雷达组网抗干扰性能评估方法研究

徐 超，张 进

（北京跟踪与通信技术研究所，北京100094）

0 引言

雷达组网通过将不同的雷达合理布站，借助通信手段链接成网，由统一的管理融合中心对雷达进行组织管理和数据处理，进而形成一个有机整体。雷达网工作频段分布广泛、体制功能相互补充、作用空域互相重叠，从而大大提高了雷达网自身的生存能力和作战效能，相比传统的雷达，具备更强的“四抗”能力。但是其优越的“四抗”能力来源于多方面，既有单部雷达自身的因素，又跟组网配置、战术应用等多种因素相关，因此如何客观、定量地对雷达组网“四抗”能力进行评估就成为该领域的热点问题。本文针对雷达组网系统的特点，提出了分别利用静态指标和动态指标对其抗干扰性能进行评估的方法。

静态指标主要指雷达网本身具备的抗干扰能力，在受到干扰的情况下不会发生变化，是雷达网自身所具有的抗干扰措施的体现；动态指标主要是雷达网在受干扰前后变化显著的关键战技指标，是影响雷达网主要性能的指标。动态指标可以直接反映雷达网受到干扰后主要性能的变化情况，静态指标则可以反映雷达网自身抗干扰措施方面的长处与短板，为提高雷达网抗干扰能力提供参考。

1 雷达网抗干扰性能的静态评估指标

雷达网抗干扰性能静态指标主要包括单部雷达抗干扰能力度量模型、组网雷达抗干扰能力附加因子两部分。

单部雷达的抗干扰能力可以表示为：

式中，P 为雷达发射功率（W），T0为信号持续时间（s），Bs为 信 号 带 宽（Hz），G 为 雷 达 天 线 增 益；（PT0BsG）为雷达抗干扰的固有能力。其它参数为抗干扰措施的附加因子，分别为：频率跳变因子SA、天线副瓣因子SS、MTI（或MTD）质量因子SM、天线极化可变因子SP、恒虚警处理因子SC、“宽-限-窄”电路质量因子SN、重复频率抖动因子SJ。

雷达网的抗干扰能力不仅与网内各雷达有关，还与网内雷达数量、配置布站都存在密切关系，因此，雷达网的抗干扰能力可视为由两部分组成：一部分是网内雷达本身的抗干扰能力；另一部分是组网技术带来的附加因子。其中网内雷达本身的抗干扰能力按照各自作用距离远近，以及各自防御方向的重要性进行加权。因此组网雷达的抗干扰能力静态指标可以由下式计算，即：

式中，（AJC）Snet为雷达网抗干扰能力静态指标；N 为雷达数；K 为雷达网平均空域重叠系数；η为雷达网频域重叠系数；J 为雷达网极化类型数；S 为雷达网信号类型数；（AJC）i为第i部雷达的抗干扰能力；ri为第i部雷达的探测距离（m）；rav为雷达网平均探测距离，定义为网内所有雷达探测距离的代数平均值（m）；ki为各参数对雷达网抗干扰能力贡献大小的因子（i＝1，2，…，5）。

1.1 平均空域重叠系数

空域重叠系数反映的是多部雷达同时照射某一空域的情况。

设N 部雷达按照一定平面图形布阵，A 为组网雷达的覆盖面积，并按照一定高度将雷达探测区域在垂直方向上分为M 层。第i部雷达在第j个高度层上的探测区域为Aij＝｛（x，y，h）；fij（x，y，h）≤rij｝，i＝1，2，…，N；j＝1，2，…，M，其中rij为第i部雷达在第j个高度层上的作用距离，则第i部雷达在第j个高度层上覆盖的面积为。

平均空域重叠系数K 为：

1.2 频域重叠系数

设雷达网由N 部雷达组成，每部雷达的带宽为Δfi，i＝1，2，…，N，N 部雷达中有M 部雷达的频带发生重叠，重叠带宽为Δfj，j＝1，2，…，M，则频域重叠系数为：

1.3 极化类型数

极化类型系数定义为网内雷达极化类型数与网内雷达数目的比值，可表示为：

式中，m 为雷达网极化类型总数；N 为雷达网的雷达总数。

1.4 信号类型数

信号类型系数定义为网内雷达信号类型数与网内雷达数目的比值，可表示为：

式中，k为雷达网信号类型总数，N 为雷达网内的雷达总数。

2 雷达网抗干扰性能的动态评估指标

动态指标是通过雷达网在受到干扰前后其关键指标的变化来对其抗干扰性能进行评价。雷达组网的主要职责是探测责任区域中的空中目标、跟踪并形成轨迹，为防空武器系统提供情报支援。雷达组网的目的是为了更早地发现目标，从而使防空武器系统获得更多的准备时间，并且通过对多部雷达的数据进行融合处理，获得比单部雷达更高的数据率和更好的测量精度，从而为防空部队提供目标指引。

