箔条对单脉冲雷达干扰研究

张 亮

（解放军91404部队，秦皇岛066001）

0 引 言

单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达，对目标进行自动跟踪时，只需要一个雷达脉冲回波就可以同时获得目标的方位、俯仰和距离信息。现代导弹的末制导雷达通常采用单脉冲跟踪体制，单脉冲跟踪雷达依据每个回波脉冲形成角误差估值，实现角度跟踪，同时单脉冲跟踪雷达对回波的幅度波动不敏感，可以消除噪声调幅干扰的影响，这一特性使单脉冲雷达能有效跟踪噪声干扰信号。采用单脉冲体制的导弹末制导系统对舰艇的生存产生了巨大威胁，本文对箔条干扰单脉冲体制的末制导雷达进行了分析研究。

1 单脉冲雷达工作原理

单脉冲雷达每发射一个雷达脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。单脉冲雷达通常有振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两大类。

1.1 振幅比较单脉冲雷达

振幅比较单脉冲雷达有2个方向图相同的天线波束，这2个天线波束有一部分相互重叠，目标反射的每个雷达回波均被这2个天线波束接收到。如果目标对准了天线轴方向，则2个波束所接收的目标雷达回波振幅大小相等；如果目标偏离天线轴向，则一个波束接收的雷达回波振幅大，另一个波束接收的雷达回波振幅小，因此可以比较2个雷达回波振幅的大小，得到目标偏离天线轴向的角度，从而控制天线轴向转向目标，直至2个天线收到相同振幅的回波为止，实现对目标的跟踪。

1.2 相位比较单脉冲雷达

相位比较单脉冲雷达用2个天线同时接收目标的回波，2个天线有一定的间隔，并在结构上固定在一起，组成一个整体。由于目标距离雷达很远，回波到达2个天线的路程是平行的，如果目标正在天线轴上，则目标反射的回波到达2个天线所走的距离相等，此时2个天线所收到的回波相位相同。如果目标偏离天线轴，则目标回波到达2个天线所走的距离不相等，此时2个天线收到的回波相位也不同，从而控制天线轴朝目标方位移动，直至2个天线收到的回波相位相同，天线轴对准目标为止。

1.3 和差式单脉冲雷达

在振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达的基础上，单脉冲雷达进一步发展，产生了和差式单脉冲雷达。和差式单脉冲雷达也是用2个相同方向图的天线波束进行工作，2个天线波束相加，形成一个和波束，2个天线波束相减，形成2个彼此分开的差波束。和波束的最大点与差波束的最小点均与天线轴的方向相同。和差式单脉冲雷达对每个雷达回波脉冲利用和波束来测量距离，差波束来测量角度。

距离测量方法与普通雷达工作原理相同，但由于利用了和波束，天线接收的雷达回波功率大，因此增加了雷达的探测距离。角度测量时，当天线轴对准目标，此时处于差波束的零点，因此收不到雷达回波；当天线轴偏离目标，此时处于差波束2个波束其中之一，从接收到的目标雷达回波可以测得天线轴偏离目标的角度，从而控制天线轴转向目标，直至对准目标。

2 箔条对单脉冲雷达的干扰

2.1 箔条形成干扰原理

箔条构成假目标，舰艇为被保护目标，箔条干扰单脉冲雷达对舰艇的跟踪时，假目标与被保护目标同时在雷达分辨单元内，如图1所示。

图1 箔条干扰单脉冲雷达

单脉冲末制导雷达对目标进行跟踪，目标1为舰艇，目标2为箔条假目标。差波束为以轴线为对称轴的2个完全相同的方向图，目标对轴线的夹角θ1和θ2越小，收到的雷达回波功率越强，即收到的雷达回波功率与θ1和θ2成反比，因此有：

式中：P1和P2分别为目标1和目标2的雷达回波功率。

θ12为差波束的夹角，也即目标1和目标2对雷达的张角，θ12等于θ1与θ2之和。因此可以得到：

箔条和被保护舰艇可以看作2部配置在雷达主瓣波束宽度之内的空间分离的非相干干扰机对跟踪雷达进行干扰，在这种前提下，跟踪雷达的角误差鉴别器具有线性特性，偏离辐射源中点的角跟踪误差可以表示为：

如果非相干干扰源具有相等的干扰功率，则跟踪雷达将瞄准2个干扰源连线的中点；如果一个干扰源比另一个干扰源的功率大，则跟踪雷达天线将更趋向于瞄准那个比较强的干扰源的方向。

雷达发射垂直极化波E1，发射天线有仰角，就不是垂直极化，而是斜极化，同时箔条在空中散开后，不可能是垂直状态，而是处在斜极化状态。假设箔条在垂直坐标中呈45°斜极化，这样，雷达接收机将收到2个垂直极化波，一个是雷达的垂直极化波在箔条上感应后再发射的垂直极化波E2，E2＝E1／2；另一个是雷达垂直极化波在箔条上感应出的水平极化分量，再在箔条上感应出垂直极化波E3，E3＝E1／4。从而得到：

这个值比单脉冲雷达零值深度要高得多，E2用于和支路，为差信号，被跟踪；2个差波束形成2个新的零深，使跟踪支路被干扰，跟踪角偏离目标。同理，在箔条上感应的与E2等量的水平分量E4也可能直接被雷达接收，这要看雷达天线的交叉极化指标。一般来说，接收的E4比E3低，与差信号相比拟，也会被认为是误差信号，被跟踪。箔条云回波提供的误差信号比目标提供的误差信号大，因此雷达跟踪箔条云而丢失目标。

2.2 箔条质心干扰

箔条质心干扰模型如图2所示。

图2 箔条质心干扰模型图

图2 中：S为箔条云坐标点；J为舰艇坐标点；M为导弹坐标点；Q为质心点；D为舰云夹角平分线与舰云连线的交点；RS为箔条云与导弹的距离；RJ为舰艇与导弹的距离；2Δθ为舰云夹角。

质心干扰就是利用质心效应，使末制导雷达跟踪偏离被攻击目标的一种干扰样式。当舰艇受到威胁雷达跟踪时，在雷达跟踪单元内人为地设置一个假目标（箔条），假目标和舰艇的质心效应使雷达不跟踪被攻击舰，也不跟踪假目标，而是跟踪二者的能量中心，即质心，从而使雷达的跟踪点偏离被攻击舰。

其作用是破坏末制导雷达对目标舰的稳定跟踪，当RCS较小的目标舰被偏出波束角后，波束内就只存在一个假目标了，质心效应消失，末制导雷达就转向跟踪尚在波束角内的那个RCS较大的假目标。

3 结束语

单脉冲雷达具有角度分辨率高、多目标跟踪、动目标显示、故障自检、维修方便等特点，因而各国军队均已大量装备单脉冲雷达。单脉冲雷达应用于导弹的末端制导、武器火力控制等，对舰艇的威胁巨大。本文分析了单脉冲体制雷达的工作原理，对采用箔条干扰单脉冲雷达进行了分析研究。

［1］熊勤，卢景双，周瑞.质心干扰的应用研究［J］.舰船电子对抗，2009（8）：28－30.

［2］李照顺，孙振华.舰艇箔条质心干扰模型与仿真研究［J］.系统仿真学报，2009（7）：4203－4206.

［3］邹震，朱宝增.单脉冲雷达角跟踪系统干扰效果及实际应用研究［J］.舰船电子对抗，2010（8）：43－46.