析[J].电子对抗技术，2015，30（5）；

[2]龚后继，黄文韬，白巧云，雷火明.捷变频雷达被干扰概率分析[J].舰船电子对抗，2011，34（2）.

[3]曾茂生，彭欣，修继信.快速窄带瞄频干扰技术分析[J].舰船电子对抗，2011，34（2）.

[4]周万幸.雷达抗干扰效能评估模型与指标体系研究[J].现代雷达，2013，11.