对雷达干扰主要有压制式干扰和欺骗式干扰，压制式干扰主要是通过连续波信号或者大量杂乱信号、噪声信号压制雷达目标信号；欺骗式干扰则是释放与目标回波信号相同或相近的干扰信号，在雷达上形成假目标，使敌方获取错误情报。由于组网雷达内雷达数量众多，一方面，对其进行信号侦察的难度增大，难以形成有效干扰；另一方面，通过对多部雷达数据的融合处理可以较容易地识别出欺骗性假目标，因此目前对雷达组网的干扰技术仍以有源压制式干扰为主。

雷达组网抗有源压制干扰的动态评估指标主要通过雷达探测距离的变化情况进行衡量：

式中，（ACJ）Dnet为雷达网抗干扰能力动态指标；Ri为未受干扰时对典型目标的探测距离；RJi为受到干扰后对同一目标的探测距离；ki为各雷达在雷达网中的重要程度或各雷达防御方向的重要程度，i＝1，2，…，N。

3 实例分析

3.1 雷达网基本配置

假设雷达网由3部雷达组成，按正三角形部署，各雷达间距为75km，布站时，将抗干扰性能较好的雷达布置于重点防御方向，各单部雷达均负责一定范围的区域。雷达组网及对抗态势如图1所示，以两种方案组网，组网方案1、2的雷达主要性能参数见表1。图1中a雷达的防御方向为重点防御方向。敌军飞机以5000m 高度飞行，其有效雷达截面积为2m2，其干扰机对雷达网实施远距离支援干扰。

表1 雷达网各雷达基本参数

图1 雷达组网及对抗态势示意图

3.2 静态指标评估

两种组网方案中，雷达数目相同，但是方案2中雷达作用距离平均值高于方案1，因此其空域覆盖系数不同。方案1中两部雷达的工作频段相同，而方案2中3部雷达工作频段均不同，因此方案2的频域覆盖系数大于方案1。两种方案的极化系数和信号类型系数均相同。

根据式（2）可计算出两种组网方式的雷达网的静态抗干扰能力。

组网方案1：

组网方案2：

通过计算两种组网方案的抗干扰能力静态指标，可以看出，方案1的抗干扰能力比方案2强，虽然方案2中3部雷达频段各自都不一样，而方案1中有两部雷达是同一频段，但方案1中单部雷达抗干扰能力更强。由此可知，通过静态指标衡量雷达组网的抗干扰能力，单部雷达的抗干扰能力在整个系统中起着非常重要的作用。

3.3 动态指标评估

为检验上述静态指标评估的雷达组网抗干扰能力，通过本文第2节的雷达组网预警距离的计算公式，对受到远距离压制干扰的雷达网的预警距离进行计算。设干扰机参数如表2所示。

表2 干扰机主要参数

为便于计算，现只考虑干扰机对雷达网进行远距离支援干扰的情况，对两种方案而言其干扰机距攻击目标距离应相同，设干扰机距目标O 距离为160km。

雷达在受到干扰机有源压制干扰时，由于干扰机与雷达之间的角度不同，干扰信号可能会从雷达主瓣或者雷达副瓣进入，敌方为获得最佳干扰效果，一般情况下会将干扰机布置在空袭飞机与己方雷达连线方向，从而保证干扰信号尽可能从雷达主瓣进入，因此，在计算雷达网内各雷达探测距离变化率时，以雷达受到主瓣有源压制干扰为例进行计算。

通过式（7）计算可得两种组网方案在受到有源压制干扰的情况下，雷达探测距离的变化率。两种组网方案中，雷达a的防御方向为重点防御方向，雷达b和c 方向为次重要方向，因此在计算时，雷达a 探测距离变化所占权重取5，雷达b和c 均取2.5。

组网方案1：

组网方案2：

通过计算可知，组网方案1的探测距离在受到干扰情况下，其变化程度小于组网方案2，说明组网方案1的抗有源压制干扰能力强于组网方案2。虽然方案2的雷达平均探测距离高于方案1，但是由于方案1中的雷达抗干扰能力更强，因此在受到干扰的情况下，方案1的整体性能更好。

4 结束语

本文分别研究了以雷达网内各雷达具备的抗干扰措施和雷达的配置部署为指标的雷达网静态抗干扰能力评估，以及以雷达网探测距离变化率为指标的动态抗干扰能力评估。在雷达网实际应用中，其抗干扰能力不仅与各雷达自身的作战性能相关，还与战术运用、敌方的干扰样式等等有着密切的联系。雷达网的抗干扰能力评估是一项非常复杂的工作，本文所给出的两种评估方法还需进一步完善，如何确定静态评估指标中各项指标的权重、面对不同干扰样式时雷达网探测距离的变化情况以及如何评估雷达网整体效能将是下一步的研究重点。■

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